Ученые Петербурга разработали систему защиты квантовых вычислений

Сотрудники Национального исследовательского университета ИТМО в Санкт-Петербурге разработали систему по защите вычислений в квантовых компьютерах от внешних воздействий и тепловых шумов. Это открывает широкие возможности для дальнейшего создания сверхпроводящих квантовых процессоров и способствует развитию дальнейшей научной мысли, что является одной из приоритетных задач нацпроекта «Наука и университеты», сообщила пресс-служба комитета по науке и высшей школе Санкт-Петербурга

«Физики ИТМО рассмотрели движение пары фотонов в двумерном массиве сверхпроводящих кубитов (наименьшая единица информации в квантовом компьютере — прим. ред.) и доказали, что использование топологических состояний позволяет защитить результаты простейших квантовых вычислений от некоторых типов беспорядка. Это открывает большие возможности для развития сверхпроводящих квантовых процессоров. Исследование поддержано <...> грантом Российского научного фонда», — отмечается в сообщении.

По данным пресс-службы, в последние годы такие технологические гиганты, как Google и Intel, уделяют большое внимание сверхпроводящим процессорам нового поколения, прообразам будущих квантовых компьютеров.

«Сердце» таких устройств: кубит — двухуровневая квантовая система. <...> Дальнейшему развитию технологии мешает разброс параметров квантовых битов, который неизбежно появляется при их изготовлении. Кроме того, взаимодействие с окружающей средой и тепловые шумы разрушают суперпозиционные состояния кубитов, из-за этого могут возникать проблемы с обработкой и хранением информации. Ученые из лаборатории «Исследование фундаментальной физики с помощью топологических метаматериалов» физтеха ИТМО предложили подход, с помощью которого можно преодолеть это фундаментальное препятствие«, — говорится в сообщении.

Ученые в разных странах мира разрабатывают специальные защищенные волноводы, резонаторы и лазеры. «Однако возможность защитить квантовую запутанность или квантовые вычисления с помощью похожих подходов оставалась практически неисследованной. <...> Чтобы эффективное взаимодействие фотонов было сильным, мы использовали переход Джозефсона— диэлектрик, расположенный между двумя сверхпроводниками. Это позволило нам создать топологическую фазу, заставить фотоны взаимодействовать и сформировать связанное состояние», — говорится в сообщении.

Согласно целям национального проекта «Наука и университеты», Россия должна войти в пятерку стран, ведущих разработки в приоритетных областях. Нацпроекты, инициированные президентом РФ Владимиром Путиным, стартовали в 2019 году.