Сегодня 05 мая 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 🔥
Маск потребовал от президента OpenAI вернуть $29 млрд — суд вскрыл старый дневник 60 мин.
Новая Call of Duty впервые за 13 лет не выйдет на PS4 — консоли прошлого поколения остались в прошлом 2 ч.
Selectel создал новую компанию для реализации ИИ-проектов 2 ч.
Глава Take-Two объяснил, почему GTA VI обойдёт ПК на запуске 2 ч.
Календарь релизов 4–10 мая: Dead as Disco, Mixtape, Motorslice и Beyond Enemy Lines — Vietnam 11 ч.
Forza Horizon 6 не опоздает на старт — игра «укатила» на золото 15 ч.
Инсайдер назвал слухи о DLC для Resident Evil Requiem «полной чушью» и уточнил, когда Capcom анонсирует ремейк Resident Evil Code: Veronica 16 ч.
Инсайдеры: мультиплеерная Assassin's Creed Invictus в духе Fall Guys «просто ужасна», но Ubisoft не теряет надежды 17 ч.
Meta тестирует для Instagram метку для контента, созданного с помощью ИИ 17 ч.
«Станете самыми ненавистными людьми в Америке»: Маск угрожал руководству OpenAI перед началом судебных разбирательств 17 ч.
Valve распродала Steam Controller менее чем за полчаса — спекулянты взвинтили цену на eBay в семь раз 23 мин.
Steam Machine не за горами: Valve ввезла в США 50 тонн «игровых приставок» за два дня 57 мин.
iPhone 17 стал самым продаваемым смартфоном в мире в первом квартале — на втором и третьем месте «айфоны» подороже 58 мин.
Samsung представила сверхъяркий мобильный экран и дисплей с датчиками здоровья 2 ч.
Немецкий разработчик энергохранилищ для ИИ ЦОД CMBlu Energy привлёк €50 млн инвестиций при капитализации €1 млрд 2 ч.
Будущие iPhone и Mac могут получить процессоры производства Intel и Samsung 2 ч.
Илон Маск отделается выплатой штрафа в размере $1,5 млн по делу о покупке Twitter 4 ч.
Создатель Roomba представил Familiar — робота-питомца с локальным ИИ и «собственным характером» 5 ч.
Глава Nvidia заявил, что доля компании на китайском рынке ИИ-ускорителей упала до нуля 6 ч.
Хакер вывел из кошелька Grok токены на сумму $204 000, но потом добровольно вернул их 7 ч.