Домой ВУЗы Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана Квантовый компьютер. НОЦ «Функциональные микро/наносистемы»

Квантовый компьютер. НОЦ «Функциональные микро/наносистемы»

91
0

Ученые НОЦ “Функциональные микро/наносистемы” МГТУ им. Н.Э. Баумана разрабатывают первый в мире функциональный универсальный квантовый компьютер. Он будет работать на основе сверхпроводниковых кубитов.

Кубит – наименьший элемент для обработки информации в квантовых компьютерах. Исследования ведутся в комплексе, состоящем из чистых комнат — помещений с технологическим и метрологическим оборудованием с разным классом чистоты от ISO5 до ISO7.

Чип квантового процессора проходит сложный путь: от входной очистки кремниевой заготовки (пластины диаметром 100 мм) до изготовления микроволновых резонаторов, джозефсоновских переходов, других элементов схемы и их измерений при температуре, близкой к абсолютному нулю по Кельвину. Джозефсоновский переход — это база для создания квантового компьютера.

«Джозефсоновский переход — это важнейший нелинейный элемент сверхпроводниковых кубитов, благодаря которому в сверхпроводниковых квантовых компьютерах в принципе возможно создание вычислительных ячеек. В обычных компьютерах все операции реализуются на битах, когда у нас есть ноль и единица. Сверхпроводниковые кубиты — именно благодаря джозефсоновскому переходу — могут управляемо находиться в состоянии суперпозиции: быть и нолем, и единицей одновременно. При увеличении числа кубитов эффективность вычислений растет экспоненциально», — объясняет научный сотрудник центра «Функциональные микро/наносистемы» Анастасия Пищимова.

Чтобы сверхпроводниковые кубиты могли работать как задумано, необходимо собрать измерительную схему, охладить и запустить измерительные алгоритмы.

«Охлаждение кубитов происходит в специальном холодильнике — криостате растворения. Он позволяет достичь температуры, близкой к абсолютному нулю — минус 273,15 ºС. В таких условиях металл чипа квантового процессора, в нашем случае алюминий, переходит в состояние сверхпроводимости, когда ток течет без сопротивления. При таком глубоком охлаждении тепловые шумы пропадают и квантовые устройства начинают работать должным образом. Помимо этого, «начинка» криостата позволяет защитить чипы от электромагнитного излучения и других внешних воздействий, которые сокращают время жизни кубитов», — рассказывает младший научный сотрудник центра «Функциональные микро/наносистемы» Елизавета Малеванная.

Бауманские чипы сегодня используют все участники крупнейших проектов России по созданию квантового компьютера на основе твердотельных процессоров.

«Разработка квантового компьютера – один из главных технологических вызовов нашего времени. Сверхмощный вычислитель поможет создавать новые материалы и лекарства, развивать искусственный интеллект, работать с Big Data. Сегодня параметры бауманских процессоров соответствуют лучшим мировым аналогам компании IBM, Google, Intel» — комментирует директор центра “Функциональные микро\наносистемы” Илья Родионов.

Подписаться
Уведомить о
guest
0 Комментарий
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии