Необходимы новые исследовательские инструменты, чтобы продвинуться в этой области и полностью разработать квантовые компьютеры. Теперь исследователи Северо-Западного университета разработали и протестировали теоретический инструмент для анализа больших сверхпроводящих цепей.
Эти схемы используют сверхпроводящие квантовые биты или кубиты, мельчайшие единицы квантового компьютера, для хранения информации.
Размер схемы важен, поскольку защита от вредного шума, как правило, достигается за счет увеличения сложности схемы. В настоящее время существует несколько инструментов для моделирования больших цепей, что делает Северо-западный метод важным вкладом в исследовательское сообщество.
«Наша структура основана на методах, первоначально разработанных для изучения электронов в кристаллах, и позволяет нам получать количественные прогнозы для схем, к которым ранее было трудно или невозможно получить доступ», – сказал Дэниел Вайс, корреспондент и первый автор статьи. Он аспирант четвертого курса исследовательской группы Йенса Коха, специалиста по сверхпроводящим кубитам.
Кох, доцент физики и астрономии в Вайнбергском колледже искусств и наук, является членом Центра сверхпроводящих квантовых материалов и систем (SQMS) и Центра совместного проектирования Quantum Advantage (C2QA). Оба национальных центра были созданы в прошлом году U.S.
Министерство энергетики (DOE). SQMS ориентирована на создание и развертывание сверхсовременного квантового компьютера, основанного на сверхпроводящих технологиях. C2QA создает фундаментальные инструменты, необходимые для создания масштабируемых, распределенных и отказоустойчивых квантовых компьютерных систем.
«Мы рады внести свой вклад в миссии, выполняемые этими двумя центрами Министерства энергетики, и сделать Northwestern более заметным в области квантовой информатики», – сказал Кох.
В своем исследовании исследователи из Северо-Запада демонстрируют использование своего теоретического инструмента, извлекая из защищенной цепи количественную информацию, которую нельзя было получить с помощью стандартных методов.
Подробности были опубликованы сегодня (сентябрь.
13) в журнале с открытым доступом Physical Review Research.
Исследователи специально изучили защищенные кубиты.
Эти кубиты конструктивно защищены от вредного шума и могут давать времена когерентности (как долго сохраняется квантовая информация), которые намного больше, чем у современных кубитов.
Эти сверхпроводящие цепи обязательно большие, и инструмент Northwestern является средством количественной оценки поведения этих цепей.
Существуют некоторые существующие инструменты, которые могут анализировать большие сверхпроводящие цепи, но каждый работает хорошо только при соблюдении определенных условий. Северо-западный метод является дополнительным и хорошо работает, когда другие инструменты могут давать неоптимальные результаты.