Suprajohtavat kubitit vaikuttavat lupaavilta hyödyllisille kvanttitietokoneille, mutta tällä hetkellä laajalle levinnetyt kubittimallit ja -tekniikat eivät vielä tarjoa riittävän korkeaa suorituskykyä.
Ryhmä tutkijoita Aalto-yliopisto, IQM Quantum Computers ja VTT Tekninen tutkimuskeskus ovat ottaneet käyttöön uuden suprajohtavan kubitin nimeltä Unimon. Tämän Unimonin väitetään lisäävän kvanttilaskenttien tarkkuutta.
Unimon yhdistää halutut ominaisuudet, kuten suuremman epäharmonisuuden, täydellisen epäherkkyyden tasavirtavarauskohinalle, heikentyneen herkkyyden magneettiselle melulle ja yksinkertaisen rakenteen, joka koostuu vain yhdestä Josephson-liitoksesta resonaattorissa yhdessä piirissä.
Tiimi saavutti tarkkuuden 99.8 %:sta 99.9 %:iin 13 nanosekuntia pitkillä yhden kubitin porteilla kolmella unimonikubitilla. Tämä on tärkeä virstanpylväs pyrittäessä rakentamaan kaupallisesti hyödyllistä kvantitietokoneet.
Aalto-yliopiston ja VTT:n yhteinen kvanttiteknologian professori Mikko Möttönen sanoi. ”Tavoitteenamme on rakentaa kvanttitietokoneita, jotka tarjoavat etua todellisten ongelmien ratkaisemisessa. Tämänpäiväinen ilmoituksemme on tärkeä virstanpylväs IQM:lle ja merkittävä saavutus parempien suprajohtavien kvanttitietokoneiden rakentamisessa.
Eric Hyyppä, joka työskentelee tohtorinsa parissa. IQM:ssä sanoi, "Koska suurempi anharmonisuus tai epälineaarisuus, kuin transmoneissa, voimme käyttää unimoneja nopeammin, mikä johtaa vähemmän virheisiin operaatiota kohden."
Tiedemiehet kehittivät siruja kolmella unimon-kubitilla osoittaakseen unimonin kokeellisesti. Niobiumia käytettiin suprajohtavana materiaalina Josephson-liitoksia lukuun ottamatta.
Tiedemiehet mittasivat unimon-kubitin ja havaitsivat, että sillä on melunsietokyky, se tarvitsee vain yhden Josephson-risteyksen ja sen epäharmonisuus on suhteellisen korkea. Toisin kuin perinteisissä fluxonium- tai kvartonikubiteissa käytetyt liitosryhmäpohjaiset superinduktorit, unimonin geometrinen induktanssi voi olla ennustettavampi ja tuottoa lisäävä.
Prof. Möttönen sanoi, ”Unimonit ovat niin yksinkertaisia ja niillä on monia etuja transmoneihin verrattuna. Se, että ensimmäinen koskaan tehty unimon toimi näin hyvin, antaa runsaasti tilaa optimoinnille ja suurille läpimurroille. Seuraavina vaiheina meidän pitäisi optimoida suunnittelu vieläkin korkeammalle melusuojalle ja esitellä kaksikubitisia portteja.
"Tavoitteenamme on parantaa unimonin suunnittelua, materiaaleja ja porttiaikoja edelleen ylittääksemme 99.99 %:n tarkkuuden tavoitteen saavuttaa hyödyllinen kvanttietu meluisissa järjestelmissä ja tehokkaissa kvanttivirheen korjaus. Tämä on erittäin jännittävä päivä kvanttilaskentaan!
Lehden viite:
- Hyyppä, E., Kundu, S., Chan, CF et ai. Unimon qubit. Nat Commun 13, 6895 (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-34614-w
