Команды проекта Quantum Systems Accelerator (QSA) исследуют технологии сверхпроводящих кубитов для сокращения разрыва между шумными квантовыми системами и отказоустойчивыми системами будущего. QSA, один из пяти национальных исследовательских центров США в области квантовой информатики, объединяет экспертов из 15 учреждений.
Сверхпроводящие кубиты, изготовленные из алюминия или ниобия, функционируют при крайне низких температурах и используются для прототипов научных вычислений. Однако проблемы с управлением и эксплуатацией ограничивают их производительность.
Исследователи из Массачусетского технологического института смоделировали поведение заряженных частиц в синтетических электромагнитных полях (искусственно созданные поля, которые имитируют поведение и свойства настоящих электромагнитных полей, но могут быть настроены и контролированы с высокой точностью), создав двумерный массив из 16 кубитов. Это позволяет им имитировать магнитный векторный потенциал, влияющий на движение частиц. Эффективность подхода была подтверждена наблюдением эффекта Холла.
Также команда разработала одномерную ромбическую решётку для изучения поведения частиц. Изменяя магнитное поле, они наблюдали, как частицы замедляются и фиксируются в решётке. Это исследование открывает новые возможности для изучения сложных физических систем и экзотических квантовых фаз.
Соруководители проекта QubiC 2.0 и QubiC из отдела ускорительных технологий и прикладной физики (ATAP) Лаборатории Беркли. Фото: Лаборатория Беркли.
Дополнительная информация: Ilan T. Rosen et al, A synthetic magnetic vector potential in a 2D superconducting qubit array, Nature Physics (2024). DOI: 10.1038/s41567-024-02661-3
Ilan T. Rosen et al, Flat-band (de)localization emulated with a superconducting qubit array, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2410.07878
Yilun Xu et al, QubiC 2.0: An Extensible Open-Source Qubit Control System Capable of Mid-Circuit Measurement and Feed-Forward, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2309.10333
Jordan Hines et al, Demonstrating Scalable Randomized Benchmarking of Universal Gate Sets, Physical Review X (2023). DOI: 10.1103/PhysRevX.13.041030
Источник: https://phys.org/news/2025-05-superconducting-qubits-enable-quantum-simulations.html