В MIT разработали новую архитектуру кубита для ускорения и повышения точности квантовых операций

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) предложили инновационную архитектуру кубита, которая обеспечивает более быструю и стабильную взаимосвязь между квантовыми битами. Это достижение может стать важным шагом на пути к созданию масштабируемых и практичных квантовых компьютеров, способных выполнять сложные алгоритмы с высокой точностью.

В основе новой конструкции лежит двойной кубит, состоящий из двух отдельных компонентов: один отвечает за хранение данных, а другой — за взаимодействие с другими кубитами и электронными элементами. Такой подход снижает уровень ошибок и повышает надежность вычислений, позволяя выполнять больше операций за то же время.

Симуляции показали, что архитектура, получившая название «arm qubit» (кубит-рука), превосходит существующие аналоги по времени когерентности, скорости выполнения операций и качеству считывания данных. Ключевым элементом выступает специально разработанный «квартонийный» (quarton) связующий узел, обеспечивающий сильное нелинейное взаимодействие между двумя режимами кубита без нежелательной мешанины состояний.

Авторы работы — аспирант Джереми Клайн, выпускник Алек Йен, студент Стэнли Чен и старший научный сотрудник Кевин О’Брайен — отмечают, что такая архитектура способствует более эффективной квантовой коррекции ошибок, что является критически важным для реализации устойчивых квантовых вычислений.

Следующим этапом станет изготовление прототипа кубита-руки и экспериментальная проверка его характеристик в реальных квантовых системах. Если результаты подтвердятся, эта разработка может стать фундаментом для создания квантовых компьютеров нового поколения.

Работа опубликована в журнале Physical Review Applied и частично финансируется Армейским исследовательским управлением США, Управлением научных исследований ВВС, а также MIT Center for Quantum Engineering и Laboratory for Physical Sciences.

По данным News.mit.edu.