Успешные «сравнительные испытания» трёхуровневых квантовых вычислительных устройств на базе ионов и сверхпроводящих контактов провели учёные Физического института им П.Н. Лебедева РАН @lpi_ras, МФТИ, Российского квантового центра и МИСиС.
Обычно в квантовых компьютерах используют двухуровневые кубиты, которые могут быть в суперпозиции двух состояний, однако существуют и многоуровневые кубиты — их называют кудитами, в которых может кодироваться три (это кутриты) или больше состояний. Их возможности и проверили авторы исследования.
«Использование кутритов позволяет не только более плотно кодировать квантовую информацию, но и решать некоторые задачи более эффективно, используя меньше ресурсов. Именно это свойство мы и продемонстрировали в нашем эксперименте. Мы экспериментально показали, что динамику простейшей PT-симметричной системы можно посчитать, используя всего один кутрит, в то время как кубитов в этом случае понадобилось бы больше», — рассказал ведущий автор исследования, директор ФИАН, член-корреспондент РАН Николай Колачевский.
Институт с 2020 года разрабатывает квантовые устройства на базе ионов иттербия. В эксперименте было использовано одно из этих устройств и второе — на основе сверхпроводящих контактов Джозефсона (трансмонов).
Российские физики доказали преимущество трёхуровневых кубитов
