Исследователи из Департамента прикладной физики Университета Аалто разработали революционный метод управления квантовыми состояниями, основанный на математической формуле 90-летней давности. Новый подход позволяет системе «перепрыгивать» через энергетические уровни в трехуровневых квантовых системах, что существенно упрощает управление кубитами.
Формула, лежащая в основе открытия, была разработана в 1932 году четырьмя выдающимися физиками: Львом Ландау, Кларенсом Зенером, Эрнстом Штюкельбергом и Этторе Майораной. Спустя почти век она нашла неожиданное применение в квантовых вычислениях.
Исследовательская группа под руководством доцента Сорина Параоану, включающая докторанта Исака Бьоркмана и постдока Марко Кузмановича, реализовала этот метод на сверхпроводящей схеме, аналогичной тем, что используются в квантовых компьютерах.
Технически процесс осуществляется путем перевода устройства из основного энергетического состояния непосредственно во второе возбужденное состояние, минуя первое. Это достигается за счет двух одновременных процессов Ландау-Зенера-Штюкельберга-Майораны с использованием виртуального перехода через промежуточное состояние и линейной частотной модуляции управляющего сигнала.
Новый метод обладает рядом существенных преимуществ: он не требует точного знания частоты перехода, обеспечивает высокую вероятность переноса, устойчив к частотному дрейфу и значительно проще традиционных подходов. Кроме того, он позволяет сократить количество необходимого оборудования и обеспечивает точное целевое управление состояниями в многоуровневых системах.
Исследование проводилось с использованием инфраструктуры Лаборатории низких температур и производственных мощностей Micronova, входящих в состав финской национальной исследовательской инфраструктуры OtaNano. Результаты были опубликованы в престижном журнале Physical Review Letters.
Открытие имеет широкие перспективы применения в квантовых вычислениях, особенно в многоуровневых квантовых архитектурах и системах, где модификация энергетических уровней затруднена или невозможна. Это достижение может стать важным шагом в развитии более эффективных и надежных квантовых компьютеров.
Изображение носит иллюстративный характер
Формула, лежащая в основе открытия, была разработана в 1932 году четырьмя выдающимися физиками: Львом Ландау, Кларенсом Зенером, Эрнстом Штюкельбергом и Этторе Майораной. Спустя почти век она нашла неожиданное применение в квантовых вычислениях.
Исследовательская группа под руководством доцента Сорина Параоану, включающая докторанта Исака Бьоркмана и постдока Марко Кузмановича, реализовала этот метод на сверхпроводящей схеме, аналогичной тем, что используются в квантовых компьютерах.
Технически процесс осуществляется путем перевода устройства из основного энергетического состояния непосредственно во второе возбужденное состояние, минуя первое. Это достигается за счет двух одновременных процессов Ландау-Зенера-Штюкельберга-Майораны с использованием виртуального перехода через промежуточное состояние и линейной частотной модуляции управляющего сигнала.
Новый метод обладает рядом существенных преимуществ: он не требует точного знания частоты перехода, обеспечивает высокую вероятность переноса, устойчив к частотному дрейфу и значительно проще традиционных подходов. Кроме того, он позволяет сократить количество необходимого оборудования и обеспечивает точное целевое управление состояниями в многоуровневых системах.
Исследование проводилось с использованием инфраструктуры Лаборатории низких температур и производственных мощностей Micronova, входящих в состав финской национальной исследовательской инфраструктуры OtaNano. Результаты были опубликованы в престижном журнале Physical Review Letters.
Открытие имеет широкие перспективы применения в квантовых вычислениях, особенно в многоуровневых квантовых архитектурах и системах, где модификация энергетических уровней затруднена или невозможна. Это достижение может стать важным шагом в развитии более эффективных и надежных квантовых компьютеров.
