Новый рекорд в квантовых технологиях: финские кубиты стали долговечнее

Исследовательская группа из Университета Аалто (Финляндия) установила новый мировой рекорд по времени сохранения квантового состояния сверхпроводящего трансмонного кубита. Учёным удалось достичь времени когерентности до 1 миллисекунды, при среднем показателе около 0,5 миллисекунды, что значительно превосходит предыдущий рекорд в 0,6 миллисекунды.

Данное достижение стало возможным благодаря комплексному подходу к созданию квантового чипа. Исследователи использовали сверхчистые сверхпроводящие плёнки и производили все операции в строго контролируемой среде чистого помещения. Для нанесения схем на чип применялась электронно-лучевая литография, а джозефсоновские переходы, выполняющие роль «мозга» кубита, были изготовлены с высочайшей точностью.

Особое внимание было уделено минимизации окисления материалов и устранению микроскопических дефектов, которые обычно становятся причиной преждевременной декогеренции кубитов. После изготовления чип охлаждался практически до абсолютного нуля в специальном рефрижераторе.

Для измерения производительности использовался специализированный усилитель, способный улавливать слабые квантовые сигналы без создания дополнительных шумов. Из четырёх кубитов на тестовом чипе один (обозначенный как Q2) продемонстрировал исключительные результаты с максимальным временем когерентности, превышающим 1 миллисекунду.

Увеличение времени когерентности имеет критическое значение для развития квантовых вычислений. Более стабильные кубиты способны выполнять большее количество операций до возникновения ошибок, что повышает надёжность квантовых вычислений и снижает потребность в сложных методах коррекции ошибок.

Согласно заявлению авторов исследования, «кубит с высокой когерентностью принесет пользу научному сообществу и ускорит глобальные усилия по разработке квантовых датчиков, квантовых симуляторов и квантовых компьютеров на основе сверхпроводящих квантовых технологий».

Несмотря на значительный прогресс, масштабирование технологии до больших квантовых систем остаётся сложной задачей. Создание чипа с множеством трансмонных кубитов, каждый из которых сохраняет миллисекундную когерентность, представляет собой значительно более сложную инженерную задачу, чем достижение такой когерентности для отдельных кубитов.

Источник: Interestingeng Iineering