Кубитов много не бывает: финские учёные разработали ключевые элементы для масштабируемых квантовых компьютеров

[Ippolitovich]

Группа учёных из Финляндии придумала интересное решение для лёгкого масштабирования квантовых компьютеров на сверхпроводящих кубитах. Они смогли перенести основные управляющие элементы таких систем внутрь криостата и при этом многократно уменьшили их в размерах. Изобретение позволит вместить в прежний криогенный объём больше кубитов и значительно упростит и удешевит конструкцию квантового компьютера.

 

Чаще всего охлаждённые до температур около абсолютного нуля сверхпроводящие кубиты управляются с помощью микроволнового излучения. Излучение позволяет как менять квантовые состояния кубитов (программировать систему), так и считывать их состояния — получать результат вычисления. Сегодня всё это представлено управляющими системами, работающими при комнатной температуре, и кабелями для передачи высокочастотного сигнала внутрь криостата. Именно поэтому подвеска криостата с множеством трубочек-волноводов выглядит как иллюстрация к произведению в стиле стимпанк. Финны смогли придумать миниатюрный источник высокочастотного излучения, способный работать при температуре около абсолютного нуля. Элемент размерами около 1 мм может быть помещён в непосредственной близости от кубита, которым он управляет и состояние которого считывает. Это открывает дорогу к миниатюризации квантовой платформы и к её масштабированию.

 

Работа по проекту опубликована в издании Nature Electronics. Препринт статьи выложен на arXiv.org. Дальнейшие исследования будут в направлении создания управляющих цепей для сверхохлаждённых источников микроволнового излучения. В предложенном виде источник генерирует строго одну несущую с высоким качеством сигнала, а для управления кубитами сигнал необходимо перевести в импульсную форму. Впрочем, для создания квантовых датчиков или генераторов тактового сигнала (квантовых часов) изобретение финских учёных будет находкой само по себе и может быть немедленно взято на вооружение.