В лабораториях квантовых технологий НИТУ МИСИС и Института наукоёмких медицинских исследований (ИНМЭ РАН) был осуществлён знаковый научно-технологический прорыв. Российские эксперты первыми среди отечественных исследователей успешно внедрили и продемонстрировали технологию производства сверхпроводниковых кубитов нового типа — флаксониум. Благодаря этому открытию, точность однокубитных операций достигла рекордного значения в 99,993%. Достижение впечатляет: ранее в мире столь высокий уровень демонстрировали только признанные лидеры индустрии — Google и IBM.
Преимущества флаксониум-кубитов на фоне мировых аналогов
На сегодняшний день большую часть квантовых процессоров составляют устройства на основе так называемых трансмон-кубитов; именно они лежат в основе квантовых систем крупнейших зарубежных компаний. Но сами трансмоны имеют определённые ограничения по времени когерентности — способности сохранять рабочее состояние — и точности проводимых операций из-за разных технических причин.
В отличие от трансмонов, кубиты-флаксониумы обеспечивают выдающуюся устойчивость к внешним помехам и способны работать с большим временем когерентности. Достижение высокого уровня точности стало возможным благодаря применению инновационной технологии, включающей формирование сложных цепочек джозефсоновских переходов при производстве. «Мы зафиксировали невероятно высокую точность однокубитных операций, а также существенно уменьшили время управляющего импульса — всего 6 наносекунд, что заметно превосходит параметры типовых трансмонов», — делится инженер проекта Татьяна Чудакова.
Преодоление технологического барьера и новые горизонты
Создание кубитов-флаксониумов было связано со значительными технологическими сложностями, поскольку они требуют неординарного, последовательного построения систем из множества сверхпроводящих звеньев. Тем не менее, совместное сотрудничество лабораторий МИСИС и ИНМЭ РАН позволило не только решить задачи наукоёмкого производства, но и уделить особое внимание детальной настройке экспериментальных образцов для достижения мировых результатов.
В настоящее время российские исследовательские группы сосредоточены на масштабировании флаксониум-схем и дальнейшем росте времени их когерентности. Успешное продвижение в этой области сулит значительный прогресс в разработке отечественных квантовых компьютеров и соответствующих микросхемных решений.
Научное партнерство и мировые стандарты точности
Как подчёркивает руководитель лаборатории квантовых технологий ИНМЭ РАН Михаил Тархов, достигнутые технологические и экспериментальные компетенции позволяют отечественным командам уверенно соперничать с ведущими мировыми игроками. «Точность операций на уровне 99,99% позволяет России выйти в число мировых лидеров и повышает конкурентоспособность наших квантовых вычислителей», — отмечает Михаил Тархов. По его словам, подобные успехи — результат тесной научной кооперации и эффективного объединения опыта специалистов разных институтов.
Государственная поддержка и будущее отечественного квантового интернета
Развитие технологий создания сверхпроводимых квантовых схем находится в центре внимания стратегических проектов МИСИС, реализуемых в рамках программы «Приоритет-2030». Проект «Квантовый интернет» — одна из приоритетных инициатив, поддерживаемых государственной корпорацией «Росатом» по дорожной карте «Квантовые вычисления». Поддержка государственных и корпоративных структур помогает привлекать ресурсы, необходимых для технического развития и внедрения отечественных квантовых процессоров в различные отрасли, от науки до промышленности.
Большие перспективы и научный оптимизм
Освоение технологии производства кубитов-флаксониумов не только укрепляет позиции России на мировой научной арене, но и открывает широкие возможности для появления новых бизнесов на основе квантовых технологий. В ближайшее время на первый план выйдут задачи увеличения числа подключаемых qubit-устройств, отраслевой интеграции и продвижения отечественной квантоэлектроники. Российские исследовательские коллективы во главе с НИТУ МИСИС, ИНМЭ РАН, при поддержке Росатома, намерены удерживать высокий темп инноваций и задавать стандарты в международной квантовой гонке.
