В НИТУ МИСИС продемонстрировали квантовый процессор, состоящий из восьми сверхпроводниковых кубитов-трансмонов — это первое в РФ устройство такого квантового объёма, показавшее в ходе эксперимента высокую точность выполнения операций.
Первый российский сверхпроводниковый восьмикубитный процессор разработали 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 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 «Росатом».
«Это важный результат для реализации Дорожной карты. У нас ведутся исследования по всем четырём основным платформам. Однако одними из первых моделей в мире были именно квантовые компьютеры на сверхпроводниках, и важно отметить, что наши ученые достигли определённых успехов в этом направлении», — прокомментировал новость советник гендиректора «Росатома» Руслан Юнусов.
«Мы получили достойный результат. В нашем процессоре восемь кубитов, но по точности двухкубитных операций он превосходит, например, 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 объёмом. В простейшем случае квантовый объём 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», — добавила Наталия Малеева, старший научный сотрудник лаборатории криоэлектронных систем и соучредитель Дизайн-центра квантового проектирования НИТУ МИСИС.
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 позволяет регулировать взаимодействие между кубитами и предотвращает утечку квантового состояния из вычислительного пространства», — отметила в свою очередь одна из главных архитекторов квантового процессора Елена Егорова, научный сотрудник РКЦ и инженер НИТУ МИСИС.
Дальнейшие действия ученых направлены на увеличение квантового объёма процессора. Это включает в себя и увеличение количества кубитов, и повышение точности выполнения операций с ними, и соединение процессоров квантовыми каналами связи для построения масштабируемых систем. Эта работа отвечает задачам стратегического проекта НИТУ МИСИС «Квантовый интернет» по программе Минобрнауки России «Приоритет 2030».
