Ученые МФТИ впервые продемонстрировали, как можно прочитать сверхпроводящий кубит с помощью компактного резонатор, площадь которого составляет примерно 200×200 мкм2, что в 10–20 раз меньше размеров обычно используемых для этой цели копланарных резонаторов. Этот размер соответствует стандартному размеру сверхпроводящего атома. Результат может быть использован для расширения сверхпроводящих квантовых цепей. Результаты разработки представлены в международном научном журнале. Буквы по прикладной физике. Об этом CNews рассказали представители МФТИ.

Для практического использования квантовый В вычислениях необходимо разместить как можно больше кубитов и резонаторов считывания на единицу площади интегрированного квантового чипа. сверхпроводник квантовый блохи охлаждать до очень низких температур необходимо в специальных «холодильниках» — криостатах растворения, полезное пространство которых ограничено. Типичные криостаты могут вместить чип от 100 до 1000 кубитов и сервисные линии, количество которых, в свою очередь, зависит от топологии чипа. Сотрудникам Лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ удалось существенно уменьшить размеры самых крупных элементов схемы — резонаторов, используемых для считывания состояний.

Обычно для считывания кубита используется копланарный резонатор, размер которого достигает нескольких мм и определяется длиной волны сигнала, используемого для считывания. Однако если резонатор состоит из отдельных индуктивности и емкости, размер этих составляющих на одной и той же частоте может быть меньше длины волны. Именно резонатор такой конструкции был изготовлен и использовался для считывания кубита.

2_700.jpg

В МФТИ создали компактные резонаторы для усиления квантовых процессоров

«Нам удалось добиться компактность резонаторы, использующие разработанную нами плоскопараллельную технологию конденсаторы с важным электрический мощность на единицу площади. Нам удалось измерить колебания вероятности обнаружения атома в возбужденном состоянии в зависимости от длительности управляющего импульса, что свидетельствует об осуществлении считывания», — рассказал один из авторов работы. Юлия Зотова.

ЧИТАТЬ   Британская армия рассекретила видео боевых испытаний лазерного оружия

По мнению авторов, альтернативные подходы предполагают использование для расчетов резонаторов более сложной формы. Однако их типичные размеры недостаточно малы (около 0,25 мм2). Технологии, связанные с формированием 3D-структур, глубоко проникающих в подложку, с кубитытакже могут уменьшить размер резонаторов, но их очень сложно использовать в многокубитных процессорах.

Другой способ уменьшить размеры сверхпроводящих квантовых систем — использовать акустические резонаторы, в которых фононы взаимодействуют с кубитом. Эта работа проводилась и в МФТИ под руководством проф. Олег Астафьев несколько лет назад.

Результаты этой работы могут быть использованы в будущем при реализации планов многокубитного масштабирования. процессоры.

Source

От admin