В США создали квантовый кубит на основе тантала и кремния

Исследователи Принстонского университета представили новый сверхпроводящий кубит, способный хранить квантовую информацию более миллисекунды. Это в 15 раз превышает производительность стандартных промышленных процессоров и в три раза быстрее лучших лабораторных образцов.

В основе разработки лежит трансмонный кубит — тип сверхпроводящей цепи, функционирующий при сверхнизких температурах. Эту технологию уже используют Google и IBM в своих квантовых системах. Главным отличием разработки Принстона является использование нового сочетания материалов.

Команда под руководством Эндрю Хоука, декана инженерного факультета Принстонского университета, использовала тантал вместо традиционных металлов для создания квантовых схем. Тантал наносится непосредственно на кремниевую подложку, которая заменяет используемый стандартный сапфир. Процесс нанесения тантала на кремний требует решения технических проблем, связанных с различными физическими свойствами материалов.

На основе нового кубита исследователи создали полнофункциональный квантовый чип для тестирования производительности. Во время тестирования точность однокубитных вентилей составила 99,994%. Разработчики полагают, что интеграция их технологии в квантовый процессор Google может повысить его производительность в 1000 раз.

Увеличение времени когерентности — времени, в течение которого квантовая информация сохраняется в одном кубите, — представляет собой наиболее значительный прогресс в этой области за последнее десятилетие. Платформа «тантал-на-кремнии» совместима с существующими методами производства полупроводников и может масштабироваться до полного размера пластины.