Исследовательская группа из лаборатории искусственных квантовых систем и Центра коллективного пользования МФТИ разработала и испытала первую в России сверхпроводящую двухкубитную схему с обратной связью, являющуюся основным компонентом будущих квантовых компьютеров, разрабатываемых учёными МФТИ.
Современные вычислительные компоненты могут хранить только один бит данных одновременно — 1 или 0. Кубиты как квантовые объекты, существующие в виде суперпозиции двух состояний, имеют возможность хранить оба значения. Кроме того, они являются примером квантовой запутанности, открывающей возможности разработки революционных методов обработки данных. Компьютер, состоящий из тысячи кубитов, способен превзойти самые мощные суперкомпьютеры в решении большого количества вычислительных задач, таких как криптография, искусственный интеллект и оптимизации сложных систем.
Год назад исследовательская группа разработала первый в России кубит вместе с измерительной схемой. Сейчас российскими учеными из МФТИ разрабатывается и испытывается двухкубитная схема. «В течение последних 6 месяцев лаборатория МФТИ проделала большую и кропотливую работу, чтобы организовать процесс измерения сверхпроводящих кубитов. Можно утверждать, что МФТИ в настоящее время имеет всю необходимую инфраструктуру и человеческий потенциал для создании передовых кубитных систем», — говорит аспирант лаборатории Алексей Дмитриев.
Заместитель руководителя Центра коллективного пользования Дмитрий Негров говорит: «Сейчас мы находимся на той стадии, когда параметры системы близки к заданным условиям. Следующим шагом будет выполнить такие жизненно важные измерения, как время когерентности, и улучшить соединение кубитов».
По словам руководителя научного управления МФТИ Андрея Батурина, исследование квантовых технологий является одним из долгосрочных приоритетов в программе научных исследований института. «Нашей лаборатории совместно с Центром коллективного пользования удалось создать уникальное оборудование — современные литографы и напылительные установки для организации полного цикла производства кубитов и на этой базе кубитных систем, измерительного оборудования и криостатных установок сверхнизких температур, которые позволяют нам работать с кубитами в диапазоне температур на уровне милликельвинов. Такие низкие температуры имеют важное значение в связи с крайней хрупкостью квантовых состояний, которые легко разрушаются от взаимодействия с внешней средой», — говорит Батурин.
Разработка двухкубитной схемы является важным достижением, которое позволяет российским учёным проводить дальнейшие исследования и усиливает позицию России в мировой гонке по созданию квантовых компьютеров.