Современная электроника №7/2022

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 31 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2022 то вентиль меняет местами выходные каналы (рис. 6). Использование запу- танных фотонов позволило контро- лировать операцию SWAP, посколь- ку путь по каналу, который выбирался для одного фотона, однозначно опре- делял канал прохождения для другого фотона. Подробное описание этого экс- перимента приведено в оригинальной статье. Одна из самых существенных про- блем в квантовых компьютерах связа- на с ошибками вычисления. Неправиль- ное срабатывание вентилей, случайные сбои в системе считывания, потеря когерентности и другие причины могут приводить к значительным вычисли- тельным ошибкам. Для коррекции оши- бок используются специальные методы и дополнительные кубиты, о которых будет сказано ниже. Важными характеристиками кван- тового компьютера являются время жизни кубита (qubits lifetime) и время когерентности кубита (qubits coherence time). Время, в течение которого кубит находится в изолированном квантовом состоянии суперпозиции, при котором кубит сохраняет запутанность и свою информативность, называется време- нем когерентности. Время, в течение которого кубит может сохранять свои состояния «0» или «1», в которые он перешёл при схло- пывании волновой функции в процес- се вычислений, называется временем жизни кубита. В среднем современные кубиты на сверхпроводящих трансмонах могут иметь времена жизни около 50 микро- секунд и времена когерентности при- мерно 20 микросекунд. Хотя есть работы, указывающие и на более дли- тельные времена жизни кубита. Напри- мер, совсем недавно появилась статья, в которой описан процесс сухого трав- ления танталовой пленки, в результате которого были получены трансмоно- вые кубиты с временами жизни около 500 мкс [43]. Такие времена жизни означают, что после начала работы квантового ком- пьютера нужно провести сами вычис- ления и коррекцию ошибок в первые 20 мкс и завершить расчёты в течение 50 микросекунд. Это связано с доста- точно серьёзными технологическими проблемами, сдерживающими разви- тие UDGQC в настоящее время. Для манипуляций с кубитами и управ- лением квантовыми вентилями в зави- симости от типа используемых куби- тов используются различные методы. Например, в большинстве компьютеров с кубитами на сверхпроводниках при- меняются методы управления с помо- щью высокочастотных посылок с дли- тельностью импульсов порядка 50 нс. Алгоритмы для квантовых компью- теров являются неотъемлемой частью квантовых вычислений и во многом зависят от аппаратной реализации конкретной модели. Так же как и в слу- чае компьютеров КДЛ, квантовые алго- ритмы определяют последовательность унитарных операций для вентилей с указанием кубитов, над которыми их надо совершить (quantum gate array). Стандартные квантовые алгоритмы описываются в терминах процедур высокого уровня, таких, например, как арифметические операции или специ- альные преобразования типа преобра- зования Фурье. Критерий выбора того или иного алгоритма определяется типом постав-