Квантовые компьютеры могут быстрее обрабатывать большие объемы данных, потому что они выполняют множество вычислительных шагов параллельно. Носителем информации квантового компьютера является кубит. Кубиты владеют не только информацией «0» и «1», но и значениями между ними. Однако трудность состоит в том, чтобы создавать достаточно маленькие кубиты, которые можно переключать достаточно быстро для выполнения квантовых вычислений.

 

Сверхпроводящие схемы — очень перспективный вариант. Сверхпроводники – это материалы, не имеющие  при экстремально низких температурах и, следовательно, проводят электрический ток без потерь. Это важно для поддержания квантового состояния  и эффективно их соединить.

 

Гралмониевые кубиты: сверхпроводящие и чувствительные

Исследователям KIT удалось разработать новые нетрадиционные сверхпроводящие кубиты. «Ядром сверхпроводящего кубита является так называемый джозефсоновский переход, который служит для хранения квантовой информации. Здесь мы внесли важнейшую модификацию», — говорит доктор Иоан М. Поп из Института квантовых материалов и технологий КИТ (IQMT).

Как правило, такие джозефсоновские контакты для сверхпроводящих квантовых битов получаются за счет тонкого оксидного барьера, разделяющего два слоя алюминия. «Для наших кубитов мы используем один слой гранулированного алюминия, сверхпроводник, состоящий из зерен алюминия размером в несколько нанометров, встроенных в оксидную матрицу», — говорит Поп. Затем материал самостоятельно структурируется в виде трехмерной сети джозефсоновских контактов.

«Удивительно видеть, что все свойства нашего кубита определяются очень маленьким переходом всего в 20 нм. Следовательно, он действует как увеличительное стекло микроскопических дефектов материала в сверхпроводящих кубитах и ​​предлагает многообещающий вариант для улучшения», — добавляет Саймон Гюнцлер, IQMT.

 

Кубиты полностью сделаны из гранулированного алюминия

Прогресс, достигнутый командой, основан на ранее протестированном подходе с использованием так называемых флюксониевых кубитов. Детали этой версии-предшественника были изготовлены из гранулированного алюминия, а другие состояли из обычного алюминия. Теперь все кубиты сделаны из гранулированного алюминия. «И если квантовую схему можно вырезать из металлической пленки, это открывает совершенно новые возможности для  процессами травления и расширенным применением кубитов, например, в », — говорит Деннис Ригер из Физического института КИТ.

Переведите "