Российские учёные создают квантовые компьютеры на сверхпроводящих кубитах

Международная группа исследователей, в состав которой входили российские специалисты, приблизилась к решению проблемы квантовой памяти и созданию коммерческих квантовых компьютеров. Как сообщила пресс-служба Национального исследовательского технологического университета (НИТУ) «МИСиС», группа ученых Российского квантового центра, Физико-технического института имени Иоффе (Санкт-Петербург) и Технологического института Карлсруэ (Германия) впервые продемонстрировала возможность эффективного взаимодействия между фотонами с использованием цепочки сверхпроводящих кубитов — квантовых аналогов битов в компьютерной памяти, в волноводе.

Результаты работы опубликованы в международном журнале «npj Quantum Materials». В своей работе исследователи использовали фотоны, представляющие собой кванты электромагнитного поля с частотой около нескольких гигагерц и длиной волны в несколько сантиметров.

«Использование сверхпроводящих кубитов, которые по сути являются рукотворными атомами, объясняется тем, что для данного типа объектов характерно очень сильное взаимодействие со светом. Обычные атомы намного меньше, чем длина волны. Взаимодействие обычного света с естественным атомом довольно слабое. Сверхпроводниковые кубиты можно собрать руками, и их размеры составляют доли миллиметра», — отметил один из авторов исследования, заведующий лабораторией «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС» и руководитель группы в Российском квантовом центре, профессор Алексей Устинов, слова которого приведены в сообщении.

По словам Устинова, при использовании сверхпроводящих кубитов фактически возникает сильное взаимодействие между светом и материей, чего в естественных атомах добиться сложно.

Напомним, в существующих вычислительных устройствах информацию передают электроны. Ученые считают, что если заменить их на фотоны — кванты света, и кодировать их квантовой информацией, то передавать данные можно будет буквально со скоростью света. Но для того, чтобы эту информацию использовать, фотоны необходимо заставить каким-то образом взаимодействовать между собой и менять свое состояние в результате такого взаимодействия. Сделать это довольно сложно, поэтому квантовые компьютеры на фотонах работают по вероятностным принципам, что делает их не вполне универсальными.

Между тем, по информации «Российской газеты», финансирование дорожной карты «Квантовые вычисления» в рамках федерального проекта «Цифровые технологии» нацпрограммы «Цифровая экономика» до 2024 года запланировано в объеме более 23 млрд рублей. Это будут как бюджетные, так и внебюджетные средства.