Квантовый компьютер на кусептах
Команда ученых из Российского квантового центра (РКЦ) во главе с Кириллом Лахманским создала ионный квантовый компьютер на кусептах. Квантовая система, эквивалентная 72 кубитам, оперирует сразу семью уровнями квантовых состояний, сообщили CNews представители РКЦ.
Это первое такое устройство в России. Для него были разработаны специализированные лазерные системы и сложная оптическая архитектура, а также усовершенствована управляющая электроника и программное обеспечение.
Эксперименты продемонстрировали точность однокубитных операций на уровне 99,92%, а двухкубитных — 96,5%. Обеспечить индивидуальный контроль каждого иона и дополнительно повысить точность вычислений исследователи планируют за счет интеграции поверхностных ионных ловушек.
Уровни квантовых состояний
Обычно квантовые компьютеры оперируют кубитами, способными находиться в двух состояниях одновременно — и 0, и 1. Многоуровневые квантовые кубиты называют кудитами. Каждый их них имеет отдельное название в зависимости от числа уровней — кутриты (три уровня), кукварты (четыре уровня). В процессор, созданном в РКЦ на основе 26 ионов кальция, реализованы семиуровневые кудиты — кусепты, способные принимать значения от 0 до 6.
«Развитие квантового компьютера не сводится к механическому наращиванию числа кубитов. Уже на ранних этапах команда должна думать наперед о том, как выбранная архитектура будет масштабироваться в будущем и не приведет ли она к технологическому тупику», — отметил Максим Острась, генеральный директор Российского квантового центра.
Многоуровневые состояния позволяют плотнее кодировать данные в физических носителях и запускать более сложные и комплексные квантовые алгоритмы. Таким образом, возрастает мощность квантового процессора и операции могут производиться значительно быстрее.
Близость практического применения
«Чем более сложные квантовые системы мы создаем, тем ближе подходим к их практическому применению в индустрии», — сказал Лахманский. А ключевое преимущество процессора на кусептах, по его словам, заключается именно в удобстве масштабирования — вычислительную мощность можно наращивать как за счет увеличения числа уровней кудитов, так и за счет числа ионов.
В декабре 2025 г. CNews писал о том, что группа квантового проекта из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) достигла уровня в 70-кубитов при создании квантового компьютера на ионах иттербия. Спустя всего несколько дней стало известно, что ученые физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова повысили размерность прототипа квантового вычислителя на одиночных нейтральных атомах рубидия до 72 кубитов.
Первый в России 50-кубитный компьютер, построенный по технологии холодных ионов, испытал ФИАН в июле 2025 г. До этого первый 12-кубитный российский квантовый процессор был запущен в МФТИ, в январе 2024 г.
Поделиться
