Дослідники Департаменту електротехніки та комп’ютерної інженерії Принстонського університету у співпраці з Інститутом квантових обчислень досягли часу квантової когерентності T1 понад 1,02 мілісекунди для трансмонних кубітів на тантал-ніобієвих чіпах. Це важливо, оскільки довший час збереження квантового стану полегшує реалізацію корекції помилок і виконання складних логічних операцій без передчасного декогерування.
Команда створила трансмонні кубіти на базі гетероструктури «тантал-ніобій-діелектрик», застосувавши ультрагладку обробку поверхні методом атомно-шарового травлення. Поєднання матеріалів і контроль поверхні стали ключовими елементами підходу до виготовлення експериментальних чіпів.
Вимірювання показали, що час квантової когерентності T1 перевищив 1,02 мілісекунди. За наведеним у дослідженні порівнянням, це приблизно у 15 разів більше за показники стандартних двовимірних трансмонів на базі алюмінію та свідчить про істотне зменшення швидкості декогерування.
Практичне значення результату стосується архітектур квантових процесорів. Довший часовий інтервал дає змогу спростити протоколи квантової корекції помилок (QEC) і виконувати складніші послідовності логічних операцій до того, як стан процесора деградує.
Результат демонструє, що вибір матеріалів, якість меж між шарами та методи обробки поверхні можуть безпосередньо впливати на когерентність трансмонних кубітів. Саме ці параметри залишаються одним із ключових напрямів підвищення стабільності надпровідникових квантових систем.
Розвиток довгоживучих кубітів безпосередньо пов’язаний із корекцією помилок — цікава стаття з архіву про квантову корекцію помилок мікрохвильовим керуванням пояснює, як такі підходи допомагають стабілізувати обчислення.