Superledende qubits virker lovende for nyttige kvantecomputere, men de i øjeblikket udbredte qubit-designs og -teknikker giver endnu ikke høj nok ydeevne.
En gruppe videnskabsmænd fra Aalto Universitet, IQM Quantum Computers og VTT Technical Research Center har introduceret en ny superledende qubit kaldet Unimon. Denne Unimon hævdes at øge nøjagtigheden af kvanteberegninger.
Unimon kombinerer de ønskede egenskaber med større anharmonicitet, en fuldstændig ufølsomhed over for DC-ladningsstøj, nedsat følsomhed over for magnetisk støj og en simpel struktur, der udelukkende består af en enkelt Josephson-forbindelse i en resonator i et enkelt kredsløb.
Holdet opnåede troskaber fra 99.8 % til 99.9 % for 13 nanosekunder lange single-qubit-gates på tre unimon-qubits. Dette er en vigtig milepæl i jagten på at bygge kommercielt brugbart kvantecomputere.
Professor Mikko Möttönen, fællesprofessor i kvanteteknologi ved Aalto University og VTT, sagde: "Vores mål er at bygge kvantecomputere, som giver en fordel i løsning af problemer i den virkelige verden. Vores meddelelse i dag er en vigtig milepæl for IQM og en betydelig præstation for at bygge bedre superledende kvantecomputere."
Eric Hyyppä, der arbejder på sin ph.d. på IQM, sagde, "På grund af den højere anharmonicitet eller ikke-linearitet end i transmons, kan vi betjene unimonerne hurtigere, hvilket fører til færre fejl pr. operation."
Forskerne udtænkte chips med tre unimon qubits for eksperimentelt at demonstrere unimonen. Niobium blev brugt som superledende materiale bortset fra Josephson-forbindelserne.
Forskerne målte unimon qubit og fandt ud af, at den havde støjimmunitet, behøver kun et enkelt Josephson-kryds og har en relativt høj anharmonicitet. I modsætning til de junction-array-baserede superinduktorer, der bruges i traditionelle fluxonium- eller quarton-qubits, har den geometriske induktans af unimon potentialet til at være mere forudsigelig og udbytteforøgende.
Prof. Mötönen sagde, "Unimons er så enkle og har mange fordele i forhold til transmons. Det faktum, at den første unimon, der nogensinde er lavet, fungerede så godt, giver masser af plads til optimering og store gennembrud. Som de næste trin bør vi optimere designet til endnu højere støjbeskyttelse og demonstrere to-qubit-gates."
"Vi sigter efter yderligere forbedringer i design, materialer og gate-tid for unimon for at bryde 99.99 % troskabsmålet for nyttige kvantefordele med støjende systemer og effektive kvantefejlkorrektion. Dette er en meget spændende dag for kvanteberegning!"
Journal Reference:
- Hyyppä, E., Kundu, S., Chan, CF et al. Unimon qubit. Nat Commun 13, 6895 (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-34614-w
