Коллективы лаборатории сверхпроводниковых квантовых технологий НИТУ МИСИС и ИНМЭ РАН сделали значительный шаг в развитии квантовых вычислений, освоив технологию изготовления новейших сверхпроводниковых кубитов флаксониум. В рамках экспериментов были достигнуты впечатляющие результаты: точность выполнения однокубитных операций превысила 99,993%, что ставит их наряду с лучшими мировыми разработками компаний Google и IBM.
Флаксониумы: новый этап в развитии квантовых вычислений
На сегодняшний день трансмоны — наиболее распространенный тип сверхпроводниковых кубитов, основа современных квантовых процессоров мировых технологических корпораций. Однако такие устройства сталкиваются с определенными ограничениями: время когерентности и точность однокубитных операций оставляют пространство для совершенствования. В сравнении с трансмонами, флаксониумы требуют более сложного производственного процесса, включающего формирование длинных цепочек джозефсоновских переходов. Такая конструкция обеспечивает повышенную устойчивость к внешним помехам и существенно увеличивает время когерентности, являясь безусловным преимуществом при работе с квантовыми данными.
Российская инновация: сверхточность и высокая скорость
Результаты испытаний подтверждают большой потенциал нового подхода: использование флаксониумов позволило российским ученым добиться рекордных показателей точности однокубитных операций. Изюминкой подхода стала предельно короткая длительность управляющих импульсов, составляющая всего 6 наносекунд — что существенно превосходит показатели трансмон-кубитов. Благодаря этому удалось увеличить точность вычислений и снизить уровень ошибок до минимума.
Инженер лаборатории Татьяна Чудакова подчеркнула особую значимость столь высокого уровня управления: «Нам удалось продемонстрировать точность 99,993% — это существенное превышение достижений, характерных для предыдущего поколения кубитов. Залогом успеха стала именно малая длительность управляющих сигналов, что открывает перспективы для создания еще более мощных и надежных квантовых процессоров».
Путь к масштабированию и инновационному рывку
К настоящему моменту коллективы НИТУ МИСИС и ИНМЭ РАН акцентируют свои усилия на совершенствовании времени когерентности и расширении масштабов разрабатываемых схем. Это ключевые составляющие для выхода на новый уровень в сфере отечественных квантовых вычислений и создания конкурентоспособных квантовых устройств, которые смогут стать фундаментом прогрессивных отраслей цифровой экономики.
Начальник лаборатории квантовых технологий, кандидат физико-математических наук Михаил Тархов отметил: «Наши научно-инженерные заделы позволяют создавать сложные микросхемные решения, ориентированные на задачи квантовых вычислений. Мы вышли на уровень мировых лидеров, подтвердив качество и точность кубитов-флаксониумов и открыв тем самым новые перспективы для роста вычислительных систем».
Поддержка Росатома и программа «Приоритет-2030»
Развитие передовых технологий в сфере сверхпроводниковых квантовых схем идет в НИТУ МИСИС в рамках масштабного национального проекта «Квантовый интернет». Университет активно ведет научные исследования по формированию и внедрению отечественных квантовых процессоров с участием Государственной корпорации «Росатом». Этот синергетический подход реализуется согласно утвержденной Дорожной карте по квантовым вычислениям, что позволяет не только внедрять новейшие разработки, но и интегрировать их в технологическую среду страны.
Вклад в современную науку и будущее квантовых технологий
Освоение производственной технологии флаксониум-кубитов — это важное достижение для отечественной науки, открывающее широкий спектр возможностей в создании квантовых вычислителей нового поколения. При высокой точности операций и устойчивости к шумам перспективы внедрения данной технологии в прототипы и серийные образцы квантовых процессоров становятся всё реальнее. Подобные успехи делают коллективы МИСИС, ИНМЭ РАН и Росатома полноправными участниками мирового научного сообщества, двигая квантовые технологии вперед и укрепляя позиции страны на глобальной инновационной арене.
