Единицы информации квантовых компьютеров — квантовые биты, или кубиты — могут существовать в состояниях, имеющих значение 1 и 0 одновременно, а также во всех промежуточных в любой комбинации. Компьютер из 20 кубитов может представлять более миллиона различных состояний одновременно. Это явление суперпозиции — одна из ключевых причин того, что квантовые компьютеры могут решать исключительно сложные задачи, которые выходят за рамки возможностей современных суперкомпьютеров.

Чтобы использовать вычислительную мощность квантового компьютера, кубиты должны быть измерены и преобразованы в информацию, которая поддается интерпретации. Этот процесс требует чрезвычайно чувствительных микроволновых усилителей, способных зарегистрировать и счтать слабые сигналы. Однако считывание квантовой информации — чрезвычайно деликатная процедура. Даже малейшие колебания температуры, шумы или электромагнитные помехи могут привести к потере целостности кубитов, и информация станет непригодной для использования. Поскольку усилители выделяют тепло, они тоже вызывают декогеренцию. Исследователи из Технологического университета Чалмерса разработали новый, высокоэффективный усилитель.

«Это самый точный усилитель, который можно создать с использованием транзисторов. Нам удалось снизить его энергопотребление до одной десятой от того, что требуется лучшим сегодняшним усилителям, — без ущерба для производительности. Мы надеемся и верим, что этот прорыв позволит более точно считывать кубиты в будущем», — сказал Инь Цзэн, первый автор исследования.

В отличие от других малошумящих усилителей, новинка работает в импульсном режиме, то есть активируется только при необходимости, а не остается включенной всегда. Это позволяет существенно снизить потребление энергии, пишет EurekAlert.

Поскольку квантовая информация передается импульсами, разработчики должны были добиться достаточно высокой скорости активации усилителя. Команда решила эту задачу с помощью алгоритма, который улучшает работу усилителя.

«Мы применили генетическое программирование, чтобы добиться интеллектуального управления усилителем. В результате он гораздо быстрее реагирует на входящий импульс кубита, всего в течение 35 наносекунд», — сказал Инь.

Компания из Хэфэя QuantumCTek представила сверхпроводящую квантовую систему измерения и управления кубитами ez-Q Engine 2.0. Оборудование разработано целиком в Китае и поддерживает до 1000 кубитов, что выводит систему на третье место в мире по мощности, после IBM и Atom Computing.