Создан первый российский прототип 50-кубитного квантового вычислителя — его точность выше 0,998

Развитие квантовых технологий в России активно ведется с 2020 года, когда правительство утвердило стратегическую программу, направленную на создание вычислителей нового поколения. Одной из ключевых целей было создание до конца 2024 года компьютера, содержащего не менее 50 кубитов. Российские исследовательские группы разрабатывают свои квантовые платформы, опираясь на различные технологии, включая нейтральные атомы, ионы, фотонные системы и сверхпроводящие элементы.

Технологическая основа прототипа

Разработанный в Центре квантовых технологий МГУ квантовый компьютер использует принцип захвата отдельных атомов рубидия при помощи оптических пинцетов — сфокусированных лазерных лучей. Кубит кодируется во внутренних степенях свободы этих атомов. Система состоит из лазерного комплекса, который охлаждает атомы и управляет их состояниями, а также вакуумной камеры с оптическим доступом, где создается магнитооптическая ловушка для захвата рубидиевых частиц.

На данный момент ученые могут формировать массив из 50 атомов, управлять отдельными кубитами с точностью более 0,998 и выполнять двухкубитные запутанные операции с точностью свыше 0,9. Такой метод обладает хорошими перспективами масштабирования, что позволяет рассчитывать на создание систем с сотнями и даже тысячами кубитов.

Создание 50-кубитного квантового компьютера стало возможным благодаря десятилетиям научных исследований и подготовке высококвалифицированных специалистов. В дальнейшем ожидается развитие систем коррекции ошибок и увеличение мощности вычислений до 300 кубитов и выше.

Потенциальные сферы применения квантовых вычислений

Сегодня не все возможности квантовых компьютеров изучены, но уже ясно, что они смогут значительно ускорить решение сложных задач, недоступных классическим вычислительным системам. Среди перспективных направлений их применения выделяют:

• квантовую химию — моделирование свойств сложных молекул и материалов для фармацевтики, химической промышленности и материаловедения;

• оптимизацию — улучшение логистических процессов, финансовых стратегий и задач распределения ресурсов;

• криптографию — разработку новых методов шифрования и безопасности данных;

• гибридные вычисления — сочетание классических и квантовых алгоритмов для повышения вычислительной эффективности.

Достижение российских ученых открывает новый этап в развитии квантовых технологий, который должен привести к практическому применению квантовых вычислителей в различных отраслях. В ближайших планах — повышение точности операций и запуск первых полезных алгоритмов, что сделает квантовые вычисления неотъемлемой частью технологического будущего.