Kubity nadprzewodzące wydają się obiecujące dla użytecznych komputerów kwantowych, ale obecnie szeroko rozpowszechnione projekty i techniki kubitów nie zapewniają jeszcze wystarczająco wysokiej wydajności.
Grupa naukowców z Uniwersytet Aalto, IQM Quantum Computers i VTT Technical Research Center wprowadziły nowy kubit nadprzewodzący o nazwie Unimon. Uważa się, że ten Unimon zwiększa dokładność obliczeń kwantowych.
Unimon łączy pożądane cechy większej anharmoniczności, całkowitą niewrażliwość na szum ładunku prądu stałego, zmniejszoną wrażliwość na szum magnetyczny oraz prostą konstrukcję składającą się wyłącznie z pojedynczego złącza Josephsona w rezonatorze w jednym obwodzie.
Zespół osiągnął wierność od 99.8% do 99.9% dla jednokubitowych bramek o długości 13 nanosekund na trzech unimonowych kubitach. Jest to kamień milowy w dążeniu do budowania użyteczności komercyjnej komputery kwantowe.
Profesor Mikko Möttönen, profesor technologii kwantowej na Uniwersytecie Aalto i VTT, powiedział: „Naszym celem jest zbudowanie komputerów kwantowych, które zapewniają przewagę w rozwiązywaniu rzeczywistych problemów. Nasze dzisiejsze ogłoszenie jest ważnym kamieniem milowym dla IQM i znaczącym osiągnięciem w budowaniu lepszych nadprzewodzących komputerów kwantowych”.
Eric Hyyppä, który pracuje nad swoim doktoratem. w IQM, powiedział, „Ze względu na wyższą anharmoniczność lub nieliniowość niż w transmonach, możemy szybciej operować unimonami, co prowadzi do mniejszej liczby błędów na operację”.
Naukowcy opracowali chipy z trzema kubitami unimonowymi, aby eksperymentalnie zademonstrować unimon. Niob był używany jako materiał nadprzewodzący oprócz złączy Josephsona.
Naukowcy zmierzyli kubit unimon i stwierdzili, że ma on odporność na zakłócenia, potrzebuje tylko jednego złącza Josephsona i ma stosunkowo wysoką anharmoniczność. W przeciwieństwie do nadinduktorów opartych na macierzach połączeń, stosowanych w tradycyjnych kubitach fluksonowych lub kwartonowych, geometryczna indukcyjność unimonu może być bardziej przewidywalna i zwiększać wydajność.
prof. Möttönena powiedziany, „Unimony są tak proste i mają wiele zalet w porównaniu z transmonami. Fakt, że pierwszy unimon, jaki kiedykolwiek powstał, działał tak dobrze, daje dużo miejsca na optymalizację i znaczące przełomy. W kolejnych krokach powinniśmy zoptymalizować projekt pod kątem jeszcze wyższej ochrony przed hałasem i zademonstrować bramki dwukubitowe”.
„Dążymy do dalszych ulepszeń w projekcie, materiałach i czasie bramki unimona, aby przełamać cel 99.99% wierności, aby uzyskać użyteczną przewagę kwantową dzięki hałaśliwym systemom i wydajnym kwantowa korekcja błędów. To bardzo ekscytujący dzień dla komputerów kwantowych!”
Referencje czasopisma:
- Hyyppä, E., Kundu, S., Chan, CF i in. Jednolity kubit. Nat Commun 13 6895 (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-34614-w
