Российские ученые предложили перспективный подход к созданию квантового интерфейса

Разработка ускорит переход к практическому использованию квантовых технологий. Рассказываем, что придумали отечественные специалисты.

Специалисты из Нижнего Новгорода и Москвы разработали инновационный метод построения квантового интерфейса для обмена информацией с помощью сверхпроводниковых структур, функционирующих в режиме кубитов — ключевых компонентов квантовых вычислительных устройств. Информация о достижении отечественных ученых опубликована на официальном сайте Десятилетия науки и технологий в России.

Сверхпроводящие структуры могут действовать в двух состояниях: статическом, предназначенном для хранения и обработки данных, и динамическом («летающие» кубиты), обеспечивающем передачу информации по цепочке. Ученые создали симуляционную модель управления такими кубитами импульсами магнитного поля. Разработка предотвращает потерю данных при обмене между узлами системы. Кроме того, она приближает создание миниатюрных и энергоэффективных квантовых чипов, необходимых для решения задач квантовой коммуникации, искусственного интеллекта и сложных расчетов, недоступных традиционным компьютерам.

Система, основанная на адиабатической ячейке (параметроне), работает следующим образом: при воздействии внешнего магнитного поля по устройству протекает электрический ток. Если охладить такую систему до температуры близкой к абсолютному нулю, она переходит в квантовый режим функционирования. Здесь ток способен стабильно циркулировать либо по часовой стрелке (соответствует состоянию «0»), либо против нее (состояние «1»). Отдельные элементы системы могут пребывать сразу в обоих состояниях одновременно — суперпозиция позволяет использовать их как кубиты. Данные состояния достаточно стабильны, что обеспечивает возможность длительного хранения квантовой информации. Кроме хранения, такие элементы также могут передавать информацию.