Нижегородцы предложили новый метод управления квантовыми компьютерами

Нижегородские физики придумали, как развивать отечественные квантовые компьютеры без западной электроники. Они предложили новый метод управления квантовыми объектами. Квантовые компьютеры (КК) позволяют делать вычисления в миллион раз быстрее, чем обычные компьютеры. Поэтому ученые во всем мире стремятся первыми создать такие полноценные сверхпроизводительные машины.

Элементы этих КК (так называемые кубиты) управляются сверхвысокочастотной (СВЧ) электроникой, которая до санкций закупалась на Западе, в основном у IBM. Нижегородские физики с помощью суперкомпьютера ННГУ "Лобачевский" совместно с учеными МГУ и Российского квантового центра (Москва) разработали новый метод управления кубитами, что позволяет обойтись без таких закупок. Метод к тому же повышает скорость и точность операций.

Отечественные разработчики предложили использовать для управления кубитами новую схему сверхпроводникового генератора цифровых импульсов, способного создавать сигналы различной полярности. Сигналы могут быть записаны в память генератора, что позволит придать определенную энергию кубиту и получить на выходе нужную квантовую операцию с высокой точностью.

- По нашей модели генераторы цифровых импульсов интегрированы с кубитным чипом и находятся в криостате, а не вне него, как принято. Это позволит в перспективе избавиться от проблемы множества "проводов" для управления отдельными кубитами и повысить энергоэффективность процессов. В ситуации, когда ученые борются за каждую наносекунду быстродействия, цифровая сверхпроводниковая схема может ускорить операции примерно в два раза по сравнению с СВЧ-электроникой, - рассказала автор исследования заведующая научно-исследовательской лабораторией теории наноструктур Научно-исследовательского физико-технического института ННГУ имени Н. И. Лобачевского Марина Бастракова.

На сегодня калибровка сверхпроводниковых квантовых устройств производится практически вручную. По словам руководителя проекта в рамках программы "Приоритет 2030" профессора физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова Николая Кленова, разработанный подход должен существенно ускорить выполнение операций в квантовом компьютере, упростить громоздкие системы управления. Это большой шаг вперед для отечественных квантовых технологий, так как он решает проблему нехватки сверхвысокочастотной импортной электроники. Сейчас подбираются материалы и разрабатывается дизайн для базовых элементов.