Сверхток поможет считывать квантовую информацию без потерь

Физики из Университета Сан-Паулу и Пекинского технологического института предложили считывать состояние кубита по сверхтоку, который создаёт сам кубит, — почти не разрушая информацию и без вспомогательных кубитов

Считать информацию с кубита трудно: прямое измерение обычно разрушает его состояние. Поэтому сейчас информацию переносят на вспомогательный кубит и измеряют уже его, а это долго и усложняет систему. Новый метод использует особый тип кубита — андреевский, названный в честь советского физика Александра Андреева. Такой кубит сам создаёт колеблющийся сверхток — электрический ток без сопротивления, и по этому току можно судить о его состоянии.

Сверхток содержит информацию о состоянии кубита: его постоянная составляющая и амплитуда колебаний показывают долю состояний 0 и 1 в суперпозиции, а момент начала колебаний — фазовое соотношение между ними. Изменения тока улавливает сверхпроводящий квантовый интерферометр (SQUID) — прибор, чувствительный к слабым магнитным полям: ток в цепи создаёт магнитное поле, а связь прибора с кубитом так слаба, что измерение почти не влияет на кубит.

В симуляциях с учётом шумов и обратного влияния прибора точность метода составила от 99,52 до 99,85% в зависимости от числа измерений — это соответствует порогам, принятым в схемах исправления квантовых ошибок. Кроме того, кубит не нужно возвращать в исходное состояние после каждого измерения, поэтому можно следить, как он меняется со временем.

Исследование пока носит теоретический характер, но, по словам одного из авторов, все используемые параметры реалистичны и основаны на существующих системах. Если метод подтвердится экспериментально, он упростит считывание информации с андреевских кубитов и избавит от необходимости использовать вспомогательные кубиты.

Ранее по теме: Прорыв в квантовых компьютерах: новый кубит в 100 раз реже ошибается

Источник: EurekAlert!