Методы управления сверхпроводниковым процессором для задач обработки квантовой информации и детекции ошибок

Современные исследования в области квантовых вычислений развиваются в двух ключевых направлениях: снижение уровня физических ошибок квантовых операций и разработка кодов коррекции, пригодных для реализации на сверхпроводниковых устройствах. Представленное диссертационное исследование одновременно охватывает оба этих направления. В работе продемонстрированы методы повышения точности считывания сверхпроводниковых кубитов с использованием парселловских фильтров, а также методы исследования трёхуровневых квантовых систем на основе трансмонов. Такие системы, с одной стороны, могут рассматриваться как способ расширения вычислительного пространства, а с другой — как инструмент изучения утечек из вычислительного подпространства, что особенно важно для задач коррекции квантовых ошибок. Особое внимание в работе уделено проблеме локальной связности, характерной для сверхпроводниковой платформы. Это ограничение не позволяет напрямую измерять стабилизаторы большого веса между удаленными кубитами и существенно сужает круг кодов коррекции, которые могут быть реализованы на существующих устройствах. Динамическая переадресация вспомогательных кубитов позволяет обойти данное ограничение без изменения архитектуры процессора, что подтверждено экспериментальной демонстрацией кода детекции ошибок на реальном квантовом устройстве.