Istraživači iz kompanije Dirak, koja se bavi razvojem kvantnih hardverskih tehnologija u Sidneju, zajedno sa Univerzitetom UNSW, otkrili su nova rešenja za prevazilaženje grešaka u spin kubit procesorima. Njihova studija, objavljena u časopisu Prirodna fizika, fokusira se na postizanje visoke isprepletenosti između kubita, što je ključno za razvoj kvantnih računara sa većim kapacitetom i performansama.
U kontekstu savremenih kvantnih tehnologija, posebno su značajne njihove analize grešaka u dvokubitnim kapijama. Prethodna istraživanja su pokazala da su kvantni računarski sistemi zasnovani na čvrstim materijalima, poput silicijuma, skloni greškama koje mogu negativno uticati na koherentnost kubita i njihov ukupni učinak.
Andrev Dzurak i Tuomo Tanttu, koautori istraživanja, ističu da je silicijumski čip od suštinske važnosti za modernu digitalizaciju. Njihova studija je deo šireg trenda korišćenja etabliranih tranzistorskih tehnologija za razvoj kvantnih računara. Dzurak, izvršni direktor Dirak-a, naglašava da se fokusiraju na proizvodne procese koji su već dobro uspostavljeni, kako bi osigurali održivost i efikasnost budućih kvantnih sistema.
Tim istražuje upotrebu litografskih tehnika koje se koriste za izradu silicijumskih tranzistora, kako bi proizveli kvantne tehnologije koje će biti kompatibilne sa postojećim proizvodnim linijama. Njihova istraživanja uključuju razvoj isprepletenih kapija visoke vernosti, koje su ključne za omogućavanje koherentne kontrole i povezivanja više kubita.
Istraživači su primenili tri ključne dijagnostičke tehnike za merenje i karakterizaciju kvantnih stanja i logičkih kapija: Interleaved Randomized Benchmarking (IRB), Gate Set Tomography (GST) i Fast Bayesian Tomography (FBT). Ove metode omogućavaju timovima da steknu duboko razumevanje fizičkih mehanizama koji utiču na performanse njihovog sistema.
Značaj ovih tehnika leži u tome što omogućavaju istraživačima da identifikuju izvore buke koji degradiraju vernost kapija, što je ključno za unapređenje kvantnih operacija. Kao rezultat, istraživači su postigli visoku operativnu vernost veću od 99% u isprepletenim kapijama, što je značajan korak ka razvoju kvantnih računara koji mogu raditi na komercijalnom nivou.
Tim u Dirak-u planira da nastavi sa testiranjem i unapređenjem svog spin kubit procesora, uključujući ponavljanje eksperimenta u vanlaboratorijskim uslovima korišćenjem proizvodnih spin procesora. Njihova vizija uključuje dalju optimizaciju vernosti operacija kroz istraživanje osnovnih grešaka i potencijalno korišćenje boljih materijala ili novih metoda kontrole.
Kako se njihova istraživanja budu razvijala, očekuje se da će to doprineti razvoju kvantnih računara zasnovanih na široko dostupnim materijalima, otvarajući vrata za nove aplikacije u oblasti kvantne tehnologije i šire. „Sa našom trenutnom operativnom vernošću, fokusiramo se na povećanje broja kubita na jednom čipu, što bi moglo revolucionisati kvantno računanje“, zaključuje Dzurak.
