Сегодня 30 мая 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → квантовые компьютеры
Быстрый переход

Выпущена первая в мире игра для квантового компьютера — квантовый гейминг может попробовать каждый

Квантовая механика лишена привычной логики, но это не мешает использовать вычислительные кубиты в «мирных» целях, например, позволив разработчикам игр с их помощью создавать абсолютно случайные игровые уровни и ситуации. В какой-то мере это позволит обычным людям прикоснуться к квантовым технологиям и перестать пугаться их как чего-то за пределами понимания. На это делает ставку компания Moth, представив игру-лабиринт Quantum Backrooms.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Проект построен вокруг игровой вселенной Backrooms — бесконечных вызывающих подспудную тревогу лабиринтов из пустых служебных помещений, коридоров и комнат. В отличие от уже представленных игровых продуктов на эту тематику, процесс Moth впервые для генерации игровых лабиринтов использует реальные квантовые платформы — оборудование компаний IBM Quantum и IQM Quantum Computers.

Главный технический принцип Quantum Backrooms — это прямое преобразование архитектуры квантового процессора (топологии кубитов) — в игровое пространство. В игре каждый кубит соответствует отдельному участку мира, а связи между кубитами задают возможные маршруты по лабиринту. Иными словами, топология квантового процессора становится топологией уровня: игрок перемещается по лабиринту, структура которого связана с устройством реального квантового процессора.

Это не первый эксперимент Moth с квантовой генерацией игровых уровней. Ранее компания создала Space Moths — многопользовательский проект для Roblox, разработанный вместе с Onward Studios при участии IBM Quantum, IQM и исследовательским финским центром VTT. Но это был проект-демонстрация для разработчиков, тогда как Quantum Backrooms — это игра для широкой аудитории, которая доступна прямо сейчас. Нужно только кликнуть мышкой на ссылку и игра начнёт работать в браузере. И тогда окажется, что квантовые компьютеры — это совсем не страшно.

Чтобы построить к 2029 году работоспособный квантовый компьютер, IBM за пять лет потратит более $10 млрд

Проблемами квантовых вычислений американская корпорация IBM занимается давно и серьёзно, а недавно она заявила, что готова в ближайшие пять лет потратить более $10 млрд, чтобы к 2029 году создать квантовый компьютер, который будет осуществлять масштабные и сложные вычисления стабильно и без ошибок.

 Источник изображения: IBM

Источник изображения: IBM

Это заявление последовало после анонса президентом США Дональдом Трампом (Donald Trump) программы поддержки компаний, занимающихся квантовыми вычислениями. Власти страны решили направить $2 млрд на покупку акций девяти таких компаний. Американское правительство готово предоставить половину финансовых ресурсов, необходимых для реализации проекта Anderon — строительства специализированного предприятия по производству чипов для квантовых вычислений на территории США.

Недавние прорывы в технологии квантовых вычислений подняли интерес к ним со стороны представителей различных отраслей, поскольку их можно применить как при создании новых лекарственных средств, так и для создания сложных финансовых моделей или решения криптографических задач. Впрочем, на пути масштабного практического внедрения квантовых вычислений пока стоят серьёзные препятствия в виде высокого уровня ошибок. В прошлом году глава Google Сундар Пичаи (Sundar Pichai) заявил, что до появления практически применимых квантовых компьютеров пройдёт не менее пяти или десяти лет.

IBM упоминаемую выше сумму собирается направить на исследования и разработки, капитальные затраты, формирование партнёрской экосистемы, покупку необходимых активов и подготовку к масштабированию производства квантовых компьютеров. В проект Anderon компания вложит $1 млрд, а также предоставит партнёрам и клиентам свои технологии по производству чипов. В случае необходимости IBM направит для развития инициативы своих специалистов, не говоря уже о сопутствующей интеллектуальной собственности. Переговоры с потенциальными клиентами уже ведутся. К настоящему моменту IBM приняла участие в разработке более 90 квантовых систем — это больше, чем кто-либо ещё.

Классические компьютеры отняли у квантовых машин монополию на симуляцию сотен кубитов — помогли тензорные сети

Учёные решили на обычном компьютере задачу квантовой физики, которая считалась доступной только квантовым компьютерам. Первичные расчёты удалось провести на персональном ноутбуке. Результаты опубликованы 21 мая в журнале Science.

 Источник изображений: Lucy Reading-Ikkanda / Simons Foundation

Источник изображений: Lucy Reading-Ikkanda / Simons Foundation

Физики из Центра вычислительной квантовой физики (CCQ) при Институте Флэтайрон (Flatiron Institute) Фонда Саймонса (Simons Foundation) и их коллеги из Бостонского университета (Boston University) смоделировали квантовую систему из сотен взаимодействующих кубитов — квантовых аналогов битов классического компьютера, расположенных в квадратных, кубических или алмазных решётках. В отличие от обычных битов, принимающих значения 0 или 1, кубиты могут находиться в суперпозиции — одновременно в нескольких состояниях. Из-за этого моделировать их поведение на классических компьютерах крайне трудно.

