Наш дом Россия Новостной портал России
Новенькая разработка послужит важной деталью для создания полноценного квантового компьютера.
Ученые НИТУ «МИСиС», Рос квантового центра и Технологического института Карлсруэ создали квантовый сенсор, который позволяет обнаруживать недостатки в работе квантовых систем. Исследование опубликовано в журнале npj Quantum Information, сообщает пресс-служба НИТУ Нит (город) — город в Уэльсе Нит (футбольный клуб) — футбольный клуб из города Нит Нит (единица измерения) — единица измерения яркости в системе СИ Нит (имя) — православное имя Нит (река): Нит (англ «МИСиС».
Квантовый компьютер — это уст-во, хранящее и обрабатывающее информацию внутри группы квантовых систем, каждая из которых, как правило, является двухуровневой и именуется «квантовый бит» или «кубит» (англ. qubit — quantum bit). Самым популярным и перспективным типом кубита сегодня числятся сверхпроводящие кубиты на основе контактов Джозефсона. На их базе чаще всего разрабатывают квантовые вычислительные устройства. Конкретно на джозефсоновских кубитах работают квантовые процессоры технологических гигантов IBM и Google.
Ключевым элементом сверхпроводниковых кубитов является джозефсоновский контакт размером от нескольких 10-ов до нескольких сотен нанометров. Он представляет собой два слоя проводника (сверхпроводящего металла), разделенные тонким слоем диэлектрика, почаще всего оксида алюминия.
Фото: пресс-служба НИТУ «МИСиС»
Такой метод «сборки» сверхпроводящих кубитов безизбежно приводит к появлению так называемых двухуровневых дефектов. Они влияют приводят к ошибкам в вычислениях. Объясняется это тем, что современные технологии не позволяют достигнуть стопроцентной точности при создании кубитов. Из-за дефектов происходит декогеренция, то есть потеря кубитами квантового состояния, и неминуемые вследствие этого ошибки.
Чем больше дефектов возникает в материале, и чем сильнее они влияют на кубиты, тем больше ошибок выходит в произведенных вычислениях.
Разработанный учеными квантовый сенсор позволяет определять точное расположение и концентрацию двухуровневых изъянов в кубитных микросхемах. По словам одного из авторов исследования, заведующего лабораторией «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС» и управляющего группы в РКЦ Алексея Устинова, сенсорный датчик сам является сверхпроводниковым кубитом квантовый разряд, или наименьший элемент для хранения информации в квантовом компьютере и позволяет детектировать отдельные недостатки и даже производить манипуляции с ними.
Как отмечают ученые, традиционные методы исследования качества материалов, вроде рентгеновского рассеяния, не очень чувствительны к маленьким точечным дефектам Дефект — производственный брак, и их результаты часто не позволяют понять, в правильном ли направлении движутся создатели именно с точки зрения создания лучших кубитов.
Фото: пресс-служба НИТУ «МИСиС»
Предложенный рос учеными подход открывает возможности для разработки диэлектриков и сверхпроводниковых материалов с малыми потерями, что приближает ученых к созданию настоящего квантового компьютера.
