Опрос
|
реклама
Быстрый переход
В поисках фермионов Майораны: учёные вновь усомнились в технологии квантовых вычислений Microsoft
24.06.2026 [21:05],
Сергей Сурабекянц
Новая критика в научном журнале Nature поднимает вопросы о заявленном Microsoft в прошлом году прорыве в области квантовых вычислений, который лёг в основу обещания компании представить к 2029 году полноценно работающую квантовую систему. Пока конкуренты используют более изученные квантовые технологии, Microsoft уже двадцать лет пытается совершить прорыв в науке, делая ставку на гипотетические частицы — фермионы Майораны. 
Источник изображения: unsplash.com В теории квантовые компьютеры смогут решать научные проблемы и проблемы кибербезопасности, недоступные для обычных машин. Они стали приоритетом для администрации США, которая инвестировала $2 млрд ради создания работающей квантовой системы к 2028 году. Как и другие крупные технологические компании, такие как IBM и Google, Microsoft разрабатывает собственный квантовый компьютер. Но в то время как конкуренты создают машины на основе более изученных квантовых технологий, Microsoft пытается совершить прорыв в науке, разрабатывая совершенно иную технологию. В прошлом году Microsoft объявила о революции в сфере квантовых вычислений. По словам компании, её специалисты разработали и воплотили в «железе» абсолютно новый принцип кубитов, который ранее никем не был реализован. В основе квантового процессора Majorana 1 («Майорана 1») задействованы гипотетические частицы — фермионы Майораны. 
Источник изображений: Microsoft Фермионы Майораны существуют лишь в теории — эти частицы ещё не были зарегистрированы в экспериментах, и их обнаружение будет равнозначно получению Нобелевской премии по физике. Но в последние годы физики научились создавать квазичастицы, близкие по свойствам к фермионам Майораны. Это облака из сверхохлаждённых электронов, которые называют «модами нуль-энергии». Квазичастицы образуются в присутствии топологического проводника — материала, обладающего проводимостью только по поверхности. Для создания кубитов на основе майорановских фермионов был предложен модернизированный классический джозефсоновский переход — структура, состоящая из двух сверхпроводников с изолятором между ними. Однако вместо второго сверхпроводника использовался топологический материал. Научные усилия Microsoft вызвали скептицизм. Две ранее поддержанные Microsoft статьи были отозваны из журнала Nature, а редакторы отметили возможные проблемы ещё в двух других статьях. В официальном ответе на критику компания заявила, что поддерживает свои исследования и что её квантовая программа добивается практического прогресса, несмотря на любые опасения. Microsoft заявила, что ранее отозванные статьи в Nature были написаны вне её лабораторий, и она не проверяла данные в них перед публикацией. В официальной статье, опубликованной в феврале 2025 года в журнале Nature, Microsoft обошла стороной вопрос открытия фермионов Майораны, она лишь утверждала, что разработала специальное программное обеспечение для обнаружения мельчайшего зазора в топологическом проводнике, что даёт теоретическую возможность создать более долговечные и полезные кубиты. Эта статья стала основополагающей для всех последующих квантовых разработок Microsoft.  Тем не менее, она подверглась критике со стороны преподавателя квантовой физики в шотландском Университете Сент-Эндрюс Генри Леггом (Henry Legg). По мнению Легга, программное обеспечение Microsoft «дало противоречивые и неверно представленные результаты». Он заявил, что более широкий набор данных, опубликованный Microsoft, но не включённый в рецензируемую статью, показал случайный шум без чётких доказательств наличия зазора, который, как утверждала Microsoft, она обнаружила. Физик из Университета Питтсбурга Сергей Фролов также считает, что «ни Microsoft, ни кто-либо другой не заложили основу, где было бы ясно, что эти [основанные на фермионах Майораны] достижения правдоподобны, посредством серии надёжных экспериментов». По его мнению, существует лишь ряд статей, которые постоянно оспариваются на самом базовом уровне. В ответ Microsoft сообщила, что программное обеспечение является «практическим инструментом настройки» для поиска подходящих мест размещения кубитов на чипах. Куратор разработки квантового оборудования Microsoft Четан Наяк (Chetan Nayak) заявил, что код работает достаточно хорошо и регулярно используется для настройки чипов, выполняющих операции квантовых вычислений. «Это почти как спорить о том, возможен полёт или нет. А потом вы стоите рядом с самолётом, — сказал Наяк. — Так почему бы вам не запрыгнуть в него и не прокатиться?» Трамп распорядился к 2028 году построить в США мощный квантовый компьютер
23.06.2026 [12:04],
Павел Котов
Президент США Дональд Трамп (Donald Trump) накануне распорядился ускорить создание мощного квантового компьютера для научных исследований и принять меры по защите государственных систем от связанных с этим киберугроз. Мера направлена на укрепление позиций США в гонке с Китаем за технологию, которая может произвести революцию в науке и кибербезопасности. 