В марте 2025 года другая группа учёных опубликовала в том же журнале статью, в которой сообщила о расчёте динамики особенно сложной кубитной системы на квантовом компьютере, и заявила, что повторить результат на классических машинах невозможно. «Когда мы в CCQ видим подобные заявления, мы всегда относимся к ним немного скептически, — говорит Джозеф Тиндалл (Joseph Tindall), научный сотрудник CCQ и первый автор новой статьи в Science. — Мол, а вы пробовали вот это? А вот то?» По словам соавтора исследования Майлза Стаудинмайра (Miles Stoudenmire), задача стала поводом проверить собственные разработки.

Особую трудность создавала квантовая запутанность — явление, при котором состояния кубитов остаются взаимосвязаны даже на больших расстояниях, и рассматривать их по отдельности нельзя. По словам Тиндалла, волновая функция, описывающая состояние такой системы, стремительно растёт с увеличением числа частиц, и её объём быстро превышает возможности прямого хранения на компьютере. Работа с подобными объектами — типичная проблема квантовой физики, без решения которой невозможно предсказывать свойства квантовых материалов, например сверхпроводников.

 Схема показывает, как тензорные сети сжимают описание запутанных кубитов и позволяют классическим компьютерам моделировать сложную квантовую динамику

Схема показывает, как тензорные сети сжимают описание запутанных кубитов и позволяют классическим компьютерам моделировать сложную квантовую динамику

Команда CCQ нашла выход с помощью тензорных сетей — математических структур данных, которые сжимают информацию о волновой функции в компактную форму из небольших связанных между собой таблиц чисел. Тиндалл сравнивает их с «ZIP-файлом для волновой функции». Первичные расчёты он выполнил на ноутбуке, используя код библиотеки ITensor, разработанной в CCQ. Опубликованные результаты воспроизводят трёхмерную динамику с помощью трёхмерной тензорной сети.

По словам Тиндалла, работа с такими объектами, особенно в трёх измерениях, почти не исследована: для этого нужны сложные алгоритмы и специализированный код. Для начальных вычислений он использовал алгоритм распространения доверия (англ. belief propagation), предложенный в 1980-х годах и недавно адаптированный для квантовых систем. Стаудинмайр отмечает, что этот метод менее точен, но значительно дешевле, и его проще запускать на сложных задачах, тогда как более изощрённые подходы прошлых лет не смогли бы даже начать работать с некоторыми из трёхмерных задач из-за их размера.

 Схема объясняет, как тензоры хранят данные о запутанных кубитах в числовых таблицах и связываются индексами для передачи информации между соседними элементами сети

Схема объясняет, как тензоры хранят данные о запутанных кубитах в числовых таблицах и связываются индексами для передачи информации между соседними элементами сети

Несмотря на скромные вычислительные ресурсы, моделирование достигло точности на уровне лучших мировых результатов. Расчёты сходились к решениям, совпадающим с теоретическими предсказаниями. Полученные данные совпали с результатами исследователей квантовых вычислений, но были получены без квантового компьютера.

Тиндалл и Стаудинмайр подчёркивают, что классический и квантовый подходы не только конкурируют, но и дополняют друг друга. По словам Тиндалла, между классическими моделированиями и тем, что можно реализовать на квантовых компьютерах, существует большая синергия, а порог входа для классического подхода значительно ниже: достаточно написать код и запустить его на персональном компьютере. Команда уже работает над следующим этапом — моделированием систем с электронами, способными перемещаться между узлами решётки. Эта задача ещё сложнее и напрямую связана с моделированием квантовых материалов.

Китай создал фотонный квантовый компьютер, который суперкомпьютерам не догнать даже за время жизни Вселенной

Китайские учёные создали новую версию фотонного квантового компьютера «Цзючжан» (Jiuzhang), впервые представленного шесть лет назад. Это уже четвёртая реализация системы, с возросшей на порядок мощностью. В 2020 году «Цзючжан 1.0» намекал на достижение квантового превосходства в синтетических бенчмарках. Новая система за доли секунды выполняет синтетические расчёты, тогда как суперкомпьютерам не хватит времени жизни Вселенной, чтобы это повторить.

 Источник изображения: Xinhua

Источник изображения: Xinhua

Платформу «Цзючжан 4.0» как и все предыдущие разработала группа учёных из Китайского научно-технического университета (University of Science and Technology of China). Согласно публикации в журнале Nature и препринту на arXiv, система реализует задачу Гауссовой бозонной выборки (Gaussian Boson Sampling, GBS), которая считается одной из наиболее сложных для классических суперкомпьютеров. В отличие от универсальных квантовых компьютеров, «Цзючжан 4.0» представляет собой специализированный фотонный процессор, оптимизированный под строго определённый класс вычислительных задач. Исследователи утверждают, что устройство выполняет расчёты на порядки быстрее любых современных классических вычислительных систем, включая самый мощный американский суперкомпьютер El Capitan.

