«Химера» долбоору: Катага туруктуу кванттык өзөктү куруу
100 логикалык кубиттик кванттык эсептөө өзөгүн куруу менен болуп көрбөгөндөй эсептөө кубаттуулугун ачуу.
Долбоордун баяндамасы
«Химера» долбоору – бул Кыргыз Политехникалык Институтунун Кванттык инженерия факультетинин ири масштабдуу, катага туруктуу кванттык компьютерди куруу боюнча чоң чакырыгына багытталган флагмандык демилгеси. Биздин максат – кеминде 100 жогорку сапаттагы логикалык кубиттен турган кванттык эсептөө өзөгүн иштеп чыгуу, бул учурдагы классикалык суперкомпьютерлер чече албаган татаал маселелерди чечүү үчүн зарыл болгон маанилүү чек деп эсептелет.
Суперөткөргүч кубит технологиясындагы алдыңкы жетишкендиктерди инновациялык кванттык каталарды оңдоо коддору менен айкалыштыруу аркылуу, «Химера» долбоору дары-дармектерди табуу, материал таануу, каржылык моделдөө жана фундаменталдык физика сыяктуу тармактарды революция кылууну убада кылат.
Негизги максаттар
- Когеренттүүлүк убактысы 1 миллисекунддан ашкан жана эки кубиттик дарбазанын ишенимдүүлүгү 99.99% дан жогору болгон суперөткөргүч трансмон кубиттерин иштеп чыгуу жана жасоо.
- Логикалык кубиттерди ишке ашыруу үчүн масштабдалуучу топологиялык кванттык каталарды оңдоо кодун (мисалы, беттик код же оор алты бурчтук код) долбоорлоо жана эксперименталдык түрдө көрсөтүү.
- Натыйжалуу кубиттерди окуу жана так манипуляциялоо үчүн алдыңкы криогендик башкаруу электроникасын жана кванттык чектелген күчөткүчтөрдү интеграциялоо.
- Чакан логикалык кубит системасында (5-10 логикалык кубит) катага туруктуу кванттык операцияларды жана алгоритмдерди көрсөтүү.
- Архитектураны кеминде 100 логикалык кубитке чейин масштабдоо жана анын өндүрүмдүүлүгүн конкреттүү илимий жана өнөр жай маселелерине каршы салыштыруу.
Методология жана ыкма
Биздин ыкма көп дисциплиналуу болуп, кванттык физика, материал таануу, микротолкун инженериясы, компьютер илими жана криогендик инженерия боюнча эксперттерди бириктирет. Негизги стратегиялар төмөнкүлөрдү камтыйт:
- Кубит дизайны жана жасоо: Заманбап таза бөлмө жабдууларын колдонуу менен кайталануучу кубит дизайны жана жогорку сапаттагы үлгүлөрдү жасоо.
- Кванттык каталарды оңдоо: Натыйжалуу декоддоо алгоритмдерин жана катага туруктуу дарбаза операцияларын изилдөө жана ишке ашыруу.
- Башкаруу жана окуу: Масштабдалуучу кубиттерди башкаруу жана тез, жогорку ишенимдүүлүктөгү окуу үчүн атайын FPGA жана ASIC чечимдерин иштеп чыгуу.
- Системалык интеграция жана тестирлөө: Модулдук криогендик платформаларды куруу жана комплекстүү калибрлөө жана салыштыруу протоколдорун иштеп чыгуу.
Учурдагы жылыштар жана этаптар
Долбоор учурда 2-фазада. Негизги жетишкендиктерге катага туруктуулук чегинен төмөн ката ылдамдыгы менен 5 логикалык кубиттик регистрди ийгиликтүү көрсөтүү кирет. Жеке физикалык кубиттердин когеренттүүлүк убактысы орточо 750 микросекундга чейин узартылды. Жакында биз кайчылаш тоскоолдуктарды кыйла азайткан жаңы кубит туташтыргыч дизайны боюнча изилдөөбүздү жарыяладык.
Жетекчи изилдөө тобу
Проф. Елена Петрова (Башкы изилдөөчү): Кванттык маалымат теориясы, кванттык каталарды оңдоо коддору боюнча эксперт.
Dr. Иван Волков (Биргелешкен башкы изилдөөчү): Эксперименталдык кванттык оптика, суперөткөргүч кубиттер, криогендик системалар боюнча эксперт.
Топ ошондой эле кванттык түзүлүштөр, программалык камсыздоо жана системалык инженерия боюнча тажрыйбасы бар болжол менен 25 постдокторант, PhD студенти жана адистештирилген инженерлерден турат.
Акыркы жарыялоолор жана жыйынтыктар
- «Көп түйүндүү массивдеги топологиялык кубит когеренттүүлүгү», Nature Physics, 2025-ж.
- «Суперөткөргүч кубиттер үчүн алдыңкы криогендик CMOS башкаруу системалары», IEEE Transactions on Quantum Engineering, 2024-ж.
- «Беттик коддор менен чакан масштабдуу логикалык кубиттерди салыштыруу», Physical Review Letters, 2023-ж.
- «Кайчылаш тоскоолдуктарды азайтуу үчүн жогорку ишенимдүүлүктөгү жөнгө салынуучу кубит туташтыргычы», Applied Physics Letters, 2024-ж.
Долбоордун галереясы жана визуалдаштыруулары
