Zespół fizyków z Uniwersytetu Aalto przesunął granice komputerów kwantowych, osiągając rekordowy czas koherencji na poziomie milisekundy w kubicie transmonowym, co stanowi znaczący krok naprzód w tej dziedzinie.
Na czele zespołu stoi profesor Mikko Möttönen, a grupa badawcza Quantum Computing and Devices (QCD) zmierzyła maksymalny czas koherencji echo na poziomie 1,06 milisekundy, przy medianie wynoszącej 0,5 milisekundy. Wynik ten znacząco przewyższa dotychczasowe rekordy naukowe, które sięgały jedynie 0,6 milisekundy.
"Właśnie zmierzyliśmy czas koherencji echo dla kubitu transmonowego, który osiągnął maksymalnie milisekundę, z medianą na poziomie pół milisekundy" – powiedział Mikko Tuokkola, doktorant, który przeprowadził i przeanalizował pomiary. Wyniki zespołu zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Nature Communications 8 lipca.
Czas koherencji kubitu to kluczowy parametr w komputerach kwantowych, określający, jak długo kubit może utrzymać swój stan kwantowy, zanim pojawią się błędy spowodowane szumem środowiskowym. Dłuższa koherencja pozwala komputerom kwantowym wykonywać bardziej złożone operacje bezbłędnie i zmniejsza narzut wymagany do korekcji błędów kwantowych, przybliżając naukowców do osiągnięcia komputerów kwantowych odpornych na błędy.
Przełom był możliwy dzięki wysokiej jakości kubitom transmonowym, wytworzonym w laboratoriach czystych Uniwersytetu Aalto przy użyciu nadprzewodzącej warstwy dostarczonej przez Fińskie Centrum Badań Technicznych (VTT). Naukowcy dokładnie udokumentowali swoją metodę, aby umożliwić jej powtarzalność przez grupy badawcze na całym świecie.
"Komputery kwantowe są na progu użyteczności dzięki rosnącej koherencji i wierności kubitów" – wyjaśnia profesor Möttönen. "Pierwsze zastosowania wydają się dotyczyć rozwiązywania trudnych, ale krótkich problemów matematycznych, takich jak optymalizacja binarna wysokiego rzędu". Przewiduje on, że zastosowania przemysłowe i komercyjne pojawią się w ciągu najbliższych pięciu lat, początkowo dzięki algorytmom NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum), a później w maszynach z lekką korekcją błędów.
To osiągnięcie wpisuje się w szersze fińskie inicjatywy w dziedzinie technologii kwantowych, w tym program Finnish Quantum Flagship oraz Centrum Doskonałości Akademii Finlandii w Technologii Kwantowej. Aby przyspieszyć kolejne przełomy, grupa QCD otworzyła rekrutację na stanowisko starszego pracownika naukowego oraz dwóch postdoktorantów.