Технически «Цзючжан 4.0» использует 1024 высокоэффективных сжатых квантовых состояния света, распределённых в гибридной пространственно-временной архитектуре, образующей 8176 оптических мод. Это радикальное расширение по сравнению с предыдущими версиями: «Цзючжан 3.0» оперировал 255 фотонами, тогда как новая система способна манипулировать квантовыми состояниями до 3050 фотонов. Основу установки составляют нелинейные оптические элементы, программируемая интерференционная схема и сверхчувствительная система детектирования одиночных фотонов. Время генерации одного результата составляет всего 25,6 мкс, что позволяет получать статистически значимые выборки практически мгновенно. Масштабирование стало возможным благодаря снижению оптических потерь и улучшенной синхронизации временных каналов, что долгое время было главным ограничением фотонных платформ.

Авторы работы заявляют, что для классической симуляции аналогичного вычисления с использованием лучшего известного метода на основе тензорных матриц даже самому мощному суперкомпьютеру потребовалось бы более 1042 лет — этого времени хватило бы на триллионы триллионов жизней Вселенной. Именно эта оценка лежит в основе громких заявлений о достижении нового уровня квантового превосходства. Впрочем, компания Google первой выступила с такими заявлениями, а китайские учёные лишь следуют по её пути.

 Источник изображения: Soho

Источник изображения: Soho

Но не будем строго судить квантовые системы за работу только в бенчмарках. За последние годы даже задаче Гауссовой бозонной выборки нашли практическое применение — это моделирование молекулярных взаимодействий, включая сворачивание белков и синтез РНК, теория графов, а также распознавание образов и машинное обучение. Кстати, именно упоминавшаяся выше система «Цзючжан 3.0» в 2023 году показала способность невообразимо быстро опережать классические суперкомпьютеры в задачах распознавания образов на примере рукописных текстов. Поэтому китайским учёным есть чем гордиться — их система может работать не только с бенчмарками, практическое применение ей также готово найтись в самое ближайшее время.

В Китае создан первый в мире «двухъядерный» квантовый компьютер — его удобно масштабировать

В своё время двухъядерные процессоры стали прорывом в сфере компьютерных вычислений. Это позволило распараллеливать задачи и повышать производительность, что называется, на ровном месте. Очевидно, что нечто подобное произойдёт и в области квантовых вычислений. Точнее, это уже произошло, если верить китайским источникам. Там на днях был представлен первый в мире «двухъядерный» квантовый компьютер на нейтральных атомах.

 Источник изображения: CAS Cold Atom Technology

Источник изображения: CAS Cold Atom Technology

Анонс сделала китайская компания CAS Cold Atom Technology (спин-офф Китайской академии наук). Она представила систему Hanyuan-2 — по её словам, первый в мире двухъядерный квантовый компьютер на нейтральных атомах. Система содержит 200 кубитов, сформированных из двух изотопов рубидия (100 атомов Rb-85 и 100 атомов Rb-87). Тем самым платформа состоит из двух независимых массивов нейтральных атомов, которые могут работать параллельно или в конфигурации «основное ядро + вспомогательное». Во втором режиме дополнительное ядро формирует логические кубиты для коррекции ошибок. В сумме это повышает стабильность и масштабируемость системы.

Двухъядерная архитектура решает типичные проблемы обычных квантовых систем, такие как интерференция между соседними кубитами и ограничения на увеличение размера массива кубитов. Система потребляет менее 7 кВт энергии, использует лазерное охлаждение и имеет компактный стоечный дизайн для развёртывания в обычных серверных залах без необходимости в сложных криогенных системах для достижения сверхнизких температур, характерных для сверхпроводящих квантовых компьютеров IBM, Google и других компаний.

Нейтральные атомы — один из перспективных подходов к масштабируемым квантовым вычислениям. Технология использует лазеры для захвата и манипуляции отдельными атомами в пространстве. Она привлекает внимание благодаря обещаниям быстро наращивать массивы кубитов и ослабленным требованиям к охлаждению по сравнению со сверхпроводящими кубитами. Нейтральные атомы охлаждают с помощью лазеров, что очень удобно, тогда как для сверхпроводящих кубитов требуются сложные и дорогие в эксплуатации рефрижераторы растворения.

Не случайно даже компания Google, имея за плечами внушительный опыт разработки квантовых систем на сверхпроводящих кубитах, признала важность систем на нейтральных атомах и включила их в свои планы. Стоечная компоновка таких платформ — это очевидно один из простых путей для масштабирования квантовых вычислений.

Несмотря на амбициозное заявление, независимая проверка слов разработчиков, а также детальные технические характеристики системы пока отсутствуют. Бенчмарки не обнародованы: нет данных о точности гейтов, времени когерентности и уровне запутанности, отсутствуют сведения о тестировании или доказательства практического квантового превосходства системы. Если информация подтвердится, система Hanyuan-2 станет впечатляющим рывком вперёд в области квантовых вычислений.

Учёные из Оксфорда впервые получили квантовое взаимодействие четвёртого порядка — это позволит углубиться в физику Вселенной

В квантовой механике нельзя одновременно знать точные значения ряда парных характеристик объектов, например, координаты электрона и его скорость (принцип неопределённости Гейзенберга). Можно получить точное значение лишь одного из параметров, ухудшив определение второго. Это называется сжатием, когда пространство вероятностей превращается из круга в эллипс. Но можно пойти дальше и добиться боле тонких соотношений, создав вместо эллипса лепестки и шипы.

