Сегодня 12 февраля 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.

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Сайт-двойник 7-Zip десять дней заражал пользователей — вредонос подменял ссылки с задержкой 12 мин.
В Steam вышла демоверсия «Былины» — грандиозной экшен-RPG в мире славянских мифов 27 мин.
Владелец TikTok выпустил ИИ-модель Seedance 2.0 для генерации видео — она стала вирусной 42 мин.
Mewgenics за полтора дня стала самой быстро продаваемой игрой от создателя The Binding of Isaac и Super Meat Boy 52 мин.
Илон Маск объяснил массовый исход основателей xAI 2 ч.
«Это шаг назад»: WhatsApp выступил против блокировки в России 2 ч.
Система визуализации «Графиня» получила модульную архитектуру и средства трансформации данных 4 ч.
Бесплатные пользователи ИИ-бота Claude получили ряд функций, прежде доступных только по подписке 5 ч.
OpenAI начала терять исследователей после появления рекламы в ChatGPT 5 ч.
Sony определилась с датой выхода экранизации Helldivers от режиссёра «Форсажа» — в фильме сыграет звезда «Игры Престолов» и «Minecraft в кино» 5 ч.
Заказы на газовые турбины Siemens бьют рекорды — причина кроется в ненасытности ИИ 4 мин.
Samsung представила пятислойные матрицы QD-OLED Penta Tandem — вдвое долговечнее и с яркостью до 4500 кд/м² 24 мин.
США выписали Applied Materials штраф в $252 млн за продажу санкционного оборудования китайской SMIC 32 мин.
Для самых ленивых: выпущен робот для складывания белья после стирки за $7999 41 мин.
MSI оценила GeForce RTX 5090 Lightning Z в $5090 — всего выйдет 1300 видеокарт, а право покупки разыграют в лотерее 46 мин.
Samsung первой запустила HBM4 в серию — для ускорителей Nvidia Vera Rubin 55 мин.
«МегаФон» стал уведомлять абонентов о повышении цен, но от него можно отказаться 2 ч.
Огромный промышленный робот по прозвищу «Годзилла» ускорит сборку термоядерного реактора ИТЭР 2 ч.
Anthropic пообещала, что её ИИ ЦОД не повлияют на счета за электричество обычных граждан, но есть один нюанс 2 ч.
MGX из ОАЭ готова вложить сотни миллионов долларов в Anthropic, которой потребовались ещё $20 млрд инвестиций 3 ч.