Учёные из РФ предлагают оградить квантовые компьютеры от шумов при помощи алюминия

Российские исследователи совместно с зарубежными коллегами предложили относительно простой и в то же время эффективный способ защиты сверхпроводящих кубитов от электромагнитных шумов.

Кубиты, или квантовые биты, — это наименьший элемент для хранения информации в квантовых компьютерах. Кубиты могут одновременно принимать значение и логического ноля, и логической единицы. Поэтому с ростом количества использующихся кубитов число обрабатываемых одновременно значений увеличивается в геометрической прогрессии. Таким образом, при решении определённых задач квантовые вычислительные комплексы способны обеспечить огромное быстродействие.

Новый способ защиты кубитов от внешних шумов предложили специалисты Национального исследовательского технологического университета «МИСиС», проводившие работы совместно с коллегами из Технологического института Карлсруэ (Германия).

«Сверхпроводники являются одним из наиболее эффективных и перспективных материалов для обеспечения работы новейших квантовых цепей, где низкое активное сопротивление постоянному электрическому току критически важно для сохранения квантовых свойств и производительности системы. Но низкое активное сопротивление выливается в низкое сопротивление переменному току, из-за чего кубиты, включённые в одну цепь с такими сверхпроводниками, на высоких частотах становятся чувствительны к различным электромагнитным шумам извне», — говорится в публикации «МИСиС».

Уменьшить влияние помех исследователи предлагают при помощи простого в производстве материала — гранулированного алюминия. Из него изготавливается так называемый супериндуктор — сверхпроводниковый элемент с высоким уровнем сопротивления переменному току. Добавление такого супериндуктора в цепи квантового компьютера позволяет защитить сверхпроводящие кубиты от шума.

«Разработка открывает возможности для проектирования широкого ряда новых и более эффективных квантовых систем: от защищённых цепей обработки информации до фотонных детекторов для космической отрасли», — отмечает «МИСиС».