 Источник изображений: University of Oxford

Источник изображений: University of Oxford

О таком замечательноv прорыве сообщили учёные из Оксфордского университета (University of Oxford), которые впервые в мире продемонстрировали «квадросжатие» (quadsqueezing) — квантовое взаимодействие четвёртого порядка. Как и сжатие третьего порядка, сжатие четвёртого порядка считается явлением высшего порядка, ранее недостижимым экспериментально. Получить распределение вероятностей более сложной формы, чем эллипс, мешали шумы, которые маскировали более тонкие квантовые взаимодействия. Между тем способность регистрировать таковые открывает путь к более чувствительным датчикам. В частности, это может повысить чувствительность гравитационно-волновых обсерваторий, которые уже используют в детекторах явление сжатия второго порядка.

Для своего эксперимента исследователи использовали единственный захваченный ион, к которому применили две «тщательно контролируемые силы» — управляемые лазерные поля. Хотя каждая сила в отдельности производила простой линейный эффект, их некоммутативное взаимодействие порождало сильное нелинейное квантовое взаимодействие высшего порядка. Изменяя частоты, фазы и амплитуды сил, учёные могли избирательно активировать нужный тип сжатия, подавляя нежелательные эффекты. Сжатие четвёртого порядка удалось генерировать более чем в 100 раз быстрее, чем ожидалось при традиционных подходах.

Экспериментальный метод был подтверждён реконструкцией квантовых состояний движения иона, показавшей характерные формы для взаимодействий разных порядков. Теперь подход расширяют на многомодовые системы. Более того, предложенный метод совместим с различными квантовыми платформами (сверхпроводящими, на холодных атомах и других) и уже используется для генерации суперпозиций сжатых состояний и моделирования решёточной калибровочной теории. В сумме это открывает новые перспективы в квантовой симуляции, сверхточных датчиках и вычислениях.

IonQ выпустила «квантовых котиков» в мир — раскрыла секреты создания безотказных квантовых компьютеров

На сайте препринтов arXiv.org вышла статья с полным описанием архитектуры, идеологии и программных пакетов квантовых компьютеров компании IonQ. Архитектура носит название Walking Cat, связанное с так называемыми «кошачьими кубитами» — состояниями суперпозиции системы, позволяющими избежать ошибок вычислений. Название архитектуры созвучно концепции кошки, гуляющей сама по себе — статья IonQ в полном объёме раскрывает детали, важные для понимания её сути.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

В свободно доступном материале специалисты IonQ подчёркивают, что они не просто излагают теоретическую концепцию, а дают детализированные инженерные спецификации для построения отказоустойчивого квантового компьютера. Документ описывает полный стек архитектуры — от компилятора до аппаратного уровня. Он вполне способен подтолкнуть к созданию систем, включающих десятки тысяч физических кубитов, а это ключевой шаг к практическим квантовым вычислениям.

Ключевая идея архитектуры опирается на использование так называемых «cat-состояний» (состояний суперпозиции типа кошки Шрёдингера, которая одновременно и мертва, и жива). Эти состояния делают кубиты устойчивыми к одному типу ошибок — переключениям битов. Собственно, компания Amazon тоже смотрит в сторону «кошачьих» кубитов. В архитектуре IonQ эти состояния производит «фабрика кошек», которые затем «гуляют» по системе и создают запутанные состояния в соответствии с заданным для вычислений алгоритмом. Их повышенная устойчивость к одному из видов ошибок служит гарантией создания отказоустойчивых квантовых платформ, способных отрабатывать миллионы вентилей в сутки.

Архитектура Walking Cat обеспечивает гибкую связь между кубитами. Работа алгоритма осуществляется за счёт перемещения ионов без заранее созданной сложной проводной топологии. Это позволяет параллельно выполнять операции и масштабировать систему за счёт добавления новых зон, а не усложнения соединений.

Ранее компания IonQ показала способность обеспечивать точность двухкубитных операций на уровне 99,99 %. Она уверена, что архитектура поддаётся масштабированию и появление имеющих практическую ценность квантовых компьютеров произойдёт благодаря её разработкам для кубитов на базе ловушек ионов. И это произойдёт в обозримом будущем.

Nvidia представила ИИ-модели для калибровки и исправления ошибок у квантовых компьютеров

Nvidia анонсировала семейство моделей искусственного интеллекта Ising, предназначенных для решения основной проблемы современных квантовых компьютеров — слишком большого числа допускаемых ими ошибок, чтобы эти компьютеры могли использоваться наравне с традиционными.

