Сегодня 04 ноября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Отечественный квантовый процессор с наибольшим числом кубитов прошёл испытания и готов к масштабированию

Учёные из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН опубликовали в журнале «Успехи физических наук» статью о всесторонних испытаниях созданного в России 50-кубитного квантового компьютера на холодных ионах. Это передовая разработка не только в России, но и в мире. Ряд применённых в системе технических решений не имеет аналогов и позволяет запускать квантовые алгоритмы на куквартах — кубитах с четырьмя состояниями.

 Ионная ловушка — сердце 50-кубитного квантового процессора. Источник изображения: ФИАН

Ионная ловушка — сердце 50-кубитного квантового процессора. Источник изображения: ФИАН

Российская разработка сравнима с переходом от памяти, записывающей два бита в ячейку, к памяти, записывающей четыре бита. Это не только увеличивает плотность размещения кудитов (кубитов с большим числом поддерживаемых состояний), но и требует более серьёзного подхода к снижению шумов — например, в лазерных импульсах, управляющих кубитами-холодными ионами.

Исследователи изначально поставили перед собой более сложную задачу — добиться возможности запуска на квантовой платформе более сложных алгоритмов без увеличения числа физических кубитов — и успешно её решили. Фактически платформа была создана в октябре 2024 года в рамках реализации дорожной карты «Квантовые вычисления», стартовавшей в 2020 году под эгидой Госкорпорации «Росатом». Спустя пять лет задача была выполнена, что зафиксировано в опубликованной научной работе.

«На уровне до полусотни кубитов ионные вычислители — наиболее совершенные среди квантовых устройств. При их создании одна из самых сложных задач — научиться делать запутывающие операции, для чего нужно заставить кубиты взаимодействовать друг с другом контролируемым образом. Еще один вызов — увеличение числа кубитов без потери качества и скорости операций. Так, в ходе тестирования были исследованы ключевые характеристики компьютера — достоверность однокубитных и двухкубитных операций, а также время когерентности — согласованной работы кудитов до того, как их квантовое состояние будет разрушено», — рассказал научный сотрудник ФИАН Илья Заливако.

Как пояснили специалисты, в российском вычислителе для выполнения квантовых операций используется цепочка из 25 ионов иттербия (¹⁷¹Yb⁺), которые удерживаются лазерами и охлаждаются почти до абсолютного нуля. В таком состоянии кубитами управляют с помощью лазерных импульсов. Квантовые алгоритмы представляют собой последовательности таких воздействий.

В ФИАН отметили, что архитектура кудитов выгодна для ряда квантовых алгоритмов, и для её реализации учёные предложили ряд оригинальных научных и технических решений. В частности, был разработан новый способ защиты кудитов от декогеренции. Из-за большей сложности кудиты сильнее подвержены разрушению квантовых состояний, поэтому методы их защиты требуют более сложных подходов. Также были внедрены новые методы охлаждения ионов, фильтрации лазерных шумов и множество других оригинальных решений.

Для всестороннего испытания разработки были использованы задачи, которые в будущем позволят выполнять реальные квантовые расчёты. В частности, были реализованы алгоритмы Гровера, предполагающие поиск по неупорядоченной базе данных, произведены расчёты структур нескольких молекул, а также выполнены симуляции ряда динамических систем.

Кроме того, специалисты ФИАН одними из первых в мире применили ионный процессор для решения практически полезных задач. Так, в ходе эксперимента была обучена нейросеть, способная распознавать написанные от руки изображения цифр. В будущем такая технология может применяться, например, для быстрого поиска новых эффективных молекул, распознавания лиц, анализа ДНК и множества других задач.

«Разработанный в нашем Институте квантовый компьютер — это не просто экспериментальный прототип — это полноценная платформа для проведения исследований и решения задач. Следующий этап развития системы связан с повышением точности операций и времени когерентности. Помимо этого, мы продолжаем изучать новые подходы к использованию кудитов, где являемся одними из лидеров в мире. Также осваиваем подходы к масштабированию устройств и их серийному производству», — отметил директор ФИАН, академик РАН Николай Колачевский.

На следующем этапе реализации дорожной карты планируется создание коммерческих квантовых компьютеров. Разработка таких систем потребует компактных решений и высокой степени автоматизации. Серийные квантовые вычислители должны быть более надёжными и не требовать постоянного обслуживания.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про искусственный интеллект

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Nvidia выпустила драйвер с поддержкой World of Warcraft: Forever и нейронного рендеринга DLSS 5 в Hogwarts Legacy и War Thunder 15 мин.
«Честный знак» от Anthropic: компания придумала, как выявлять поддельные нейросети 20 мин.
Apple предупредила инвесторов: ИИ-агенты могут выйти из-под контроля и навредить бизнесу 30 мин.
Следующий большой эксклюзив PS5 не выйдет в срок — разработчики God of War Laufey объяснили перенос 2 ч.
Google ещё не придумала, как зарабатывать на ИИ-поиске столько же, сколько на обычном 4 ч.
«Наконец после стольких лет можно будет игру пройти»: новый трейлер раскрыл дату релиза последнего дополнения к Warhammer 40,000: Rogue Trader 4 ч.
Уже не лучшая игра всех времён: критики вынесли вердикт ремейку легендарной The Legend of Zelda: Ocarina of Time для Nintendo Switch 2 5 ч.
Google встроила поиск в меню с тремя точками в Chrome — искать нужные настройки не придётся вручную 8 ч.
Beget сообщил о полной потере части данных и начале восстановления работоспособности сервисов 9 ч.
Xiaomi начала широко развёртывать HyperOS 4 — 33 из 82 совместимых устройств обновятся со дня на день 9 ч.
Nothing готовит загадочное безэкранное ИИ-устройство — его представят уже в декабре 7 мин.
«Рам Альтман» переобулся: глава OpenAI заявил, что не хочет отбирать оперативную память у пользователей 9 мин.
Шесть человекоподобных роботов сутки проработали в магазине — один сбежал, другой отлынивал 38 мин.
Bluetooth ускорит передачу данных почти в четыре раза уже в следующем году 2 ч.
Дорогая память перекраивает рынок смартфонов: ZTE пришлось опровергать слухи о продаже бизнеса 3 ч.
Apple может отказаться от более доступных MacBook Pro без сенсорных экранов 3 ч.
Кризис не помеха: Apple зарабатывает на памяти в iPhone втрое больше, чем тратит на её закупку 7 ч.
Референдум о будущем ИИ: результаты выборов в США поставили под угрозу бум дата-центров 7 ч.
34 000 ампер и −269 °C: ITER испытал гигантский магнит для термоядерного реактора 8 ч.
Квартальная выручка AMD в ЦОД-сегменте взлетела вдвое 9 ч.