|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Методы увеличения отношения времени потери когерентности к длительности логических операций для сверхпроводниковых кубитовдипломная работа (Бакалавр)
- Научный руководитель: Кленов Н.В.
- Автор: Пащенко Андрей Владимирович
- Тип: Бакалавр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2023
- Аннотация: Микросхемы современных вычислительных устройств, созданные по планарной технологии, содержат большое количество тонких пленок из материалов (проводников, диэлектриков, полупроводников) с различными свойствами и геометрией. «Обучающая» часть данной квалификационной работы состояла из освоения современных методов изучения тонкопленочных микро- и наноструктур на основе аналитических подходов и численного моделирования; апробация проводилась на результатах реальных экспериментов. В частности, были освоены программы электростатического и СВЧ моделирования Sonnet Suites и Comsol Multiphysics, пригодные для описания свойств как «классических» микро- и наноструктур, так и базовых элементов макроскопической квантовой электроники. «Научная» часть данной квалификационной работы включает использование полученных навыков для решения актуальных прикладных и фундаментальных задач в области элементной базы для сверхпроводниковых квантовых вычислений. Актуальность и научная значимость выбранной области исследований определяются тем, что именно здесь теоретическое и экспериментальное исследование основ макроскопической квантовой физики позволяет эффективно решать целый ряд задач, связанных с материаловедением, криптографией и «естественным» моделированием поведения квантовых систем. Причем именно сверхпроводниковая элементная база на данный момент позволяет наилучшим образом приблизиться к выполнению 5 главных критериев успешности квантовых вычислений (Di Vincenzo's criteria). Главным объектом исследования в данной работе выступает прототип 4-кубитного квантового процессора, разработанный в лаборатории сверхпроводящих и квантовых технологий ВНИИА им. Духова \cite{moskalenko2022high}. В основе его ключевых элементов лежат сверхпроводящие (алюминиевые) тонкопленочные структуры на диэлектрической (кремниевой) подложке. Несколько важных элементов процессора были исследованы автором с использованием аналитических и численных методов; результаты были использованы при анализе экспериментальных данных и проектирования отечественных квантовых вычислительных систем следующего поколения. Особое внимание было уделено моделированию сверхпроводящих копланарных волноводов (CPW), анализу их резонансных частот и добротности. Такие элементы используются для считывания состояний кубита, и они создают существенный канал для потери энергии квантовой системой, уменьшающий её время потери когерентности. В работе рассмотрены два варианта увеличения отношения «времени жизни» кубитов к длительности типичных логических операций. Первый состоит в оптимизации широкополосного фильтра Парселла для увеличения времени потери когерентности кубитом, а второй – в применении ультракоротких униполярных импульсов магнитного поля для уменьшения длительности операций.
- Добавил в систему: Кленов Николай Викторович