Сегодня 25 марта 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 🔥
Разработчик «Мира танков» и «Мира кораблей» задолжал государству более 11 миллиардов рублей 22 мин.
Конец эпохи: Xiaomi отправила на пенсию MIUI — оболочку, которая прославила компанию 42 мин.
Минцифры хочет фильтровать весь трафик Рунета — средства блокировки разгонят в 2,5 раза к 2030 году 43 мин.
Apple выпустила iOS 26.4 и iPadOS 26.4 с новыми эмодзи и функциями 53 мин.
Продажи Marathon за три недели достигли 1,2 миллиона копий, но Sony ждала большего 2 ч.
Meta врала насчёт безопасности Facebook, Instagram и WhatsApp для детей — суд назначил штраф в $375 млн 2 ч.
Анонсирована нелинейная тактическая стратегия Arbiter 131, где «всё решается через геймплей» 3 ч.
Meta нацелилась на капитализацию в $9 трлн и мотивирует ключевых руководителей щедрыми опционами впервые с момента IPO 4 ч.
Apple подтвердила появление рекламы в «Картах» и пообещала не следить за перемещениями пользователей 14 ч.
Sony закроет новую студию режиссёра Call of Duty: Black Ops 3 спустя год после открытия 15 ч.
Nerpa разработала новую IP-фабрику для ЦОД и облаков 15 мин.
Россияне переходят на вторичную память: продажи SSD на «Авито» взлетели в 5,5 раз, а ОЗУ — в два раза 2 ч.
Дефицит процессоров для ПК обостряется — цены растут, а поставки уже растянулись на месяцы 3 ч.
Arm нацелилась увеличить выручку в шесть раз и зарабатывать $15 млрд в год на собственных процессорах 4 ч.
В России стартовали продажи ноутбуков Prestige 16 AI+ и 16 Flip AI+, а суперлёгкий Prestige 13 AI+ выйдет в апреле 4 ч.
SK hynix нужны миллиарды, чтобы не отстать в гонке ИИ-памяти — компания нацелилась на IPO в США в этом году 5 ч.
Новая статья: Обзор мини-ПК MSI Cubi Z AI 8M: размеры — меньше, портов — больше 11 ч.
OpenAI внезапно закрыла Sora — завоевавший вирусную популярность генератор ИИ-слопа 11 ч.
Apple выпустит отдельное приложение Siri для iOS 27 и macOS 27 11 ч.
Новая статья: NVIDIA Groq 3: SRAM, дезагрегация, детерминизм 12 ч.