Команда физиков из Университета Аалто совершила значительный прорыв в области квантовых вычислений, достигнув рекордного времени когерентности трансмон-кубита на уровне миллисекунды, что стало важным шагом вперёд для всей отрасли.
Под руководством профессора Микко Мёттонена исследовательская группа Quantum Computing and Devices (QCD) зафиксировала максимальное время эхо-когерентности в 1,06 миллисекунды при медианном значении 0,5 миллисекунды. Это значительно превосходит предыдущие научные рекорды, которые составляли лишь около 0,6 миллисекунды.
«Мы только что измерили время эхо-когерентности для трансмон-кубита, которое достигло миллисекунды в максимуме и составило полмиллисекунды в среднем», — рассказал Микко Туоккола, аспирант, проводивший и анализировавший измерения. Результаты работы были опубликованы в престижном журнале Nature Communications 8 июля.
Время когерентности кубита — ключевой параметр в квантовых вычислениях, определяющий, как долго квантовый бит способен сохранять своё квантовое состояние до возникновения ошибок из-за внешних шумов. Более длительная когерентность позволяет квантовым компьютерам выполнять более сложные операции без ошибок и снижает издержки на коррекцию квантовых ошибок, приближая исследователей к созданию отказоустойчивых квантовых вычислительных систем.
Прорыв стал возможен благодаря высококачественным трансмон-кубитам, изготовленным в чистых помещениях Университета Аалто с использованием сверхпроводящей плёнки, предоставленной Техническим исследовательским центром Финляндии (VTT). Учёные детально задокументировали свой подход, чтобы его могли воспроизвести исследовательские группы по всему миру.
«Квантовые компьютеры находятся на пороге практической полезности благодаря росту когерентности и точности кубитов», — объяснил профессор Мёттонен. — «Первые приложения, по-видимому, будут связаны с решением сложных, но коротких математических задач, таких как задачи бинарной оптимизации высокого порядка». Он ожидает появления промышленных и коммерческих приложений в течение ближайших пяти лет — сначала на основе ранних алгоритмов NISQ (шумные квантовые устройства промежуточного масштаба), а затем и на машинах с частичной коррекцией ошибок.
Это достижение является частью более широкой программы Финляндии по развитию квантовых технологий, включающей инициативу Finnish Quantum Flagship и Центр передового опыта Академии Финляндии по квантовым технологиям. Для ускорения будущих прорывов группа QCD открыла вакансии для старшего научного сотрудника и двух постдокторантов.