 Источник изображений: Nvidia

Источник изображений: Nvidia

Лежащие в основе квантовых компьютеров кубиты по своей природе чрезвычайно хрупки и подвержены ошибкам — информационный шум может возникать под действием таких факторов окружающей среды как звуковые возмущения, свет, тепло и влияние других кубитов. Всё это может приводить к декогеренции, то есть потере кубитами необходимого для работы компьютера квантового состояния. В результате в вычислениях возникают ошибки, которые влияют на точность результатов всей системы. Даже лучшие из современных квантовых процессоров допускают одну ошибку примерно на тысячу операций, и чтобы сделать их полезными в научных и корпоративных задачах, данное число необходимо снизить до одной ошибки на триллион операций и даже меньше — и помочь в решении этой задачи способны технологии ИИ.

Первые из двух представленных Nvidia моделей ИИ позволяют вмешиваться в работу квантовых компьютеров на двух этапах: калибровки и декодирования результатов. Сегодня калибровку квантовых компьютеров осуществляют операторы или простые алгоритмы — в обоих случаях точность может страдать, калибровка — занимать несколько дней и недостаточно хорошо масштабироваться. Даже с системой из сотни кубитов задача о калибровке представляется крайне непростой, а для запуска коммерческих квантовых систем их должно быть несколько миллионов. Решать её в Nvidia предлагают с помощью Ising Calibration — визуальной языковой модели на 35 млрд параметров, которая, будучи в 15 раз меньше других подобных систем, автоматизирует процесс калибровки, управляя ИИ-агентами. В результате время на калибровку сокращается от нескольких дней до нескольких часов.

На втором этапе Nvidia предлагает использовать ИИ в предварительном декодировании результатов вычислений на квантовом компьютере — эту задачу компания хочет поручить свёрточной нейросети Ising Decoding. Сегодня значительная часть задачи по декодированию выполняется с помощью библиотеки PyMatching с открытым исходным кодом на Python и C++, в которой используется алгоритм минимально-весового идеального сопоставления (Minimum-Weight Perfect Matching), помогающий выявлять и исправлять ошибки. Ising Decoding совместима с PyMatching и другими декодерами, чью работу она призвана ускорить. Компания разработала два варианта этой модели: один оптимизирован для скорости и выполняет свою задачу в 2,5 раза быстрее альтернативных решений; а второй обеспечивает трёхкратный прирост точности. Кроме того, моделям Ising Decoding требуется в десять раз меньше исходных данных для работы.

В дальнейшем Nvidia планирует расширить линейку Ising новыми моделями. Они будут предназначены доля решения других задач, таких как оптимизация квантовых схем и ПО, управление на системном уровне и создание оптимизированных алгоритмов. Две представленные компанией модели уже используются поставщиками услуг в области ИИ, исследовательскими институтами и университетскими лабораториями.

Google поведёт квантовые компьютеры по гибридному пути: к сверхпроводящим кубитам добавят нейтральные атомы

Подразделение Google Quantum AI объявило о расширении своих исследований в области квантовых вычислений, добавив к уже существующей программе вычислителей на сверхпроводящих кубитах новую платформу — квантовые компьютеры на нейтральных атомах. В компании надеются создать гибридные или взаимосвязанные квантовые компьютеры, берущие лучшее от этих двух технологий.

 Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews

В 2019 году компания Google первой заявила о достижении квантового превосходства — выполнения квантового алгоритма, условно недостижимого на классических платформах. Вычисления были выполнены на квантовой платформе со сверхпроводящими кубитами, с развитием которых компания преуспела к тому моменту и значительно продвинулась в последующие годы. Теперь настало время сыграть на другом поле — войти в сферу квантовых компьютеров на нейтральных атомах.

В блоге компании подчёркивается, что оба подхода дополняют друг друга и ускоряют путь к практическому квантовому превосходству. Сверхпроводящие кубиты уже продемонстрировали масштабирование до алгоритмов с миллионами вентилей при времени когерентности в масштабах микросекунд. Нейтральные атомы, в свою очередь, позволяют создавать массивы до десятков тысяч кубитов с гибкой связью и со временем когерентности в масштабе миллисекунд. К сверхпроводящему масштабу «пространства» добавится масштаб «времени», что позволит обеим платформам сообща эффективнее решать задачи, ранее считавшиеся неразрешимыми.

Для реализации нового направления подразделение Google Quantum AI привлекло ведущего специалиста доктора Адама Кауфмана (Adam Kaufman), который возглавит команду компании по нейтральным атомам в Боулдере, штат Колорадо. Основные направления работы — это адаптация квантовой коррекции ошибок под уникальную комбинацию массивов атомов, продвинутое моделирование и симуляция с использованием вычислительных ресурсов Google, а также создание экспериментального аппаратного обеспечения.

В России начали выпускать высококачественные коаксиальные кабели для сверхпроводящих квантовых компьютеров

Учёные Топливного дивизиона Госкорпорации «Росатом» из АО «ВНИИНМ им. А.А. Бочвара» разработали и запустили производство передовой коаксиальной кабельной сборки, специально предназначенной для сверхпроводящих квантовых компьютеров. Изделие изготовлено из сверхпроводящего ниобий-титанового сплава и предназначено для работы в криостатах при температурах около –273 °C. Эта продукция уже нашла своего потребителя.

