Сегодня 10 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 🔥
Игроки призвали Microsoft добавить в Fable русскую локализацию — петиция на сайте Xbox Player Voice набирает популярность 11 мин.
Apple заявила, что вправе удалять из App Store приложения, которые не привлекают пользователей 26 мин.
«Рег.облако» и ispmanager запустили бесплатный облачный сервер для миграции с виртуального хостинга 2 ч.
Electronic Arts предсказала, кто выиграет Чемпионат мира по футболу 2026 года — компания угадала четырёх предыдущих победителей 2 ч.
Глава ИИ в Microsoft раскритиковал Anthropic за попытки приписать Claude проблески сознания 2 ч.
Монумент триумфа: фанаты обрушили серверы Destiny 2 на релизе последнего обновления в знак протеста против окончания поддержки 3 ч.
«Алиса» в поиске «Яндекса» почти перестала ссылаться на сайты вне первой десятки выдачи 3 ч.
Вышло официальное приложение Telegram для Apple Watch 4 ч.
«Рад за своих праправнуков, которые доживут до релиза»: Kingdom Hearts 4 вернулась из небытия с новым трейлером 4 ч.
Еврокомиссия требует от Meta восстановить доступ конкурирующих ИИ-агентов к WhatsApp 5 ч.
Космические дата-центры SpaceX будут охлаждаться жидким аммиаком — и это усложнит их утилизацию 10 мин.
BYD инвестирует €2 млрд в создание сети зарядных станций в Европе и Великобритании 20 мин.
Астрономы впервые определили границы звёздной колыбели Млечного Пути 28 мин.
Рынок смартфонов пошёл на спад: Samsung переживает кризис памяти лучше всех 37 мин.
Crusoe набрала контрактов почти на 5 ГВт ИИ ЦОД, хотя один из крупных проектов поставлен на паузу 57 мин.
Индия усомнилась в безопасности Starlink и затормозила его запуск в стране 2 ч.
Представлена складная мышь Logitech Mobi Fold с сенсорной прокруткой и быстрой зарядкой 2 ч.
SpaceXAI раскрыла подробности будущих ЦОД на околоземной орбите 2 ч.
Орбиту МКС подняли на 1,6 км, чтобы принять корабль «Союз МС-29» 2 ч.
Первый запуск «Союз-5» указал на необходимость доработки ракеты, но есть и хорошие новости 2 ч.