Исследователи из МГУ и ННГУ придумали новый способ передачи данных через квантовый интерфейс, который полагается на сверхпроводящие структуры, работающие как кубиты — основа квантовых компьютеров. Эти структуры умеют работать в двух режимах: один для хранения и обработки информации, другой — как «летающие» кубиты для передачи данных. Учёные придумали, как управлять этими кубитами с помощью магнитных импульсов, что не даёт информации потеряться во время передачи. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе Российского научного фонда.
Открытие может помочь создать компактные и энергоэффективные квантовые процессоры, которые пригодятся в квантовой связи, искусственном интеллекте и сложных вычислениях, недоступных обычным компьютерам. Исследование опубликовано в журнале Chaos, Solitons and Fractals.
Квантовые компьютеры способны решать задачи, которые не по зубам даже самым мощным классическим суперкомпьютерам, например, моделирование молекул или оптимизация логистики. Проблема в том, что кубиты очень чувствительны и могут потерять свои свойства от малейшего воздействия.
Сейчас для передачи квантовой информации используются микроволновые сверхпроводниковые резонаторы. Но они сложны в изготовлении и трудно уменьшаются в размерах. Чем больше кубитов, тем больше перекрёстных помех, которые искажают информацию и делают системы нестабильными. Поэтому учёные ищут новые технологии для управления кубитами.
Команда смоделировала гибридную систему на основе адиабатических квантовых параметронов для управления квантовыми состояниями. Эти устройства работают при низких температурах, и ток в них может циркулировать в обе стороны, что соответствует состояниям «0» и «1». Они могут находиться в суперпозиции, что полезно для хранения квантовой информации.
Элементы системы могут не только хранить, но и передавать информацию. В режиме «летающего» кубита данные передаются динамической волной, как падающие домино, сохраняя свою форму и энергию. Это позволяет использовать одно физическое явление — циркуляцию тока под воздействием магнитного поля — для хранения и передачи квантовых состояний. Адиабатические квантовые параметроны компактнее стандартных резонаторов, что облегчает их использование в вычислительных системах.
«Новая система с «летающими» кубитами упрощает практическое применение квантовых технологий, снижая их стоимость и облегчая масштабирование. Это открывает возможности для создания гибридных квантово-нейроморфных систем, которые объединяют нейросети и квантовые методы обработки информации», — поясняет руководитель проекта Марина Бастракова.
Ранее сообщалось, что учёные предложили новый метод создания квантового интерфейса для передачи данных.