В МИСИС впервые в РФ провели эксперимент с 8-кубитным квантовым процессором

В НИТУ МИСИС продемонстрировали квантовый процессор, состоящий из восьми сверхпроводниковых кубитов-трансмонов. Это первое в стране устройство подобного квантового объема, показавшее в ходе эксперимента высокую точность выполнения операций.

Первый российский сверхпроводниковый 8-кубитный процессор был разработан специалистами Дизайн-центра квантового проектирования НИТУ МИСИС при участии сотрудников Российского квантового центра (РКЦ). Процесс изготовления впервые отработан и реализован коллективом ученых лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ в сотрудничестве с коллегами из МИСИС.

Эксперимент по тестированию процессора провели в криостате растворения в лаборатории сверхпроводниковых квантовых технологий НИТУ МИСИС. Такие криостаты позволяют охлаждать систему почти до абсолютного нуля, до температур, более чем в 100 раз ниже, чем в открытом космосе. Работы проведены в рамках Дорожной карты развития высокотехнологичной области «Квантовые вычисления», которую курирует Госкорпорация «Росатом».

Это важный результат для реализации Дорожной карты. В университете ведутся исследования по всем четырем основным платформам. Однако одними из первых моделей в мире были именно квантовые компьютеры на сверхпроводниках, и важно отметить, что российские ученые достигли определенных успехов в этом направлении.

Ученые получили достойный результат. В процессоре 8 кубитов, но по точности двухкубитных операций он превосходит 80 кубитный процессор, ранее представленный компанией Rigetti, занявший второе место в мире по количеству физических кубитов среди сверхпроводниковых процессоров. Увеличение количества кубитов в процессоре не связано напрямую с увеличением его мощности, которая определяется так называемым квантовым объемом. В простейшем случае квантовый объем пропорционален произведению числа кубитов на число квантовых операций, которые можно выполнить с относительно малым количеством ошибок. Поэтому достижение высокой точности выполнения квантовых логических операций отдельными кубитами играет не менее важную роль, чем увеличение их количества в квантовом процессоре.

В ходе контрольного эксперимента с участием представителей ООО «СП “Квант”» (ГК «Росатом») и РКЦ была продемонстрирована точность двухкубитной операции свыше 95%.

Квантовый процессор состоит из кубитов нового типа концентрической формы и перестраиваемых элементов связи между ними. Такой способ связи сейчас считается наиболее перспективным, поскольку позволяют регулировать взаимодействие между кубитами и предотвращает утечку квантового состояния из вычислительного пространства.

Дальнейшие исследования ученых направлены на увеличение квантового объема процессора. Это включает в себя и увеличение количества кубитов, и повышение точности выполнения операций с ними, а также, соединение процессоров квантовыми каналами связи для построения масштабируемых систем.

Источник: НИТУ МИСИС