 Источник изображения: «Росатом»

Источник изображения: «Росатом»

Уникальная конструкция кабеля обеспечивает минимальные потери сигнала на высоких частотах, низкую теплопроводность и высокую надёжность: кабель выдерживает до десяти циклов термоциклирования без трещин и повреждений. Совместно с партнёрами уже произведено около 200 метров кабеля в двух типоразмерах — он будет испытан на реальных квантовых установках ведущих российских университетов и центров.

В частности, в России сверхпроводящими квантовыми вычислителями занимается Московский физико-технический институт (МФТИ). В прошлом году группа учёных под руководством Дарьи Калачёвой создала и изготовила первый российский квантовый процессор на 40 сверхпроводящих кубитах. Процессор построен по оригинальной топологии, зарегистрированной в «Роспатенте», и уже прошёл предварительное тестирование в стенах института.

Можно утверждать, что российские разработки закрывают потребности в создании и производстве критических компонентов криогенных платформ: от специализированных кабелей для криогеники до непосредственно процессоров с десятками сверхпроводящих кубитов.

В США заложили основу для компактных квантовых чипов на ловушках ионов

Квантовые компьютеры в решении сложных задач обещают значительное превосходство над классическими суперкомпьютерами, но для этого им нужны высокая стабильность и масштабируемость. Это в полной мере относится к системам на ловушках ионов, особенно любимых российскими учёными. Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) нашли возможность повысить стабильность кубитов на ионах и сделать это в масштабе чипа.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT 5.2/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT 5.2/3DNews

Традиционные установки с ловушками ионов полагаются на громоздкое внешнее оптическое оборудование — так называемые оптические столы, что затрудняет реализацию масштабных платформ. Чтобы превзойти это ограничение, учёные из MIT и MIT Lincoln Laboratory разработали фотонные чипы, в которых оптические элементы для управления лазерами изготовлены непосредственно на поверхности микросхем. Более того, интегрированные оптические компоненты помогли на порядок сильнее охладить ионы и повысить стабильность кубитов, что определённо приближает созданием имеющих практическую ценность квантовых компьютеров.

В работе лазерных систем охлаждения существует такое фундаментальное ограничение, как предел Доплера. Лазерные импульсы в виде потока фотонов поглощаются ионами в ловушках, что снижает частоту их колебаний и энергию, а это и есть охлаждение, необходимое для минимизации ошибок при алгоритмической работе кубитов. При этом происходит спонтанное излучение фотонов ионами, что повышает температуру системы. Предел Доплера — это баланс между внешней накачкой, охлаждающей ионы, и внутренним саморазогревом системы. Новая разработка позволила в 10 раз опустить нижнюю границу этого предела, давая возможность сильнее охлаждать ионы в ловушках.

Технически это реализовано в виде изготовления на чипе наноразмерных оптических антенн. Эти антенны должны скрещивать два лазерных луча с разной поляризацией, чтобы на выходе получилось нечто вроде чередования фотонных вихрей. Это называется поляризационно-градиентным охлаждением, при котором колебания ионов в пространстве — потеря ими энергии и охлаждение — происходят намного интенсивнее, чем при прямом облучении. Ранее такое тоже практиковалось, однако реализация схемы на чипе повысила стабильность процесса и обещает более простую масштабируемость в будущем.

Ускоренное и глубокое охлаждение непосредственно на чипе уменьшает зависимость от внешней оптики, облегчает интеграцию большого числа кубитов и улучшает перспективы практического применения квантовых компьютеров. Исследователи планируют продолжить работу над оптимизацией таких систем, рассчитывая дойти до этапа создания квантовых процессоров на ловушках ионов.

Китай вторым после Google шагнул к отказоустойчивым квантовым компьютерам и сделал это элегантно

«Вековая» проблема квантовых вычислителей — рост числа ошибок вместе с наращиванием числа кубитов. Больше кубитов — больше ошибок, что затрудняет масштабирование и появление мощных отказоустойчивых квантовых компьютеров. Год назад Google сообщила, что вместе с новым процессором Willow она первой в мире решила проблему масштабирования, создав процессор с большим числом кубитов и вдвое меньшей вероятностью появления ошибок. Теперь Китай её в этом догнал.

 Источник изображения: University of Science and Technology of China

Источник изображения: University of Science and Technology of China

Команда исследователей из Университета науки и технологии Китая (University of Science and Technology of China) опубликовала в журнале Physical Review Letters работу, которую эксперты уже назвали «впечатляющей». Представленный почти одновременно с Google Willow процессор Zuchongzhi 3 с 107 кубитами (у Willow — 105 кубитов), как и его американский соперник, также показал увеличение числа кубитов с одновременным снижением частоты возникновения ошибок. Тем самым китайская команда заявляет о достижении порога отказоустойчивых квантовых систем — второй в мире и первой вне США.

Более того, китайские разработчики утверждают, что им удалось реализовать более изящное и простое аппаратное решение проблемы коррекции ошибок. Так, если Google в процессоре Willow «подавляет ошибки» короткими импульсами тока, то в китайском процессоре Zuchongzhi 3.2 это происходит беспроводным способом — с помощью микроволнового излучения. В итоге китайская квантовая вычислительная платформа получается проще и эффективнее, а значит, её будет легче масштабировать.

