Генеральному директору Госкорпорации «Росатом» Алексею Лихачеву в рамках визита в Университет науки и технологий МИСИС (НИТУ МИСИС) ученые продемонстрировали прототип 16-кубитного универсального масштабируемого сверхпроводникового квантового компьютера на новой архитектуре кубитов-флаксониумов.

Флаксониумовая архитектура сверхпроводниковых процессоров на сегодняшний день является одной из перспективных в мире. Ее главное потенциальное преимущество — лучшая управляемость и большее время жизни квантового состояния (когерентность), что позволяет им хранить информацию дольше. Это открывает путь к существенному увеличению производительности квантовых компьютеров и их способности к решению сложных индустриальных задач.

Квантовый компьютер НИТУ МИСИС является одним из наиболее размерных в мире вычислителей на основе флаксониумов. Данный прототип был впервые продемонстрирован в минувшем декабре в ходе контрольных экспериментов дорожной карты по квантовым вычислениям, координируемой «Росатомом». Тогда средняя точность двухкубитных квантовых операций была зафиксирована на уровне 99,4%, а одновременных однокубитных — 99,8%.

Генеральный директор Госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачев: «МИСИС является одним из ключевых участников работ в рамках дорожной карты по квантовым вычислениям. Мы видим здесь высокий уровень оснащенности лаборатории, сильный научный коллектив. Важно, что ученые университета нацелены на поиск новых подходов, которые позволяют нам сделать рывок и достичь в квантовой сфере результатов мирового уровня. Примером являются развитие новой архитектуры квантовых процессоров и нацеленность коллег на практическое применение квантовых вычислений. Считаю сотрудничество в квантовом направлении еще одним свидетельством исторической связи ″Росатома″ и МИСИС. В этом году мы отмечаем юбилей Авраамия Завенягина, который стоял у истоков Атомного проекта и стал первым ректором университета. А квантовые технологии объединяют нас в новом веке — мы вместе создаем технологии будущего».

Ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова: «Университет МИСИС в рамках госпрограммы ″Приоритет-2030″ реализует стратегический технологический проект ″Квантовый интернет″, возглавляет который выдающийся учёный, профессор, д.ф.-м.н. Алексей Валентинович Устинов. Наш вуз — активный участник реализации двух ключевых дорожных карт по развитию высокотехнологичных сфер, одна из которых — „Квантовые вычисления“ — координируется Росатомом. Сегодня в НИТУ МИСИС ведутся исследования во всех ключевых областях квантовой инженерии: вычислениях на основе сверхпроводниковых кубитов, коммуникациях, сенсорах, алгоритмах и ПО для работы с квантовыми компьютерами, перспективных материалах. Помимо научной, наши учёные формируют образовательную повестку: мы готовим специалистов по квантовым технологиям на всех уровнях высшего образования».

Созданный в МИСИС 16-кубитный процессор на флаксониумах — одна из самых перспективных реализаций для квантовых вычислителей. Ее главное преимущество перед распространенными сегодня трасмонами — потенциально более высокая когерентность (время сохранения квантового состояния) и улучшенная управляемость кубитами. Это позволяет дольше удерживать информацию и в перспективе наращивать число кубитов без критической потери точности вычислений. К слову, представленный в МИСИС 16-кубитный процессор — один из крупнейших в мире вычислителей на флаксониумах.

В России на сегодняшний день создано уже семь квантовых компьютеров. Также наша страна входит в число трех стран с действующими квантовыми вычислителями на всех четырех основных платформах.

https://science...a-flaksoniumah/

Флаксониум (fluxonium) — это тип сверхпроводящего кубита, который считается одной из наиболее перспективных альтернатив популярному трансмону (transmon) благодаря своей устойчивости к помехам и долгому времени когерентности. Основные характеристики

Архитектура: Состоит из малого джозефсоновского перехода, шунтированного конденсатором и супериндуктором (обычно это цепочка из множества крупных джозефсоновских переходов).

Низкая частота: Работает на частотах около 0.1-1 ГГц (против 4-5 ГГц у трансмонов), что значительно снижает диэлектрические потери и шум.

Высокая ангармоничность: Большая разница между энергетическими уровнями позволяет точнее управлять состояниями и минимизировать ошибки при выполнении быстрых логических операций.

Ключевые преимущества

Рекордная стабильность: Время жизни квантового состояния (когерентность) флюксония может превышать 1 мс, что на порядок выше средних показателей других сверхпроводящих систем.

Точность операций: В последних исследованиях (например, в MIT) на флюксониях была достигнута точность двухкубитовых вентилей свыше 99.9%.

Защита от шума: Благодаря супериндуктору кубит защищен от зарядового шума, а в специальных «сладких точках» (sweet spots) — и от магнитного потока.

Флаксониум был изобретен в 2009 году в группе Мишеля Деворе в Йельском университете и сейчас активно внедряется в архитектуры масштабируемых квантовых процессоров.