МОСКВА, 5 ноября. /ТАСС/. Американские физики разработали новый тип подложек для сверхпроводниковых кубитов, элементарных ячеек квантовых компьютеров, благодаря чему они сохраняют свое квантовое состояние на протяжении более миллисекунды, что втрое выше предыдущих рекордов в этой области. Об этом сообщила пресс-служба Принстонского университета.

"Одним из главных препятствий для создания полезных на практике квантовых компьютеров было то, что ныне существующие кубиты не способны хранить информацию на протяжении долгого времени. Мы сделали большой шаг к решению этой проблемы. К примеру, если взять квантовый процессор Willow, созданный в Google, и заменить его кубиты на нашу разработку, эффективность его работы повысится примерно в тысячу раз", - заявил профессор Принстонского университета (США) Эндрю Хоук, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Как объясняют ученые, разработанные ими кубиты относятся к числу так называемых трансмонов. Они представляют собой популярную разновидность квантовых битов, которые широко используются при разработке квантовых компьютеров из-за высокой точности работы и длительных сроков жизни. В недавнем прошлом физикам из Финляндии уже удавалось достичь сроков работы трансмонов, составляющих порядка половины микросекунды.

Специалистам из США удалось утроить сроки жизни кубитов-трансмонов за счет двух ключевых нововведений. Первым из них является специальная подложка из кремния, на поверхности которой выращиваются сверхпроводниковые дорожки, из которых состоит квантовая ячейка памяти. В прошлом физики использовали для выращивания кубитов пластинки из сапфира, однако ученые из Принстонского университета обнаружили, что этих целей лучше подходит кремний с высоким удельным сопротивлением.

Второй ключевой инновацией стал переход на использование тантала в качестве основы для сверхпроводников вместо ниобия и алюминия, на базе которых построен процессор Willow и другие передовые квантовые чипы. Данный металл обладает высоким уровнем химической инертности, что позволило ученым избавиться от значительной части примесей и дефектов, способствующих рассеиванию энергии и исчезновению квантового состояния, при помощи более агрессивных методов обработки кубитов.

Комбинация из этих улучшений позволила физикам добиться того, что время жизни кубита утроилось и достигло отметки в 1,68 миллисекунд, и при этом ученые также повысили точность однокубитных операций до отметки в 99,994%. Все это, по словам ученых из Принстонского университета, значительным образом расширяет возможности сверхпроводящих квантовых компьютеров, в том числе их способность корректировать случайно возникающие ошибки в их работе. 

США