Источник изображения: Dynamic Wang / unsplash.com Трамп подписал два указа, один из которых направлен на защиту правительственных систем от кибератак с использованием квантовых компьютеров: к 2030–2031 гг. их решено перевести на постквантовую криптографию. Квантовые компьютеры используют законы физики таким образом, что некоторые задачи в области обработки информации выполняются гораздо быстрее, чем на современных суперкомпьютерах. Они способны взламывать средства шифрования, которые защищают компьютеры от агрессивных кибератак. Угрозы отражают, какую важность администрация Трампа придаёт обеспечению США лидерства в квантовой гонке с Китаем — эти технологии могут способствовать прогрессу в области искусственного интеллекта, материаловедения и химии, а также в области кибербезопасности. Указ содержит требование к Пентагону развернуть квантовые датчики к 2028 году — они способны помочь самолётам ориентироваться в зонах боевых действий, где нарушена работа глобальных систем позиционирования; а при размещении на спутниках их можно будет использовать для обнаружения подземной активности прямо из космоса. В мае министерство торговли объявило о приобретении долей в размере $2 млрд в девяти компания, занимающихся квантовыми вычислениями, в том числе было создано совместное предприятие с IBM. Один из указов также направлен на укрепление международного сотрудничества в области защиты интеллектуальной собственности и пере безопасности для цепочки поставок «в свете того, что конкуренты и противники стремятся подорвать экономическую и национальную безопасность США», — заявили в Белом доме. Ведомствам предписано разработать планы по развёртыванию квантовых датчиков и сетей в течение ближайших пяти лет. IMEC создала первый квантовый чип на High-NA EUV — квантовые компьютеры готовят к массовому производству
16.06.2026 [10:03],
Геннадий Детинич
Бельгийский исследовательский центр IMEC показал на ITF World 2026 прототип квантового чипа, выпущенного с применением High-NA EUV-литографии — экстремальной ультрафиолетовой литографии с высокой числовой апертурой. Это первое созданное таким методом устройство с кубитами на квантовых точках. Только развитая система производства кремниевых чипов способна породить масштабируемые и полезные квантовые компьютеры, а классике придётся потесниться. 
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews В демонстрационном образце были использованы кремниевые спиновые кубиты, в которых квантовая информация кодируется в спиновом состоянии электрона, удерживаемого в квантовой точке. Подобной архитектурой также занимается компания Intel, для которой кремний и электроны привычнее и понятнее, чем сверхпроводящие кубиты, кубиты на нейтральных атомах или в ионных ловушках. Акцент в разработке IMEC сделан на сокращении расстояния между квантовыми точками и, как следствие, между управляющими их состояниями затворами. Сканер High-NA EUV позволил создать кремниевые структуры с зазором всего 6 нм — это несколько десятков атомов кремния. Такие плотные структуры нужны для более сильной и управляемой связи между соседними квантовыми точками (читай — кубитами): при уменьшении зазоров взаимодействие между ними резко возрастает. Для квантовых чипов это важно не меньше, чем для обычных транзисторов: требуется не просто создать отдельный кубит, а формировать массивы с высокой плотностью и повторяемостью, малым разбросом параметров и контролируемой геометрией затворов. До сих пор подобные структуры часто изготавливались с использованием электронно-лучевой литографии: она точна, но плохо подходит для массового и экономически масштабируемого производства. Сканеры High-NA EUV, напротив, создавались для производства передовой логики, процессоров и ускорителей ИИ, поэтому IMEC рассматривает их как наиболее простой путь к переносу квантовых устройств из лаборатории на полупроводниковые производственные линии. Ставка делается на то, что кремниевые спиновые кубиты можно будет совместить с уже существующей экосистемой КМОП-производства: литографией, контролем процессов, корпусированием, гибридной разводкой и 3D-интеграцией. 
Источник изображения: IMEC Однако сама миниатюризация кубитов решает только часть задачи. Для отказоустойчивого квантового компьютера потребуются не сотни, а, вероятно, миллионы физических кубитов, потому что коррекция ошибок резко увеличивает их число. Поэтому IMEC параллельно работает над криогенной CMOS-электроникой управления (наподобие SoC Intel Horse Ridge), соединением управляющих и квантовых модулей при сверхнизких температурах, снижением теплопереноса и электрического шума. Все эти проблемы уходят корнями в необходимость сопрягать классические компьютеры с квантовыми платформами, что ведёт к неизбежному появлению толстенных пучков «лиан» — кабелей, соединяющих одну платформу с другой, при необходимости создания температурного барьера между ними. Поэтому чем больше классической электроники удастся перенести в холодильник, тем проще будут будущие системы. Кстати, необходимость значительно большего количества взаимных связей между спиновыми кубитами по сравнению с транзисторами создаёт проблему разводки и соединений внутри квантовых чипов. Это подводит к необходимости решать сложнейшие задачи системной инженерии. Это снова роднит производство классических и квантовых чипов, но уже на уровне проектирования. Тем самым IMEC находит много общего между производством классического кремния и квантовых устройств, утверждая (но это пока далеко не факт), что развитая экосистема производства полупроводников — идеальная и естественная база для скачка в эру квантовых компьютеров. Это радует, но производственная база не резиновая, и с разделением «имущественных прав» могут возникнуть… неудобства. Новая статья: Для чего на самом деле нужны квантовые компьютеры
12.06.2026 [00:03],
3DNews Team
Данные берутся из публикации Для чего на самом деле нужны квантовые компьютеры D-Wave пообещала создать к 2032 году универсальный квантовый компьютер — лучший, чем у других
02.06.2026 [14:35],
Геннадий Детинич
Компания D-Wave, отдавшая без малого три десятка лет развитию платформ квантового отжига и почти достигшая квантового превосходства в этой сфере, резко меняет курс в сторону универсальных квантовых компьютеров на основе гейтов. Теперь ей предстоит догнать Google, IBM и других разработчиков, что компания обещает сделать быстро и даже изящно, используя весь накопленный опыт в создании квантовых вычислителей. 
