В лаборатории НИТУ "МИСиС" успешно продемонстрирован восьмикубитный квантовый процессор, основанный на сверхпроводниковой технологии. Это первое устройство такого рода в России, которое смогло достичь высокой точности выполнения операций. Разработка данного процессора является результатом сотрудничества экспертов из Дизайн-центра квантового проектирования НИТУ "МИСиС" и Российского квантового центра. Коллектив ученых из лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ сотрудничал с коллегами из НИТУ "МИСиС" в процессе разработки и реализации данного процессора.
Проведение экспериментов с процессором осуществлялось в лаборатории сверхпроводниковых квантовых технологий при использовании криостата растворения. Такие криостаты обеспечивают охлаждение системы практически до абсолютного нуля, что является важным условием для работы квантовых вычислений.
Разработка и тестирование этого процессора являются важной составляющей дорожной карты развития области "квантовых вычислений", которую осуществляет государственная корпорация "Росатом".
"Это важный результат для реализации Дорожной карты. У нас ведутся исследования по всем четырем основным платформам. Однако одними из первых моделей в мире были именно квантовые компьютеры на сверхпроводниках, и важно отметить, что наши ученые достигли определенных успехов в этом направлении", — прокомментировал советник генерального директора Госкорпорации «Росатом» Руслан Юнусов.
«Мы получили достойный результат. В нашем процессоре 8 кубитов, но по точности двухкубитных операций он превосходит, например, 80 кубитный процессор ранее представленный компанией Rigetti, занявший второе место в мире по количеству физических кубитов среди сверхпроводниковых процессоров. Увеличение количества кубитов в процессоре не связано напрямую с увеличением его мощности, которая определяется так называемым квантовым объемом. В простейшем случае, квантовый объем пропорционален произведению числа кубитов на число квантовых операций, которые можно выполнить с относительно малым количеством ошибок. Поэтому достижение высокой точности выполнения квантовых логических операций отдельными кубитами играет не менее важную роль, чем увеличение их количества в квантовом процессоре», — рассказала старший научный сотрудник лаборатории криоэлектронных систем и соучредитель дизайн-центра квантового проектирования НИТУ МИСИС Наталия Малеева.
Дальнейшие исследования ученых направлены на увеличение квантового объема процессора. Это включает в себя и увеличение количества кубитов, и повышение точности выполнения операций с ними, а также, соединение процессоров квантовыми каналами связи для построения масштабируемых систем.
В ходе контрольного эксперимента с участием представителей ООО «СП „Квант“» (ГК «Росатом») и РКЦ была продемонстрирована точность двухкубитной операции свыше 95%.
«Квантовый процессор состоит из кубитов нового типа концентрической формы и перестраиваемых элементов связи между ними. Такой способ связи сейчас считается наиболее перспективным, поскольку позволяют регулировать взаимодействие между кубитами и предотвращает утечку квантового состояния из вычислительного пространства», — отмечает одна из главных архитекторов квантового процессора Елена Егорова, научный сотрудник РКЦ, инженер НИТУ МИСИС.
