Ученые МИСИС и ИНМЭ освоили технологию производства кубитов-флаксониумов
Ученые лаборатории сверхпроводниковых квантовых технологий НИТУ МИСИС и лаборатории квантовых технологий ИНМЭ РАН успешно воспроизвели технологию изготовления сверхпроводниковых кубитов типа флаксониум. На них была экспериментально продемонстрирована точность однокубитных операций на уровне 99,993%. В отличие от более распространенного типа кубитов — трансмонов — флаксониумы требуют значительно более сложного технологического процесса, включающего формирование цепочек из десятков джозефсоновских переходов.
Сегодня основным типом сверхпроводниковых кубитов являются трансмоны. На них работают наиболее известные в мире квантовые процессоры компаний Google и IBM. Однако трансмоны имеют ограничения по времени когерентности и точности операций, вызванные как технологическими, так и конструктивными факторами.
В качестве альтернативы во всем мире исследуются новые типы сверхпроводниковых кубитов, например, флаксониумы, которые отличаются устойчивостью к шумам и высоким временем когерентности, т. е. согласованности квантовых колебательных процессов.
«Тестирование образцов показало высокую точность операций — 99,993%, что превосходит лучшие показатели для трансмонов. Существенным фактором, повлиявшим на точность, стала малая длительность управляющих импульсов — всего 6 наносекунд, что в несколько раз короче, чем у трансмонов», — сообщила инженер научного проекта лаборатории сверхпроводниковых квантовых технологий НИТУ МИСИС, научный сотрудник Российского квантового центра Татьяна Чудакова.
Сейчас исследователи сосредоточены на масштабировании схем на основе флаксониумов и улучшении времени когерентности. Освоение технологии изготовления флаксониумов открывает новые перспективы для развития отечественных квантовых процессоров.
«НИТУ МИСИС и ИНМЭ РАН обладают технологическими и экспериментальными компетенциями в области разработки микросхемных решений для создания квантовых процессоров. В результате совместной работы создана уникальная технология и экспериментальные образцы кубитов-флаксониумов с рекордной точностью на уровне мировых гигантов индустрии. Высокая точность на уровне 99,99% позволит нам повысить мощность квантовых вычислителей», — отметил к.ф.-м.н. Михаил Тархов, начальник научно-исследовательской лаборатории квантовых технологий ИНМЭ РАН.
Технология производства сверхпроводниковых квантовых схем развивается в НИТУ МИСИС в рамках стратегического технологического проекта “Квантовый интернет” по Программе “Приоритет-2030”. Разработка и реализация сверхпроводниковых квантовых процессоров ведется в университете при поддержке Госкорпорации «Росатом» для выполнения Дорожной карты «Квантовые вычисления» (контракт № 868-1.3-15/15-2021 от 05.10.2021).
Фото: пресс-служба МИСИС
Об университете
Университет науки и технологий МИСИС – ведущий вуз в области создания, внедрения и применения новых технологий и материалов. Первым в России получил статус «Национальный исследовательский технологический университет». Входит в топ-5 лучших вузов страны по версии Round University Rankings и в топ-10 согласно рейтингам Times High Education и Interfax. В составе: 9 институтов, 6 филиалов – четыре в России и два за рубежом; 48 исследовательских лабораторий и инжиниринговых центров.
Основные направления: создание инновационных материалов для микроэлектроники, космоса, ядерной и солнечной энергетики и др.; металлургия; аддитивное производство; горное дело; биоинженерия; ИТ и машинное обучение; квантовые технологии и коммуникации; инжиниринг; промышленный дизайн; технологическое искусство; экономика и инноватика.
Университет занимает лидерские позиции в программе Минобрнауки России «Приоритет-2030» и федеральном проекте «Передовые инженерные школы».