Ученые продемонстрировали выполнение двухкубитных операций с помощью сверхпроводниковой интегральной квантовой микросхемы, изготовленной в МФТИ. Об эксперименте «Хайтек» сообщили в пресс-службе НИТУ «МИСиС». Исследователи из МФТИ и МИСиС продемонстрировали успешное выполнение квантового вентиля (операции) CZ на квантовом процессоре на основе зарядовых кубитов. В процессе эксперимента ученым удалось достичь точности вычислений более 97%.

Электронная микросхема, разработанная учеными, состоит из пяти емкостно шунтированных зарядовых кубитов. В процессе эксперимента исследователи использовали только четыре из них. Кубиты электрически связаны друг с другом и могут как обмениваться энергией, так и управляемо изменять друг у друга фазу суперпозиций состояний |0⟩ и |1⟩.

Фотография микросхемы с оптического микроскопа (в ложном цвете). Микросхема реализует 5 кубитов (емкость одного из них отмечена зеленым), связанных с резонаторами (красный) для индивидуального считывания. Каждый кубит снабжен управляющей потоковой линией и антенной для осуществления однокубитных операций (синий и желтый, соответственно). Изображение: МИСиС

Во время демонстрации 8 ноября ученые показали возможность выполнения квантового вентиля CZ с помощью созданной интегральной микросхемы. CZ — это логическая операция, в процессе которой один кубит выполняет контролируемый поворот другого. Она необходима для создания квантовой запутанности.

Лаборатория физики высоких нагрузок. Изображение: МИСиС

Результаты эксперимента показали, что время выполнения отдельной логической операции составляет около 25 нс. Это позволяет реализовать более 3 200 операций за время жизни квантового состояния процессора, отмечают ученые.

Учеными Университета МИСИС и МФТИ впервые в России были экспериментально реализованы алгоритмы перекрестно-энтропийного тестирования и квантовой томографии процесса, которые теперь позволяют проводить оценки точности в принципе любых одно- и двухкубитных вентильных операций на системах сверхпроводниковых кубитов, – Илья Москаленко, научный сотрудник лаборатории «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ МИСИС.