Художественное изображение высококогерентного трансмонного кубита в квантовом процессоре. Источник: Александр Кякинен
8 июля 2025 года исследователи из Университета Аалто в Финляндии сообщили о времени когерентности трансмногонного кубита, которое значительно превышает все ранее опубликованные научные показатели. Их измерение достигло миллисекундного диапазона,
в то время как предыдущие рекорды составляли около 0,6 миллисекунды, что является значительным шагом вперёд в области квантовых вычислений.
Увеличение времени когерентности означает, что квантовые компьютеры смогут надёжно работать в течение более длительного периода времени, прежде чем ошибки нарушат ход вычислений. Это достижение позволяет выполнять более сложные операции в
зашумлённых квантовых системах и снижает нагрузку, необходимую для квантовой коррекции ошибок, приближая исследователей к созданию отказоустойчивых квантовых вычислений.
«Мы только что измерили время эхо-когерентности для трансмонного кубита, которое составило максимум миллисекунду, а в среднем — полмиллисекунды», — говорит Микко Туоккола, аспирант, который проводил и анализировал измерения. Среднее значение особенно важно, поскольку оно также превышает текущие рекордные показатели.
Результаты исследования были только что опубликованы в престижном рецензируемом журнале Nature Communications.
Исследователи максимально подробно описывают свой подход, чтобы его могли воспроизвести исследовательские группы по всему миру.
Финляндия укрепляет свои позиции в сфере квантовых технологий
В Университете Аалто Туоккала работал под руководством постдокторанта доктора Ёсики Сунады, который отвечал за разработку чипа и создание экспериментальной
измерительной системы.
«Нам удалось воспроизвести высококачественные трансмюонные кубиты. Тот факт, что этого удалось добиться в чистой комнате, доступной для академических исследований, свидетельствует о лидирующих позициях Финляндии в области квантовой науки и технологий», — добавляет Сунада, который в настоящее время работает в Стэнфордском университете, США.
Совсем недавно исследовательская группа Quantum Computing and Devices (QCD) в Университете Аалто опубликовала данные, показывающие результаты измерений времени затухания энергии T1 [синим цветом на (b) и (e)] и времени эхо-когерентности T2,
echo [синим цветом на (a), ©, (d) и (f)] планарного трансмонного кубита, работающего на частоте 2,9 ГГц. Среднее время затухания энергии и время когерентности эхо-сигнала (верхние левые и центральные панели) составляют примерно половину миллисекунды, а максимальное зарегистрированное значение T2,echo = 1,06 мс (нижняя левая панель). Источник: Микко Туоккола / Университет Аалто
Измерение энергетического распада и времени когерентности трансмонного кубита
Совсем недавно исследовательская группа Quantum Computing and Devices (QCD) в Университете Аалто опубликовала данные, показывающие результаты измерений времени затухания энергии T1 [синим цветом на (b) и (e)] и времени эхо-когерентности T2,echo [синим цветом на (a), ©, (d) и (f)] планарного трансмонного кубита, работающего на частоте 2,9 ГГц. Среднее время затухания энергии и время когерентности эхо-сигнала (верхние левые и центральные панели) составляют примерно половину миллисекунды, а максимальное зарегистрированное значение T2,echo = 1,06 мс (нижняя левая панель). Источник: Микко Туоккола / Университет Аалто
Эта работа является результатом исследований группы Quantum Computing and Devices (QCD), которая входит в состав факультета прикладной физики Университета Аалто, Центра передового опыта в области квантовых технологий Академии Финляндии (QTF) и Финского квантового флагмана (FQF).
Кубит был изготовлен группой квантовой хромодинамики в Университете Аалто с использованием высококачественной сверхпроводящей плёнки, предоставленной Центром технических исследований Финляндии (VTT). Этот успех свидетельствует о высоком качестве чистых помещений Micronova в OtaNano, национальной исследовательской инфраструктуре Финляндии в области микро-, нано- и квантовых технологий.
«Это выдающееся достижение укрепило позиции Финляндии как мирового лидера в этой области и приблизило нас к тому, что станет возможным с появлением квантовых компьютеров будущего», — говорит профессор квантовых технологий Микко Мёттёнен, возглавляющий группу квантовой хромодинамики.
Для масштабирования квантовых компьютеров будущего потребуются достижения в нескольких областях. Среди них — снижение уровня шума, увеличение количества кубитов
и улучшение времени когерентности кубитов, что лежит в основе новых наблюдений в области квантовой хромодинамики. Группа только что открыла должность старшего
научного сотрудника и две должности постдоков для ускорения будущих прорывов.
Ссылка: «Методы достижения почти миллисекундной релаксации энергии и времени дефазировки для сверхпроводящего трансмонного кубита» Микко Туокколы, Ёсики Сунады, Хейди Кивиярви, Йонатана Альбанезе, Лейфа Грёнберга, Юкки-Пекки Кайкконена, Висы Вестеринен, Йонаса Говениуса и Микко Мёттонена, 8 июля 2025 г., Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-025-61126-0
Источник: SciTechDaily
