I qubit superconduttori sembrano promettenti per utili computer quantistici, ma i progetti e le tecniche di qubit attualmente diffusi non forniscono ancora prestazioni sufficientemente elevate.
Un gruppo di scienziati di Università Aalto, IQM Quantum Computers e VTT Technical Research Center hanno introdotto un nuovo qubit superconduttore chiamato Unimon. Si afferma che questo Unimon aumenti la precisione dei calcoli quantistici.
L'unimon combina le caratteristiche desiderate di maggiore anarmonicità, una completa insensibilità al rumore di carica continua, una ridotta sensibilità al rumore magnetico e una struttura semplice costituita esclusivamente da una singola giunzione Josephson in un risonatore in un singolo circuito.
Il team ha raggiunto fedeltà dal 99.8% al 99.9% per gate single-qubit lunghi 13 nanosecondi su tre qubit unimon. Questa è una pietra miliare nella ricerca di costruire commercialmente utili computer quantistici.
Il professor Mikko Möttönen, professore congiunto di tecnologia quantistica presso la Aalto University e VTT, ha dichiarato: “Il nostro obiettivo è costruire computer quantistici che offrano un vantaggio nella risoluzione dei problemi del mondo reale. Il nostro annuncio di oggi è una pietra miliare importante per IQM e un risultato significativo per costruire computer quantistici superconduttori migliori”.
Eric Hyyppä, che sta lavorando al suo dottorato di ricerca. all'IQM, ha detto, "Grazie alla maggiore anarmonicità, o non linearità, rispetto ai transmon, possiamo far funzionare gli unimon più velocemente, portando a un minor numero di errori per operazione."
Gli scienziati hanno ideato chip con tre qubit unimon per dimostrare sperimentalmente l'unimon. Il niobio è stato utilizzato come materiale superconduttore a parte le giunzioni Josephson.
Gli scienziati hanno misurato il qubit unimon e hanno scoperto che ha immunità al rumore, necessita solo di una singola giunzione Josephson e ha un'anarmonicità relativamente alta. Contrariamente ai superinduttori basati su array di giunzione utilizzati nei tradizionali fluxonium o quarton qubit, l'induttanza geometrica dell'unimon ha il potenziale per essere più prevedibile e aumentare la resa.
Prof. Möttönen disse, “Gli unimoni sono così semplici e hanno molti vantaggi rispetto ai transmoni. Il fatto che il primo unimon mai realizzato abbia funzionato così bene offre molto spazio per l'ottimizzazione e importanti scoperte. Come passo successivo, dovremmo ottimizzare il progetto per una protezione dal rumore ancora più elevata e dimostrare gate a due qubit”.
"Miriamo a ulteriori miglioramenti nel design, nei materiali e nel tempo di gate dell'unimon per superare l'obiettivo di fedeltà del 99.99% per un utile vantaggio quantico con sistemi rumorosi ed efficienti correzione di errori quantistici. Questa è una giornata molto entusiasmante per il calcolo quantistico!”
Riferimento della Gazzetta:
- Hyyppä, E., Kundu, S., Chan, CF et al. Unimon qubit. Nat Comun 13, 6895 (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-34614-w
