ИСТИНА

Среди возможных реализаций кубита – базовой ячейки квантового процессора – одним из самых перспективных кандидатов является трансмон, сравнительно хорошо устойчивая к шумам модификация джозефсоновского кубита. Для трансмонов разработаны быстрые протоколы управления посредством электромагнитного поля, позволяющие эффективно совершать как одно-, так и многокубитные операции с достаточно маленькой вероятностью ошибки [1]. Существуют и альтернативные подходы к управлению трансмонов, нацеленные на борьбу с проблемами, возникающими при масштабировании системы. Один из таких подходов – использование в качестве сигнала пикосекундных импульсов напряжения, генерируемых устройствами быстрой одноквантовой логики [2]. Подобный подход позволяет добиться длительности операций порядка 12-20 нс. В данной работе представлена модификация такой схемы управления, включающая в себя возможность использовать импульсы различной полярности, что позволяет ускорить операции до 6 нс. Однако встаёт вопрос о подборе управляющего сигнала для кубита с заданными параметрами. Для этого, были рассмотрены возможные подходы к решению оптимизационной задачи управления кубитом. В частности, представлены результаты решения задачи нахождения оптимальной последовательности одноквантовых импульсов методом координатного спуска и при помощи специально разработанного генетического алгоритма [3]. Также обсуждается возможность решения этой задачи средствами машинного обучения – сочетания нейронных сетей и поиска по дереву методом Монте-Карло. Приводится сравнение этих подходов и обсуждается возможность их применения для нахождения управляющего сигнала для совершения двухкубитных операций. [1] Krantz P. et al. A quantum engineer's guide to superconducting qubits //Applied Physics Reviews. – 2019. – Т. 6. – №. 2. – С. 021318. [2] Leonard Jr E. et al. Digital coherent control of a superconducting qubit //Physical Review Applied. – 2019. – Т. 11. – №. 1. – С. 014009. [3] Bastrakova M. V. et al. Genetic algorithm for searching bipolar Single-Flux-Quantum pulse sequences for qubit control //arXiv preprint arXiv:2209.09790. – 2022.