Квантовий комп’ютер: стан проблеми у світі та в Україні
Стенограма доповіді на засіданні Президії НАН України 8 грудня 2021 року
DOI:
https://doi.org/10.15407/visn2022.02.035Ключові слова:
квантовий комп’ютер, квантові технології, спіновий кубіт, потоковий кубіт, надпровідникові детектори одиничних фотонів, квантові метаматеріалиАнотація
У доповіді проаналізовано сучасний стан проблеми, пов’язаної зі створенням квантового комп’ютера як реально працюючого приладу, яку світова наукова спільнота визначає як одне з найважливіших фундаментальних завдань фізики у XXI ст. Наголошено, що в основі роботи квантового комп’ютера лежать результати фундаментальних досліджень у галузі квантової фізики. Сьогодні у світі активно розробляють квантові технології, які, як очікується, будуть впроваджені вже в найближчому майбутньому і забезпечать проривні результати в багатьох сферах суспільного життя: від криптографії до моделювання масштабних систем, опису та передбачення перебігу надскладних процесів тощо. Розглянуто внесок українських учених у вивчення квантових систем, розвиток квантових технологій та вирішення фізичних проблем, що виникають при реалізаціях елементів квантового комп’ютера.
Посилання
Ono K., Shevchenko S.N., Mori T., Moriyama S., Nori F. Quantum interferometry with a g-factor-tunable spin qubit. Phys. Rev. Lett. 2019. 122: 207703. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.207703
Omelyanchuk A.N., Ilyichev E.V., Shevchenko S.N. Quantum coherent phenomena in Josephson qubits. Kyiv: Naukova Dumka, 2013 (in Russian). http://www.ilt.kharkov.ua/bvi/publisher/monographiya_2013.pdf
Izmalkov A., van der Ploeg S.H.W., Shevchenko S.N., Grajcar M., Il’ichev E., Hübner U., Omelyanchouk A.N., Meyer H.-G. Consistency of Ground State and Spectroscopic Measurements on Flux Qubits. Phys. Rev. Lett. 2008. 101: 017003. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.101.017003
Shevchenko S.N. Mesoscopic Physics meets Quantum Engineering. World Scientific, Singapore, 2019. DOI: https://doi.org/10.1142/11310
Arute F., Arya K., Babbush R. et al. Quantum supremacy using a programmable superconducting processor. Na-ture. 2019. 574: 505—510. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-019-1666-5
Zhong H.-S., Wang H., Deng Y.-H. et al. Quantum computational advantage using photons. Science. 2020. 370(6523): 1460—1463. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abe8770
Castelvechhi D. Quantum projects get cash. Nature. 2018. 563: 14—15. DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-018-07216-0
Shevchenko S.N., Ashhab S., Nori F. Landau-Zener-Stueckelberg interferometry. Physics Reports. 2010. 492(1): 1—30. DOI: https://doi.org/10.1016/j.physrep.2010.03.002
Grimes R.A. Cryptography apocalypse: preparing for the day when quantum computing breaks today's crypto. John Wiley & Sons, 2019.
Boaron A., Boso G., Rusca D., Vulliez C., Autebert C., Caloz M., Perrenoud M., Gras G., Bussières F., Li M.-J., Nolan D., Martin A., Zbinden H. Secure Quantum Key Distribution over 421 km of Optical Fiber. Phys. Rev. Lett. 2018. 121(19): 190502. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.190502
Dobrovolskiy O.V., Bevz V.M., Mikhailov M.Y., Yuzephovich O.I., Shklovskij V.A., Vovk R.V., Tsindlekht M.I., Sachser R., Huth M. Microwave emission from superconducting vortices in Mo/Si superlattices. Nat. Commun. 2018. 9: 4927. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-018-07256-0
Häußler M., Mikhailov M.Yu., Wolff M.A., Schuck C. Amorphous superconducting nanowire single-photon detectors integrated with nanophotonic waveguides. APL Photonics. 2020. 5(7): 076106. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0004677
Korneeva Y.P., Mikhailov M.Yu., Pershin Yu.P., Manova N.N., Divochiy A.V., Vakhtomin Yu.B., Korneev A.A., Smirnov K.V., Sivakov A.G., Devizenko A.Yu., Goltsman G.N. Superconducting single-photon detector made of MoSi film. Supercond. Sci. Technol. 2014. 27(9): 095012. DOI: https://doi.org/10.1088/0953-2048/27/9/095012
Zhuravel A.P., Bae S., Lukashenko A.V., Averkin A.S., Ustinov A.V., Anlage S.M. Imaging collective behavior in an rf-SQUID metamaterial tuned by DC and RF magnetic fields. Appl. Phys. Lett. 2019. 114(8): 082601. DOI: https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5064658
Wang H., Zhuravel A.P., Indrajeet S., Taketani B.G., Hutchings M.D., Hao Y., Rouxinol F., Wilhelm F.K., LaHaye M.D., Ustinov A.V., Plourde B.L.T. Mode structure in superconducting metamaterial transmission-line resonators. Phys. Rev. Appl. 2019. 11(5): 054062. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.11.054062
Leha A.A., Zhuravel A.P., Karpov A., Lukashenko A.V., Ustinov A.V. Phase-resolved visualization of radio-frequency standing waves in superconducting spiral resonator for metamaterial applications. Fiz. Nizk. Temp. 2022. 48(2): 119—128. DOI: https://doi.org/10.1063/10.0009288