Источник изображений: D-Wave Отныне D-Wave представляет себя как «двухплатформенную» квантовую компанию: она будет развивать сразу два направления — уже коммерчески доступные системы на базе квантового отжига и перспективные квантовые компьютеры на основе гейтов (вентилей). Платформы на основе квантового отжига предназначены для задач оптимизации, моделирования материалов и отдельных ИИ-задач, а вентильная модель обеспечит более универсальные вычисления, в частности в области квантовой химии, молекулярного дизайна, новых систем хранения энергии и других сферах. В новой для себя области сверхпроводящих гейтов компания делает ставку на сверхпроводящие dual-rail-кубиты, или кубиты с «двухрельсовой» компоновкой. На практике это означает, что квантовое состояние каждого кубита будет как бы размазано по паре связанных резонаторов. Подобная архитектура позволяет выявлять ошибки кубитов на их собственном уровне без использования схем и алгоритмов коррекции ошибок. «Разногласия» в каждой паре резонаторов (в каждом кубите на этой архитектуре) будут проявляться сами собой исходя из физических принципов работы связки. Это позволит, не мудрствуя лукаво, выявлять и устранять до 90 % ошибок физических кубитов, что значительно сократит потребность в физических кубитах для построения каждого надёжного логического кубита. Компания уже имеет чёткий план реализации задуманного. Так, в 2026 году D-Wave хочет представить систему на 17 физических кубитах, где логическая ошибка будет возникать в два раза реже физической. В 2027 году — систему на 49 физических кубитах с ожидаемым 20-кратным снижением частоты ошибок. В 2028 году — систему на 181 физическом кубите с 2000-кратным снижением частоты возникновения ошибок. Это будет уже фактически прототип будущего отказоустойчивого квантового компьютера.  Затем, в 2030 году, планируется система на 10 логических кубитах для первых отказоустойчивых алгоритмов, а в 2032 году — уже на 100 логических кубитах. Последняя система сможет выполнять алгоритмы с порядком миллиона операций и станет первым универсальным безошибочным квантовым компьютером компании. Поскольку предложенная ею архитектура двухрельсового кубита позволяет создавать логические кубиты с использованием сравнительно малого числа физических кубитов, квантовые вычислители D-Wave будут одними из самых простых и надёжных в мире, как считают в компании. Отдельно D-Wave рекомендует использовать для оценки эффективности квантовых вычислителей показатель «лямбда» — скорость, с которой снижается частота возникновения ошибок при добавлении новых механизмов коррекции. По мнению компании, в индустрии сейчас типичны значения Lambda около 2, когда каждый шаг коррекции примерно вдвое уменьшает вероятность ошибки, а D-Wave обещает довести этот показатель до 10, то есть добиться десятикратного снижения вероятности возникновения ошибок на каждом шаге совершенствования архитектуры. Если D-Wave сдержит обещание, это станет настоящим прорывом в создании квантовых вычислителей — достаточно компактных и неплохо масштабируемых, с чем сегодня всё ещё очень и очень сложно. Выпущена первая в мире игра для квантового компьютера — квантовый гейминг может попробовать каждый
30.05.2026 [10:29],
Геннадий Детинич
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 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
30.05.2026 [06:48],
Алексей Разин
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 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
24.05.2026 [12:42],
Дмитрий Федоров
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 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 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 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
15.05.2026 [10:23],
Геннадий Детинич
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 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 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
09.05.2026 [11:43],
Геннадий Детинич
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 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
02.05.2026 [13:54],
Геннадий Детинич
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 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
23.04.2026 [15:07],
Геннадий Детинич
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 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
16.04.2026 [10:27],
Павел Котов
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 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
25.03.2026 [21:20],
Геннадий Детинич
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 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
04.02.2026 [13:54],
Геннадий Детинич
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» 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. |
© 1997—2026 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
