Открытие физиков из России упростит разработку сверхпроводящих квантовых компьютеров

Физики из России доказали, что взаимодействия одиночных частиц света со сверхпроводящими кубитами можно использовать для полноценного считывания их состояния и отслеживания перемен в их свойствах, что в перспективе позволит значительным образом упростить архитектуру квантовых интегральных схем на базе подобных вычислительных блоков. Работа поддержана грантом Российского научного фонда и опубликована в журнале Communication Physics.

Данное исследование иллюстрирует возможность считывания одиночных сверхпроводниковых кубитов без дополнительных резонаторов, которые обычно используются в сверхпроводниковых многокубитных системах. Такой подход в перспективе способствует уменьшению количества квантовых объектов на чипе, что, в конечном счёте, может значительно упростить архитектуру квантовых интегральных схем.

К такому выводу пришла группа российских физиков под руководством профессора МФТИ Олега Астафьева при изучении взаимодействий между одиночными частицами света и разработанными в России сверхпроводящими квантовыми битами, которые представляют собой искусственный аналог атома. Исследователей давно интересует, можно ли использовать одиночные фотоны для считывания квантового состояния этого искусственного атома.

Интерес физиков к взаимодействиям света и этих рукотворных подобий атомов связан с тем, что они в перспективе позволят отказаться от использования сложно устроенных микроволновых резонаторов, которые используются для считывания и управления работой кубитов в сверхпроводящих квантовых компьютерах. Для этого, однако, необходимо всесторонне изучить то, как фотоны взаимодействуют с кубитами и к каким последствиям приводит процесс поглощения и повторного излучения частицы света.

Руководствуясь подобными соображениями,