Дослідники розробили модульну архітектуру для надпровідникових кубітів
Науковці з Університету Іллінойсу в Урбана-Шампейн представили нову модульну архітектуру для масштабування надпровідникових квантових процесорів. Вона дозволяє з’єднувати окремі кубітні пристрої у більшу мережу, зберігаючи квантові властивості системи.
За словами провідного автора роботи Вольфганга Пфаффа, дослідження ґрунтується на поширеній у галузі ідеї: для подальшого розвитку надпровідникових квантових обчислень потрібно переходити до модульного підходу. Цю стратегію вже підтримують великі гравці, зокрема IBM.
Ключовим завданням було створити простий у реалізації спосіб з’єднання кубітів, який не призводить до значних втрат сигналу або енергії під час передавання квантової інформації. Важливою вимогою стала також можливість легко підключати, відключати та конфігурувати модулі.
Дослідники використали високоякісний надпровідниковий коаксіальний кабель, що виконує роль резонатора-шини (bus-resonator). Кожен кубіт ємнісно підключається до кабелю через спеціальний конектор.
Команда змогла реалізувати ефективну взаємодію між кубітом і кабелем, а також між кількома кубітами, підключеними до однієї шини. Окрім цього, дослідники створили новий тип логічного елемента (gate), який базується на швидкісному перетворенні частоти, що можливе для трансмон-кубітів.
Під час тестів архітектура дозволила з’єднувати та роз’єднувати модулі без пошкоджень і без значних втрат на квантових логічних операціях. Це відкриває шлях до побудови масштабованих квантових систем із можливістю підключення нових модулів у процесі, зазначає Пфафф.
Зараз команда працює над збільшенням кількості з’єднуваних елементів і сумісністю архітектури з квантовою корекцією помилок.
Нагадаємо, у липні фізики з Університету Аалто встановили новий рекорд когерентності для трансмонного кубіта — понад 1 мс.