Сегодня 14 июня 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 🔥
Новая статья: Fatekeeper — наконец-то Dark Messiah 2? Предварительный обзор 20 ч.
Новая статья: Gamesblender № 780: RE Veronica, Stellar Blade 2, Gears of War: E-Day, Senua — главные анонсы июня 20 ч.
Вышло приложение ASCILINE Engine для трансляции «неблокируемого» ASCII-видео 13-06 16:39
ИИ-стартап Mistral AI ведёт переговоры о привлечении €3 млрд при оценке в €20 млрд 13-06 16:38
Авторитетное консалтинговое агентство KPMG опубликовало доклад об ИИ — и в нём нашли ИИ-галлюцинации 13-06 15:54
Google начала развёртывать поисковых ИИ-агентов — но пока лишь для платных пользователей 13-06 13:18
Водители Tesla научились обманывать автопилот игрушечной головой — чтобы листать соцсети за рулём 13-06 11:18
Генпрокуроры нескольких штатов США запустили проверку в отношении OpenAI 13-06 11:12
Anthropic отключила передовые ИИ-модели Mythos 5 и Fable 5 для всех пользователей по требованию США 13-06 08:19
Новая статья: Gothic Remake — в новом теле старый дух. Рецензия 13-06 00:03
«Произошёл сбой»: электромобиль Tesla на автопилоте протаранил ворота гаража 3 ч.
Физики впервые запустили ядерные часы — они могут превзойти атомные по точности и помочь в поисках тёмной материи 4 ч.
Colt и Ciena успешно испытали «постквантовый» трансатлантический 800-Гбит/с канал 5 ч.
General Motors (GM) занялась разработкой натрий-ионных аккумуляторов для ЦОД 8 ч.
Великобритания потратит $1 млрд на ИИ-суперкомпьютер с британскими чипами 8 ч.
В Австралии запущен суперкомпьютер MAVERIC на базе NVIDIA GB200 NVL72 8 ч.
Индийский производитель деталей для iPhone оказался под угрозой закрытия из-за загрязнения окружающей среды 9 ч.
AMD утверждает, что ноутбук на базе Ryzen 5 220 лучше подходит для игр, чем Apple MacBook Neo 14 ч.
Удостоверяющий центр GlobalSign начал отзыв EV-сертификатов у российских компаний, находящихся под санкциями 19 ч.
Nvidia подняла рекомендованную цену RTX Pro 6000 Blackwell до $13 250 — рост на 55 % за год 13-06 18:37