Ученые МФТИ впервые в России продемонстрировали прототип универсального квантового процессора из пяти сверхпроводниковых кубитов
В МФТИ успешно проведена техническая демонстрация работы пятикубитного прототипа квантового процессора. На демонстрации присутствовали эксперты из Росатома, НИТУ «МИСиС», ВНИИА им. Духова, Фонда перспективных исследований (ФПИ), Сколтеха, РКЦ, ИФТТ РАН, ИТФ РАН и ВШЭ.
Демонстрационная схема была рассчитана и разработана сотрудниками лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ и изготовлена на технологической базе Центра коллективного пользования МФТИ. Первые рабочие образцы были созданы в марте 2021 года. С тех пор решен ряд технологических и измерительных проблем, что к настоящему моменту дает возможность осуществлять управляемое взаимодействие пар соседних кубитов. Двухкубитные операции реализованы на основе быстрой индивидуальной перестройки частоты (использованы вентили iSWAP с эффективностью более 80 процентов).
По словам Олега Астафьева, руководителя лаборатории, реализованная квантовая схема требует дальнейшей доработки, прежде чем станет возможно решать какие-то практические задачи: «На этом этапе мы продемонстрировали контроль отдельных кубитов и их взаимодействие в двухкубитных операциях. Кроме того, нам удалось добиться воспроизводимости кубитов в многокубитной схеме, что подтверждает высокий уровень технологии. Все это достигнуто, несмотря на существенные ограничения в ключевом технологическом и измерительном оборудовании. Это значимое достижение, которое открывает перспективы дальнейшей работы над квантовыми вычислительными устройствами».
Сверхпроводниковые квантовые технологии в МФТИ развиваются с 2014 года. Лаборатория искусственных квантовых систем была создана в институте и оснащена базовым современным измерительным оборудованием в рамках программы Минобрнауки РФ «5–100». В 2015 году на базе Центра коллективного пользования, созданного ранее также при финансировании Минобрнауки РФ, был изготовлен первый российский сверхпроводниковый кубит. В 2019 при финансировании ФПИ и Минобрнауки РФ создана первая российская двухкубитная схема в консорциуме российских университетов и институтов: МФТИ, НИТУ «МИСиС», МГТУ им. Баумана, ВНИИА им. Духова, РКЦ, а также ИФТТ РАН. В дальнейшем МФТИ продолжил работы по развитию различных аспектов сверхпроводниковых квантовых технологий: в рамках договоров и научных проектов, на собственной экспериментальной и технологической базе, во взаимодействии и при поддержке научных организаций и коллег из консорциума. Продемонстрированная схема является важным этапом этой работы.
Ученые МФТИ впервые в России продемонстрировали прототип универсального квантового процессора из пяти сверхпроводниковых кубитов
В МФТИ успешно проведена техническая демонстрация работы пятикубитного прототипа квантового процессора. На демонстрации присутствовали эксперты из Росатома, НИТУ «МИСиС», ВНИИА им. Духова, Фонда перспективных исследований (ФПИ), Сколтеха, РКЦ, ИФТТ РАН, ИТФ РАН и ВШЭ.
Демонстрационная схема была рассчитана и разработана сотрудниками лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ и изготовлена на технологической базе Центра коллективного пользования МФТИ. Первые рабочие образцы были созданы в марте 2021 года. С тех пор решен ряд технологических и измерительных проблем, что к настоящему моменту дает возможность осуществлять управляемое взаимодействие пар соседних кубитов. Двухкубитные операции реализованы на основе быстрой индивидуальной перестройки частоты (использованы вентили iSWAP с эффективностью более 80 процентов).
По словам Олега Астафьева, руководителя лаборатории, реализованная квантовая схема требует дальнейшей доработки, прежде чем станет возможно решать какие-то практические задачи: «На этом этапе мы продемонстрировали контроль отдельных кубитов и их взаимодействие в двухкубитных операциях. Кроме того, нам удалось добиться воспроизводимости кубитов в многокубитной схеме, что подтверждает высокий уровень технологии. Все это достигнуто, несмотря на существенные ограничения в ключевом технологическом и измерительном оборудовании. Это значимое достижение, которое открывает перспективы дальнейшей работы над квантовыми вычислительными устройствами».
Сверхпроводниковые квантовые технологии в МФТИ развиваются с 2014 года. Лаборатория искусственных квантовых систем была создана в институте и оснащена базовым современным измерительным оборудованием в рамках программы Минобрнауки РФ «5–100». В 2015 году на базе Центра коллективного пользования, созданного ранее также при финансировании Минобрнауки РФ, был изготовлен первый российский сверхпроводниковый кубит. В 2019 при финансировании ФПИ и Минобрнауки РФ создана первая российская двухкубитная схема в консорциуме российских университетов и институтов: МФТИ, НИТУ «МИСиС», МГТУ им. Баумана, ВНИИА им. Духова, РКЦ, а также ИФТТ РАН. В дальнейшем МФТИ продолжил работы по развитию различных аспектов сверхпроводниковых квантовых технологий: в рамках договоров и научных проектов, на собственной экспериментальной и технологической базе, во взаимодействии и при поддержке научных организаций и коллег из консорциума. Продемонстрированная схема является важным этапом этой работы.
mipt.ru