В «МИСиС» испытали прототип квантового компьютера

Ученые института провели первым пробный запуск прототипа квантового компьютера, выстроенного на базе новой методики вычислений. Речь идет об экспериментальной установке, в разработке которой принимали участие представители НИТУ «МИСиС» и Российского квантового центра совместно с исследователями МФТИ, Сколтеха, Университета Лондона, Национальной физической лаборатории в Теддингтоне (Великобритания), Университета Карлсруэ и Института фотонных технологий (Германия). Совместными усилиями ученым удалось провести испытание принципиально нового кубита – прототипа для квантового компьютера.

Тестовая установка была выстроена на базе двух кубитов. В отличие от традиционных моделей, где используются элементы на джозефсоновском переходе, в установке «МИСиС» были использованы для кубитов новые материалы, работающие на эффекте поведения сплошной сверхпроводящей нанопроволоки. Программа испытаний предусматривала расчет по заданному алгоритму.

Конструкция предложенного кубита была выстроена на использовании эффекта квантового проскальзывания фазы. Идея этой технологии состоит в применении эффекта контролируемого периодического разрушения и восстановления сверхпроводимости в сверхтонкой (4 нм) нанопроволоке, которая в обычном состоянии имеет довольно большое сопротивление. Теоретически эффект был предсказан давно, однако его экспериментальное подтверждение произошло только в 2012 году. Этими работами руководил Олег Астафьев, заведующий лаборатории «Искусственных квантовых систем» МФТИ и профессор Университета Лондона и Национальной физической лаборатории в Теддингтоне.

Новый эффект нашел теперь практическую реализацию в прототипе НИТУ «МИСиС. Чип для установки был изготовлен в МГТУ им. Баумана, НИТУ «МИСиС» провело проектирование и запуск устройства на базе лаборатории «Сверхпроводящие метаматериалы» в НИТУ «МИСиС». Выбор последнего объясняется тем, что там уже выстроен уникальный комплекс криогенного оборудования.

Программа эксперимента состояла из решения прикладной задачи по алгоритму Гровера, который связан с перебором данных для функции. Устройство НИТУ «МИСиС» успешно «перешагнуло» порог 50%-ной вероятности верного ответа, дойдя до 53%.