Учеными Московского университета и Российского квантового центра в рамках дорожной карты «Квантовые вычисления» создан первый в России прототип 50-кубитного квантового вычислителя на одиночных нейтральных атомах рубидия. Прототип был протестирован 19 декабря 2024 г. в рамках контрольного эксперимента. Об этом CNews сообщили представители МГУ.
В 2020 г. Правительством России была утверждена дорожная карта развития высокотехнологичной области «Квантовые вычисления». Одной из целей дорожной карты было создание до конца 2024 г. квантового вычислителя мощностью не менее 50 кубитов. При этом в России есть несколько научных групп, которые развивают свои прототипы на разных технологических платформах: нейтральных атомах, ионах, сверхпроводниках и фотонах. Прототип квантового компьютера Центра квантовых технологий (ЦКТ) физического факультета МГУ основан на одиночных нейтральных атомах рубидия, которые захватываются оптическими пинцетами (сфокусированными лазерными лучами). Кубит кодируется во внутренних степенях свободы этого одиночного атома.
«Наш прототип — это оптический стол, большую часть которого занимает лазерная система, которая используется для охлаждения и управления состояниями атомов и для создания массива оптических пинцетов, система со сверхвысоким вакуумом и оптическим доступом. В этой вакуумной системе мы создаем магнитооптическую ловушку, в которую захватываем атомы из паров рубидия и охлаждаем лазером. А потом из холодного облака газа захватываем одиночные атомы в сфокусированные оптические микроловушки. В настоящий момент в Центре квантовых технологий МГУ мы можем создавать квантовые регистры из 50 атомов, расположенных в упорядоченном массиве, реализовывать операции над одиночными кубитами с точностью более 0,998 и запутывающие двухкубитные операции с точностью более 0,9. Нейтральные атомы в оптических пинцетах — хорошая система с точки зрения перспектив масштабирования, нам более-менее понятно, как дойти от систем из десятков кубитов к сотням и даже тысячам кубитов», — сказал руководитель сектора квантовых вычислений Центра квантовых технологий физического факультета МГУ Станислав Страупе.
Работоспособность этой системы, а также возможность подключаться к ней удаленно с помощью облачной платформы была продемонстрирована в рамках контрольного эксперимента 19 декабря 2024 г., который зафиксировал успешное выполнение заявленных в дорожной карте показателей. Работы были выполнены в рамках договора между физическим факультетом МГУ и Российским квантовым центром (РКЦ).
«Результаты, полученные в рамках дорожной карты, стали возможными благодаря многолетним исследованиям, которые велись в Центре квантовых технологий МГУ имени М.В. Ломоносова. За последние 10 лет здесь сформировался коллектив высокопрофессиональных специалистов — в основном, из числа студентов, аспирантов и выпускников физического факультета Московского университета», – сказал научный руководитель Центра квантовых технологий МГУ, профессор физического факультета МГУ Сергей Кулик.
Это достижение является заделом для развития этой системы до уровня 300 и более кубитов, реализации коррекции ошибок и логических кубитов, которые запланированы на следующих этапах работ уже в рамках нового национального проекта и новой дорожной карты. В ближайших планах ученых Центра квантовых технологий физического факультета МГУ – работа по увеличению точности операций и запуску полезных алгоритмов.
Поделиться
