Сегодня 05 ноября 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 🔥
Apple разрешила себе проверять файлы в iCloud, которыми пользователи делятся по ссылке 18 мин.
ChatGPT научился генерировать гифки — из картинок или по описанию 2 ч.
Apple начала экономить на ИИ: компания урезает сотрудникам бюджеты на использование нейросетей 2 ч.
«Заберите мои деньги, пока они у меня ещё есть»: разработчики Lords of the Fallen 2 впечатлили игроков демонстрацией улучшенной боевой системы 3 ч.
GTA VI уже заработала три четверти миллиарда долларов, хотя ещё даже не вышла 4 ч.
Для NPU нашлось полезное применение: его научили отрисовывать интерфейс Windows 11 вместо GPU — пока получается не очень быстро 12 ч.
Nvidia выпустила драйвер с поддержкой World of Warcraft: Forever и нейронного рендеринга DLSS 5 в Hogwarts Legacy и War Thunder 14 ч.
«Честный знак» от Anthropic: компания придумала, как выявлять поддельные нейросети 14 ч.
Apple предупредила инвесторов: ИИ-агенты могут выйти из-под контроля и навредить бизнесу 14 ч.
Следующий большой эксклюзив PS5 не выйдет в срок — разработчики God of War Laufey объяснили перенос 15 ч.
Прибыль Macronix бьёт рекорды на фоне дефицита флеш-памяти 2 мин.
MSI выпустила компьютер Cubi NUC WCG на базе Intel Wildcat Lake в полулитровом корпусе 4 мин.
Космический телескоп Swift почти сгорел в атмосфере Земли после 22 лет наблюдений за Вселенной 2 ч.
Google вложит $15 млрд в развитие ЦОД в Малайзии 2 ч.
California Resources и Bloom Energy планируют развернуть в Калифорнии топливные элементы на 1 ГВт для ЦОД и других потребителей 3 ч.
Рынок серверов для HPC и научных ИИ-задач вырос почти на 20 % — впервые за четверть века в лидеры выбилась Dell 3 ч.
Новая статья: Обзор блока питания MSI MAG A1200PLS PCIE5 10 ч.
Акции бигтехов подскочили после выборов в США — инвесторы увидели спасительный тормоз для ИИ-гонки 12 ч.
Новая статья: Обзор робота-уборщика Dreame L60 Ultra: когда просто нужен качественный пылесос 12 ч.
Qualcomm поможет SpaceX превратить Starlink в полноценного мобильного оператора с 5G 12 ч.