Как и Google Willow, китайский процессор Zuchongzhi 3.2 для коррекции ошибок использует поверхностный код и матрицу с разрядностью d=7. Эксперименты показали, что увеличение числа кубитов привело к снижению частоты появления ошибок с коэффициентом 1,4. Это хороший задел для совершенствования квантовых вычислителей, которых сегодня всё ещё не хватает для решения задач, неподъёмных для классических компьютеров.

В России появился третий 70-кубитовый квантовый компьютер — теперь от МГУ

Сообщается, что учёные физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, участвующие в Квантовом проекте, повысили размерность прототипа квантового вычислителя на одиночных нейтральных атомах рубидия до 72 кубитов. Масштабирование платформы с 50 кубитов до 72 заняло чуть больше года. К 2030 году разработчики обещают увеличить разрядность до 100 или даже 300 кубитов, планируя достичь квантового превосходства в начале 30-х годов.

 Источник изображения: МГУ

Источник изображения: МГУ

Квантовый регистр с новым показателем был реализован научной группой Центра квантовых технологий физического факультета Московского университета в ходе контрольного эксперимента, проведенного в рамках российской дорожной карты по квантовым вычислениям, которой руководит Госкорпорация «Росатом». Точность двухкубитной операции была продемонстрирована на уровне 94 %.

Станислав Страупе, руководитель сектора квантовых вычислений Центра квантовых технологий физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова сказал: «В ходе эксперимента наша научная группа применила новую архитектуру квантового компьютера, особенностью которой является разделение вычислительного регистра на зону памяти для долгосрочного хранения информации, зону взаимодействия, в которой происходят операции, и зону считывания, где осуществляется измерение. В нынешнем контрольном эксперименте были задействованы первые две зоны, третью мы будем развивать на следующем этапе».

«Если к 2030 году будет достигнут масштаб вычислителя в несколько сотен "хороших" кубитов с высокой достоверностью операций, это сделает возможным реализацию логических операций с коррекцией ошибок и запуск уникальных алгоритмов. Это будет граница задач, которые для классического компьютера уже невыполнимы. Иначе говоря, речь будет идти о квантовом превосходстве».

Представленная МГУ платформа — это так называемый оптический стол. В основном это лазерная система, которая используется для охлаждения и управления состояниями атомов. Конкретная реализация опирается на одиночные нейтральные атомы рубидия, которые захватываются оптическими пинцетами (сфокусированными лазерными лучами). Благодаря использованию оптических пинцетов удалось относительно простыми средствами расширить систему до 72 кубитов и продолжить масштабирование в дальнейшем.

Квантовый вычислитель Московского университета вошел в тройку лидеров российских квантовых компьютеров, достигших рубежа в 70 кубитов. Ранее в рамках контрольных экспериментов научными группами Квантового проекта были продемонстрированы 70-кубитный процессор на ионах иттербия и 72-кубитный вычислитель на ионах кальция.

Самый мощный российский квантовый компьютер увеличил разрядность до 70 кубитов

В декабре 2025 года научная группа Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) представила прототип самого мощного российского квантового компьютера на базе ионов иттербия, достигший 70 кубитов. При этом всесторонние испытания 50-кубитового компьютера стартовали летом текущего года, что подчёркивает быстрый прогресс в развитии отечественных квантовых вычислителей.

 Источник изображений: ФИАН

Объёмная ионная ловушка. Источник изображений: ФИАН

Достижение стало ключевым этапом реализации национальной дорожной карты по квантовым вычислениям под эгидой госкорпорации «Росатом». Установка использует цепочку из 35 ультрахолодных ионов иттербия (¹⁷¹Yb⁺), где каждый ион кодирует в себе два кубита, формируя 70-кубитный квантовый регистр.

Технически система основана на ионных ловушках объёмного типа и демонстрирует высокую точности операций: 99,98 % для однокубитных и 96,1 % для двухкубитных. По словам исследователей, 70 кубитов на объёмных ловушках могут являться мировым рекордом для этой технологии. Это позволяет расширять спектр решаемых задач и закладывает основу для практического применения квантовых вычислений в различных отраслях.

В перспективе планируется переход к планарным ионным ловушкам, что поможет для дальнейшего масштабирования платформы. В 2025 году группа продемонстрировала работу однокубитных квантовых операций на таких ловушках.

 Ультрахолодные ионы итербия

Цепочка из 35 ультрахолодных ионов иттербия (70 кубитов)

Добавим, российские учёные активно развивают направление кудитов — многокубитных состояний одиночных регистров (по сути это похоже на запись нескольких бит данных в каждую ячейку памяти). Так, каждый регистр 70 кубитового вычислителя (ионная ловушка или ион в ней) кодирует четыре квантовых состояния — образует кукварт. Такая технология позволяет значительно масштабировать квантовые вычислители, хотя выполнение операций чтения и записи становятся значительно сложнее. Российские исследователи смогли с этим справиться, о чём в остальном мире пока только мечтают.

