Các qubit siêu dẫn có vẻ hứa hẹn cho các máy tính lượng tử hữu ích, nhưng các thiết kế và kỹ thuật qubit phổ biến hiện nay vẫn chưa mang lại hiệu suất đủ cao.
Một nhóm các nhà khoa học từ Đại học Aalto, Máy tính lượng tử IQM và Trung tâm nghiên cứu kỹ thuật VTT đã giới thiệu một qubit siêu dẫn mới có tên là Unimon. Unimon này được cho là làm tăng độ chính xác của các tính toán lượng tử.
Unimon kết hợp các đặc điểm mong muốn về độ bất điều hòa cao hơn, hoàn toàn không nhạy cảm với nhiễu điện tích dc, giảm độ nhạy với nhiễu từ và cấu trúc đơn giản chỉ bao gồm một điểm nối Josephson duy nhất trong bộ cộng hưởng trong một mạch đơn.
Nhóm đã đạt được độ trung thực từ 99.8% đến 99.9% đối với các cổng qubit đơn dài 13 nano giây trên ba qubit unimon. Đây là một cột mốc quan trọng trong nhiệm vụ xây dựng các sản phẩm hữu ích về mặt thương mại. máy tính lượng tử.
Giáo sư Mikko Möttönen, đồng Giáo sư Công nghệ Lượng tử tại Đại học Aalto và VTT, cho biết: “Mục đích của chúng tôi là xây dựng các máy tính lượng tử mang lại lợi thế trong việc giải quyết các vấn đề trong thế giới thực. Thông báo của chúng tôi hôm nay là một cột mốc quan trọng đối với IQM và là một thành tựu quan trọng để xây dựng các máy tính lượng tử siêu dẫn tốt hơn.”
Eric Hyyppä, người đang làm luận án Tiến sĩ. tại IQM, cho biết, “Do tính phi điều hòa hoặc phi tuyến tính cao hơn so với transmon, chúng tôi có thể vận hành các unimon nhanh hơn, dẫn đến ít lỗi hơn trong mỗi lần vận hành.”
Các nhà khoa học đã nghĩ ra những con chip có ba qubit unimon để chứng minh bằng thực nghiệm unimon. Niobi được sử dụng làm vật liệu siêu dẫn ngoài các mối nối Josephson.
Các nhà khoa học đã đo qubit unimon và nhận thấy nó có khả năng chống nhiễu, chỉ cần một điểm nối Josephson duy nhất và có độ bất hòa tương đối cao. Trái ngược với các chất siêu dẫn dựa trên mảng tiếp giáp được sử dụng trong các qubit fluxonium hoặc quarton truyền thống, độ tự cảm hình học của unimon có tiềm năng dễ dự đoán hơn và nâng cao năng suất.
GS Möttönen nói, “Unimons rất đơn giản và có nhiều lợi thế hơn transmons. Thực tế là unimon đầu tiên từng được tạo ra đã hoạt động tốt như vậy mang lại nhiều cơ hội để tối ưu hóa và tạo ra những bước đột phá lớn. Trong các bước tiếp theo, chúng ta nên tối ưu hóa thiết kế để có khả năng chống ồn cao hơn nữa và chứng minh các cổng hai qubit.”
“Chúng tôi hướng đến những cải tiến hơn nữa về thiết kế, vật liệu và cổng thời gian của unimon để phá vỡ mục tiêu độ trung thực 99.99% để có được lợi thế lượng tử hữu ích với các hệ thống ồn ào và hiệu quả. sửa lỗi lượng tử. Đây là một ngày rất thú vị cho điện toán lượng tử!”
Tạp chí tham khảo:
- Hyyppä, E., Kundu, S., Chan, CF và cộng sự. Đơn vị qubit. Cộng đồng 13, 6895 (năm 2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-34614-w
