Ученые из Брукхейвенской национальной лаборатории совершили прорыв в области квантовых вычислений, разработав новую архитектуру кубитов, более подходящую для массового производства. Эта инновационная конструкция использует соединения сужения, совместимые с существующими процессами производства полупроводников, что потенциально упрощает производство квантовых компьютеров, сообщает SciTechDaily.
Исследователи продемонстрировали, что новый тип кубитов может работать сравнимо с кубитами, доминирующими в настоящее время в этой области. Они предоставили план для более простого изготовления кубитов, который обеспечивает надежное производство этих строительных блоков квантовых компьютеров.
Ученые сосредоточились на сверхпроводящих кубитах, архитектура которых включает два сверхпроводящих слоя, разделенных изолятором. Однако надежное производство таких многослойных соединений непросто, особенно с учетом точности, необходимой для крупномасштабного производства квантовых компьютеров.
Новая архитектура использует соединения сужения, состоящие из двух слоев, соединенных тонким сверхпроводящим проводом, вместо среднего изолирующего слоя. Этот дизайн располагается плоско, а не складывается как бутерброд, и процесс его изготовления совместим со стандартными методами производства полупроводников.
Исследователи показали, что возможно уменьшить ток, проходящий через соединение сужения, до уровня, подходящего для сверхпроводящего кубита. Однако для этого требуются менее традиционные сверхпроводящие металлы.
Ученые также изучили последствия этого архитектурного изменения, так как соединения сужения ведут себя иначе, чем их многослойные аналоги. Они обнаружили, что нелинейность соединения сужения можно настраивать путем выбора сверхпроводящего материала и соответствующего проектирования размера и формы соединения.
В настоящее время исследователи работают над изучением материалов, которые могут соответствовать спецификациям, изложенным в их новой работе. Особое внимание привлекли сверхпроводящие силициды переходных металлов, поскольку эти материалы уже используются в производстве полупроводников.