Да воссияет «Солнце»: представлен передовой квантовый суперкомпьютер Helios с облачным доступом

Компания Quantinuum, один из ведущих игроков в области квантовых вычислений, объявила о коммерческом запуске своей новой квантовой системы Helios. По заявлению компании, это событие знаменует переход квантовых технологий от лабораторных экспериментов к промышленному применению. Helios позиционируется как наиболее точный универсальный коммерческий квантовый компьютер, доступный через облачные сервисы и локально.

 Художественное представление системы Источник изображения: Quantinuum

Художественное представление системы Helios. Источник изображения: Quantinuum

Хотя имя Quantinuum на квантовом рынке появилось лишь в 2021 году, оно имеет свою историю. В том же году квантовое подразделение легенды мира электроники — компании Honeywell (Honeywell Quantum Solutions) — объединилось с разработчиком квантовых сред и приложений — компанией Cambridge Quantum Computing. Так родилась компания Quantinuum, уже имеющая в активе первые работающие у избранных клиентов квантовые системы. Поэтому Helios, олицетворяющий божественный образ Солнца, стал продолжением, а возможно, и кульминацией разработок Honeywell.

Эта компания занималась квантовыми платформами на ловушках ионов. Ионы охлаждаются в специальной герметичной камере до температур, близких к абсолютному нулю, а управляются они лазерными импульсами. Компьютер Quantinuum Helios работает по тому же принципу. Это система на 98 физических кубитах, способная конфигурироваться в 48 логических кубитов с поддержкой исправления ошибок. Соотношение физических и логических кубитов как 2:1 представляется фантастическим и является рекордным в области квантовых компьютеров, где обычно на каждый логический кубит приходятся десятки и даже больше физических кубитов.

Компьютер Helios уже представлен ряду партнёров компании, включая JPMorgan, которая использует его для работы с финансами. В течение двух–четырёх лет Quantinuum обещает представить ещё более мощную систему — Apollo, которая будет располагать тысячами физических кубитов и сотнями логических. Что важно, сегодня компания также выпускает программный пакет Guppy для создания алгоритмов для своих квантовых платформ. Особенность пакета и системы Helios в том, что все созданные для неё алгоритмы можно будет масштабировать для запуска на всё новых системах — на Apollo и последующих. Это тоже ранее небывалый случай: обычно все квантовые алгоритмы уникальны и заточены строго под одну систему.

По всем признакам Helios может стать революционной платформой для мира квантовых вычислений. Но станет ли таковой — это пока открытый вопрос.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Microsoft выпустит суперприложение со всеми ИИ-сервисами Copilot сразу 29 мин.
YouTube представил ИИ-регулировку скорости воспроизведения для нудных подкастов и другие функции 33 мин.
Новая статья: Forza Horizon 6 — в Японию с ветерком. Рецензия 13 ч.
Microsoft проигнорировала баги Windows, а потом пригрозила уголовным делом исследователю за их публикацию 13 ч.
Открытое тестирование мрачного экшена Mistfall Hunter с нестандартной механикой эвакуации стартует 15 июня 13 ч.
OpenAI отправит на пенсию ИИ-модели GPT-4.5 и o3 до конца лета 14 ч.
Gartner: большинство кастомных ИИ-моделей и проектов генеративного ИИ ожидает провал 16 ч.
Fable всё-таки не выйдет в 2026 году — в том числе из-за GTA VI 16 ч.
Ролевая игра The Witch's Bakery подружит геймеров с общительной ведьмой-пекарем из Парижа — релиз намечен на август 18 ч.
Дополнение «Баллады прошлого» к The Witcher 3 станет «прологом» к будущему «Ведьмака» 18 ч.
Учёные создали генератор идеальной случайности — надёжной, как швейцарские часы 26 мин.
Хаос на земле и груды обожжённого металла: опубликованы фото руин стартового комплекса Blue Origin после взрыва 39 мин.
Застрявший в космосе экипаж «Шэньчжоу-21» наконец-то вернулся на Землю на космическом корабле «Шэньчжоу-22» 2 ч.
Робот Boston Dynamics Atlas исполнил футбольный удар «призрачная рабона» и не запутался в ногах 2 ч.
Nvidia, Microsoft и Arm раскрыли координаты анонса чипа N1X для Windows-ноутбуков — ждать осталось недолго 2 ч.
Чтобы построить к 2029 году работоспособный квантовый компьютер, IBM за пять лет потратит более $10 млрд 6 ч.
Тайваньские власти подозревают, что ИИ-чипы Nvidia попадали в Китай через Японию в обход санкций 7 ч.
MediaTek утверждает, что чипы для её клиентов теперь способна упаковывать и Intel 7 ч.
ASRock анонсировала игровые мониторы Taichi и Phantom Gaming на базе QD-OLED и Tandem OLED 12 ч.
Анонсирован 120-мм корпусный вентилятор Eurocase EU-FN120ARGB_8+14 с тихой работой и ARGB-подсветкой 12 ч.