Российские учёные выполнили трёхкубитную операцию с точностью 99,39%

Российские учёные из Университета МИСИС, Российского квантового центра, Института нанотехнологий микроэлектроники РАН и МФТИ впервые выполнили трёхкубитную квантовую операцию CCZ напрямую — одним микроволновым импульсом длительностью 65 наносекунд — с рекордной точностью 99,39%. Результат назван мировым рекордом для гейтов такого типа.

Почему это важно

Современные квантовые вычислители традиционно опираются на одно- и двухкубитные вентили. Чтобы выполнить операцию над тремя кубитами, обычно требуется последовательно выполнить восемь двухкубитных операций, а каждый дополнительный шаг повышает вероятность ошибки. Прямое выполнение трёхкубитного гейта сокращает и время вычислений, и число операций, в которых могут возникать ошибки.

Как устроен модуль

Процессорный модуль состоит из трёх сверхпроводниковых кубитов-флаксониумов, соединённых через общий трансмонный элемент. Вентиль CCZ (Controlled-Controlled-Z) изменяет фазу одного из восьми возможных сочетаний состояний кубитов. Такие гейты применяются в квантовых алгоритмах — в том числе для поиска в неструктурированных данных и факторизации больших чисел — и в схемах квантовой коррекции ошибок.

Сравнение с традиционным подходом

По оценке разработчиков, чтобы получить сопоставимую точность при разложении трёхкубитной операции на двухкубитные, каждый отдельный вентиль должен работать с точностью около 99,94% — это уровень лучших экспериментальных показателей на сверхпроводниковых устройствах, достижение которого остаётся сложной задачей. Новая архитектура позволяет выполнять ту же операцию за один импульс на более простом оборудовании и может быть интегрирована в двумерную схему с сохранением механизмов подавления нежелательных взаимодействий.

Источники: 3dnews.ru, ixbt.com, cnews.ru, misis.ru