8 ноября в МФТИ был проведён эксперимент, в котором команда учёных из университетов МФТИ и МИСиС реализовала четырёхкубитный квантовый процессор. Для демонстрации использовалась разработанная и изготовленная сотрудниками лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ сверхпроводниковая интегральная квантовая микросхема.
«Нам удалось показать высокоэффективные квантовые операции на системе четырёх кубитов, что является уникальным достижением для российских квантовых технологий. В проведённом эксперименте время отдельной логической операции составляет около 0,025 мкс. Это позволяет реализовать более 3200 операций за время жизни квантового состояния процессора. При изготовлении квантовой интегральной микросхемы технологами из МФТИ были отработаны важные особенности технологического процесса, что позволило нам существенно улучшить ключевые характеристики кубитов», — рассказал заведующий лабораторией искусственных квантовых систем МФТИ Олег Астафьев.
Фотография КИМС с оптического микроскопа (в ложном цвете). Микросхема реализует пять кубитов (ёмкость одного из них отмечена зелёным), связанных с резонаторами (красный) для индивидуального считывания. Каждый кубит снабжен управляющей потоковой линией и антенной для осуществления однокубитных операций (синий и жёлтый соответственно)
Квантовая интегральная микросхема (КИМС) содержит пять кубитов, один из которых в этом эксперименте не использовался. В схеме использованы ёмкостно шунтированные зарядовые кубиты, которые представляют собой нелинейные колебательные LC-контуры, работающие в квантовом режиме. Они электрически связаны друг с другом и могут как обмениваться энергией, так и управляемо изменять друг у друга фазу суперпозиций состояний |0⟩ и |1⟩. Первый тип взаимодействия используется в экспериментах по квантовому машинному обучению, а второй удобнее для стандартных квантовых алгоритмов.
Двухкубитные операции контролируемого одним кубитом поворота другого кубита (называемые операцией CZ), необходимые для создания квантовой запутанности в схеме, показаны на парах соседних кубитов. Точность этих операций измерялась с использованием томографии квантовых процессов и с применением перекрёстного тестирования.
Реализовать калибровку операции CZ позволило дополнительно предоставленное сотрудниками лаборатории сверхпроводящих метаматериалов МИСиС оборудование, а также программный код, созданный в рамках общего проекта.
Вверху результаты томографии квантовых процессов (данные в двухкубитном представлении Паули). Процесс CZ, восстановленный по экспериментальным данным (слева), сравнивается с идеальным (справа). Внизу результаты перекрёстного тестирования псевдослучайными последовательностями операций. Среднее значение точности выполнения одной двухкубитной вентильной операции CZ для всех пар кубитов составляет 97,38%.
Для обнаружения запутанности кубитов использовался широкополосный усилитель, разработанный совместно МФТИ и МИСиС.
Эксперимент проводился в рамках реализации дорожной карты развития высокотехнологичной области «Квантовые вычисления». Ранее, в 2018–2020 году, учёные МФТИ и МИСиС демонстрировали работу двухкубитной схемы, цепочек и массивов кубитов. В 2021 году учёные МФТИ смогли впервые изготовить пятикубитный чип, а в феврале 2022 года показали работу системы в качестве квантового симулятора. Теперь же они продемонстрировали, что схема работает как полноценный квантовый процессор. Реализация подобного эксперимента подтверждает, что технологический уровень МФТИ и МИСиС достаточен для создания среднемасштабных квантовых устройств.
Круто, успехов ребятам!
Молодцы, не опускают руки, творят, создают, работают, и это дюже правильно. Остаётся только порадоваться успехам Российской науки и пожелать, чтобы всё у наших получилось так как задумывается и даже больше.
а потом переедут в США, когда найдется местечко :)
Знаю я этих чудо учёных, скок люди в мире не пытались сделать квантовый комп, да всё не в ту сторону смотрят ,и по итогу в тупике, подкину подсказку чтоб сделать квантовый комп, нужен новый тип источника энергии, с традиционными источниками энергии квантовый комп в природе просто не возможен, это я как тот кто уже давно юзает эти технологии говорю, хотите верте, хотите нет, да и ясно что вы не поверите, но хотя бы попробуйте сначало сделать новый источник энергии ,а потом уже квантовые технологии ,и увидете результат!
Ну началось обзывание неадекватным, если у меня жизнь не как у других, и есть в жизни то что для остальных является фантастикой, которая реальна так-как фантастики тут никакой, все законы природы и вселенной вроде наместе, не понимаю, если в моей личной жизни больше развития чем в вашой, то не надо срать в мою сторону, иначе неадекватно это выглядит с вашей стороны, лучшеб порадовались что соотечественник развился выше всего человечества, а не какой нибудь китаец или араб, ну вам виднее на земле то чем мне в космосе!
клоун
До тебя так и не дошло, гений? Ты как бы не ту площадку выбрал что бы кичиться. Что ты ожидал? Реально клоун)
Для китайцев пилять. Будет шо господам преподнести.
"Ничего не понял, но очень интересно" как говорится. Успехов инженерам и ученым
Че опять?! Сначала свой телефон(китайский) потом процик(китайский на анг архитектуре) Ща "квантовый" комп.
Всё-таки послушали мой совет и глядишь потихоньку что то получится, ещё пару лет назад сам создал квантовый процессор, с помощью всех вычислений которые он произвёл собрал себе ассистента на основе ИИ, потом он помог мне собрать космический корабль, сижу щас с чайком и форсю по инету с орбиты юпитера, красотище то тут какая, когда и у вас всё получится жду в гости, если что юпитер мой, я первый его занял, почему именно юпитер, да потому что там вид шикарный особенно когда летишь в облоках на фоне солнца, то просто неотразимая красотища, жаль люди заняты не теми вещами, а то могли бы наслаждатся красотами вселенной!