Сегодня 26 сентября 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 🔥
ИИ-модели Astra и Opus расшифровали два сообщения «Энигмы», над которыми люди бились десятилетиями 19 мин.
RuStore могут сделать обязательный для предустановки на все смарт-ТВ в России 21 мин.
Новая статья: SPRAWL zero — в свинцовом потоке. Рецензия 21 мин.
GTA 2 спустя 27 лет после релиза получила поддержку трассировки пути — геймплей и скриншоты амбициозного мода 56 мин.
«Плод того же отравленного дерева»: Sony и Universal снова подали в суд на ИИ-генератор Suno за кражу музыки 3 ч.
Мне бы в небо: критики вынесли вердикт Ace Combat 8: Wings of Theve 4 ч.
Amazon запретила ИИ-агенту Meta Muse совершать покупки и сделает то же с аналогами от Google и OpenAI 6 ч.
Meta нашла слабое место OpenAI — ИИ-агент Muse стремительно набирает популярность 6 ч.
Remedy рассказала, как будет улучшать Control Resonant после релиза — «Новая игра ++», фоторежим и не только 6 ч.
Легендарная Gothic вышла на iPhone и iPad — с адаптированным управлением и двумя режимами графики 6 ч.
Слухи: Apple до конца года выпустит iPad mini с OLED-экраном, колонки HomePod mini 2 и приставки Apple TV 4K 22 мин.
Google отправит ИИ-чипы TPU в космос уже на следующей неделе 6 ч.
Ангстремный техпроцесс Intel 14A заинтересовал Amazon, Apple, AMD, Google, Tesla, Microsoft, Nvidia и Qualcomm 7 ч.
Память DDR5 для ноутбуков подорожала в шесть раз за год — и пока не думает останавливаться 7 ч.
Быстрая доставка с неба оказалась слишком шумной: жители Техаса жалуются на дроны Amazon 8 ч.
Oracle может начать платить за ЦОД, которого ещё нет — Project Jupiter в Нью-Мексико задерживается 8 ч.
Intel догнала TSMC в гонке нанометров — Intel 14A будет отличаться от TSMC A14 не более чем на 5 % 8 ч.
ABB готовит ЦОДы к мегаваттным ИИ-стойкам — компания представила систему питания Infinitus стандарта 800 В DC 9 ч.
Австралиийский штат Виктория предложил обязать ЦОД самостоятельно обеспечить себя возобновляемой энергией 10 ч.
Akashi Data Center собралась построить в Казахстане ЦОД мощностью 100 МВт 11 ч.