Новый рекорд: кубит прожил 1 миллисекунду — квантовый мир ещё никогда не был так стабилен
NewsMakerФинны доказали: трансмон может держаться 1 мс.
Физики из Университета Аалто (Финляндия) установили новый мировой рекорд продолжительности когерентного состояния сверхпроводящего кубита — основного элемента квантового компьютера. Им удалось достичь максимального времени когерентности в 1 миллисекунду, а медианное значение составило 0,5 миллисекунды. Это в разы превышает предыдущие показатели, которые редко доходили до 0,6 миллисекунды и обычно были нестабильными.
В квантовых вычислениях даже доли миллисекунды имеют значение. Чем дольше кубит остаётся в квантовом состоянии, тем больше операций может выполнить квантовый компьютер до появления ошибок. Как отмечают авторы исследования , такие достижения важны не только для квантовых вычислений, но и для разработки квантовых сенсоров и симуляторов.
Ключ к успеху — усовершенствование конструкции и материалов. Исследователи создали новый тип трансмон-кубита — разновидности сверхпроводящего кубита, устойчивой к шуму и широко используемой в современной квантовой технике. Они применили ультрачистые сверхпроводящие плёнки и изготавливали чип в стерильной среде. Элементы схемы были вытравлены методом электронно-лучевой литографии, а критические джозефсоновские переходы, отвечающие за квантовое поведение, изготовлены с высокой точностью.
Особое внимание уделялось чистоте материалов и защите от окисления. Даже микроскопические дефекты могут преждевременно разрушить квантовое состояние. Готовый чип охлаждали до температуры, близкой к абсолютному нулю, в установке типа разбавляющего холодильника, а затем использовали специальный усилитель для считывания сигналов без искажений.
Из четырёх кубитов на чипе один, обозначенный как Q2, показал особенно выдающиеся характеристики. Он стабильно достигал когерентности свыше миллисекунды в повторных экспериментах, что подтверждает надёжность методики. Подобные результаты уже демонстрировали исследователи, которые смогли добиться того, что сверхпроводящие кубиты удерживают информацию в 10 раз дольше обычного.
Хотя результат является важным шагом вперёд, масштабирование пока остаётся проблемой. Обеспечить стабильную когерентность в сотнях и тысячах трансмон-кубитов на одном чипе гораздо сложнее, чем в одиночном экземпляре. Тем не менее, авторы открыто опубликовали все детали методики , включая схемы, параметры и измерительные протоколы, чтобы другие исследовательские группы могли повторить и развить этот успех.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications и может приблизить квантовые технологии к реальному практическому применению.
Физики из Университета Аалто (Финляндия) установили новый мировой рекорд продолжительности когерентного состояния сверхпроводящего кубита — основного элемента квантового компьютера. Им удалось достичь максимального времени когерентности в 1 миллисекунду, а медианное значение составило 0,5 миллисекунды. Это в разы превышает предыдущие показатели, которые редко доходили до 0,6 миллисекунды и обычно были нестабильными.
В квантовых вычислениях даже доли миллисекунды имеют значение. Чем дольше кубит остаётся в квантовом состоянии, тем больше операций может выполнить квантовый компьютер до появления ошибок. Как отмечают авторы исследования , такие достижения важны не только для квантовых вычислений, но и для разработки квантовых сенсоров и симуляторов.
Ключ к успеху — усовершенствование конструкции и материалов. Исследователи создали новый тип трансмон-кубита — разновидности сверхпроводящего кубита, устойчивой к шуму и широко используемой в современной квантовой технике. Они применили ультрачистые сверхпроводящие плёнки и изготавливали чип в стерильной среде. Элементы схемы были вытравлены методом электронно-лучевой литографии, а критические джозефсоновские переходы, отвечающие за квантовое поведение, изготовлены с высокой точностью.
Особое внимание уделялось чистоте материалов и защите от окисления. Даже микроскопические дефекты могут преждевременно разрушить квантовое состояние. Готовый чип охлаждали до температуры, близкой к абсолютному нулю, в установке типа разбавляющего холодильника, а затем использовали специальный усилитель для считывания сигналов без искажений.
Из четырёх кубитов на чипе один, обозначенный как Q2, показал особенно выдающиеся характеристики. Он стабильно достигал когерентности свыше миллисекунды в повторных экспериментах, что подтверждает надёжность методики. Подобные результаты уже демонстрировали исследователи, которые смогли добиться того, что сверхпроводящие кубиты удерживают информацию в 10 раз дольше обычного.
Хотя результат является важным шагом вперёд, масштабирование пока остаётся проблемой. Обеспечить стабильную когерентность в сотнях и тысячах трансмон-кубитов на одном чипе гораздо сложнее, чем в одиночном экземпляре. Тем не менее, авторы открыто опубликовали все детали методики , включая схемы, параметры и измерительные протоколы, чтобы другие исследовательские группы могли повторить и развить этот успех.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications и может приблизить квантовые технологии к реальному практическому применению.