Цивилизация
Ученые из Российского квантового центра и Физического института имени П.Н. Лебедева РАН представили прототип квантового компьютера на ионах. Система разработана из 4 кубитов без наращивания числа ионов, а с применением оригинальной технологии масштабирования квантовых процессоров с использованием многоуровневых носителей информации – кудитов.
В классических вычислительных устройствах вся информация раскладывается на биты (0 и 1), а в квантовых наименьшей единицей информации является квантовый бит (кубит), который может одновременно находиться в обоих состояниях. Количество состояний квантового процессора быстро растет с увеличением числа кубитов, позволяя квантовым устройствам решать вычислительные задачи значительно быстрее классических компьютеров.
Стоит отметить, что существуют и расширенные версии кубитов – кудиты, способные одновременно находиться в 3 (кутриты) и 4 (кукварты) состояниях.
«Для нас это первый значимый результат в работе над дорожной картой по квантовым вычислениям. На созданной базе к концу 2024 года будет построен универсальный квантовый компьютер с облачным доступом. Сегодня платформа на ионах демонстрирует одни из самых интересных результатов, что особенно примечательно, так как 5 лет назад ионы не считались приоритетным направлением развития», — отметил руководитель проектного офиса по квантовым технологиям Госкорпорации «Росатом» Руслан Юнусов.
В ходе эксперимента исследователи захватили в вакуумной камере 2 иона и с помощью лазера провели над ними набор однокудитных операций, двухкубитную операцию внутри кудита, а также операцию по перепутыванию 2 частиц (Мельмера-Соренсона). Таким образом удалось показать, что качество операций между кубитами, связанными в кукварт, превосходит качество операций над независимыми частицами, что в будущем обеспечит более высокое качество реализации квантовых алгоритмов.
«В рамках реализации дорожной карты развития квантовых вычислений Росатом выступает интегратором и координатором взаимодействия ведущих научных центров страны и технологического бизнеса. Одна из наших задач - обеспечение российских ученых всем необходимым, чтобы приблизить ожидаемый технологический прорыв. Результаты по созданию квантового компьютера на ионах свидетельствуют о том, что нам удалось набрать необходимый темп. Безусловно, высокой оценки заслуживает научный коллектив Физического института имени П.Н. Лебедева под руководством Николая Колачевского, а также команда Российского квантового центра.
В целом в 2021 году Росатом направил на развитие квантовых технологий и создание необходимой исследовательской инфраструктуры более 6 млрд рублей - проведена закупка оборудования и комплектация первых лабораторий. Дальнейшая работа продолжится в соответствии с дорожной картой: до 2024 года на создание квантового компьютера суммарно будет направлено более 23 млрд рублей бюджетных и внебюджетных средств», – отметила директор по цифровизации Госкорпорации «Росатом» Екатерина Солнцева.