Российские ученые создали первый отечественный сверхпроводящий кубит — основной элемент будущих квантовых компьютеров, которые смогут превзойти самые мощные современные суперкомпьютеры, сообщает пресс-служба Российского квантового центра (РКЦ).
Квантовые биты (кубиты) – главный составной элемент квантовых компьютеров, принцип действия которых основан на эффектах квантовой физики. Как считают ученые, квантовые компьютеры позволят совершить следующий большой скачок в области вычислений.
Элементы классических компьютеров могут хранить только один бит – 1 или 0. Кубиты – это квантовые объекты, которые могут кодировать одновременно и логическую единицу, и ноль, что создает принципиально новые возможности для обработки информации.
В роли кубитов могут выступать атомы или электроны, данные кодируются в их спине (магнитном моменте). Однако такие кубиты крайне неустойчивы к внешним воздействиям, их состояние легко разрушается из-за внешних «шумов», процедура считывания и записи информации на них крайне сложна, как и ловушки, которые используются для их хранения.
В начале 2000-х годов ученые обнаружили, что можно создавать «искусственные атомы», которые ведут себя в соответствии с законами квантовой физики, но значительно проще в использовании. Одни из таких объектов – так называемые джозефсоновские контакты, состоящие из двух сверхпроводников, разделенных тонким слоем диэлектрика. Электроны благодаря квантовым эффектам могут «просачиваться» (туннелировать) сквозь диэлектрик.
Кубиты, построенные из нескольких джозефсоновских контактов, ведут себя как атомы. Они могут находиться в основном и возбужденном состоянии, излучать и поглощать фотоны. Эти кубиты могут быть созданы с помощью существующих методов литографии, на которых основано современное производство микросхем.
Теперь группа ученых из Московского физико-технического института, Российского квантового центра, Национального исследовательского технологического университета МИСиС, Института физики твердого тела РАН и ряда других организаций под руководством Олега Астафьева (со стороны МФТИ), Алексея Устинова (со стороны РКЦ) и Валерия Рязанова (со стороны ИФТТ) впервые смогла создать такой сверхпроводящий кубит в российской лаборатории.
«Это важный шаг, необходимый для создания квантовых вычислительных устройств, которые в будущем произведут революцию в области вычислительной техники», — сказал генеральный директор РКЦ Руслан Юнусов, слова которого цитируются в сообщении.
По словам Олега Астафьева, создан инструмент для проведения дальнейших исследований в области квантовых вычислений.
«С его помощью мы сможем достичь научных результатов, которые пока не получал никто в мире», — отметил Астафьев.
«Наша работа свидетельствует, что в России теперь есть технологии и команды ученых, которые могут включиться в мировую гонку построения квантовых компьютеров», — добавил Алексей Устинов.
Ранее группа под руководством Устинова в МИСиС при участии РКЦ измерила кубит, который был создан в Германии. Теперь ученые получили собственно российский кубит.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение