Технологии

Успешно завершены испытания квантового компьютера, превосходящего все зарубежные аналоги

10 Июля 2025

Новостной сайт Физического института имени П.Н. Лебедева Российской академии наук информирует о том, что учёные института успешно завершили испытания 50-кубитного квантового компьютера, разработанного на основе технологии холодных ионов.

Понадобилась серию экспериментов, чтобы оценить ключевые характеристики первого отечественного 50-кубитного компьютера, созданного по технологии холодных ионов. Результаты исследования были опубликованы в журнале «Успехи физических наук».

Разработка этого компьютера стала частью проекта «Квантовые вычисления», который стартовал в 2020 году под эгидой Госкорпорации «Росатом». Несмотря на то, что проект начался с нуля, разработчикам удалось достичь значительных результатов и создать систему, которая не уступает, а по некоторым параметрам даже превосходит аналогичные зарубежные аналоги.

В основе работы российского компьютера лежит использование цепочки из 25 ионов иттербия (¹⁷¹Yb⁺). Ионы удерживаются лазерами и охлаждаются почти до абсолютного нуля. Управление кубитами осуществляется с помощью лазерных импульсов, а квантовые алгоритмы представляют собой последовательности таких воздействий.

Как отметили специалисты, ионные вычислители являются наиболее совершенными среди квантовых устройств при работе с количеством кубитов до полусотни. Одной из ключевых задач при их создании является разработка методов управления кубитами таким образом, чтобы они могли взаимодействовать друг с другом контролируемым образом. Кроме того, необходимо увеличивать количество кубитов без потери качества и скорости работы.

В ходе тестирования были исследованы ключевые характеристики компьютера, такие как точность однокубитных и двухкубитных операций, а также время когерентности — время, в течение которого кубиты сохраняют своё квантовое состояние.

Одной из особенностей российского подхода является использование куквартов — систем, в которых ион может находиться не в двух, а в четырёх состояниях одновременно. Это позволяет обрабатывать больше информации и использовать более сложные квантовые алгоритмы.

Для реализации такой архитектуры учёные Физического института имени П.Н. Лебедева предложили ряд оригинальных научных и технических решений. В частности, был разработан новый метод защиты кудитов (ионов с более чем двумя кубитами) от декогеренции, которая может привести к разрушению квантового состояния. Также были внедрены новые методы охлаждения ионов и фильтрации шумов лазера.

В процессе испытаний были использованы задачи, которые в будущем позволят проводить реальные квантовые вычисления. В частности, были реализованы алгоритмы Гровера, которые предполагают поиск в неупорядоченной базе данных, рассчитаны структуры нескольких молекул и проведены симуляции динамических систем.

Кроме того, учёные Физического института имени П.Н. Лебедева стали одними из первых в мире, кто применил ионный процессор для решения практических задач. В ходе эксперимента они обучили нейросеть распознавать рукописные изображения цифр. В дальнейшем эта технология может быть использована для поиска новых эффективных молекул, распознавания лиц, анализа ДНК и других операций.

«Разработанный в нашем институте квантовый компьютер — это не просто экспериментальный прототип, а полноценная платформа для проведения исследований и решения задач. Следующий этап развития системы будет связан с повышением точности операций и времени когерентности. Кроме того, мы продолжаем изучать новые подходы к использованию кудитов, в которых мы являемся одними из лидеров в мире. Также мы работаем над масштабированием устройств и их серийным производством», — отметил директор Физического института имени П.Н. Лебедева, академик РАН Николай Колачевский.

Он подчеркнул, что создание коммерческих квантовых компьютеров должно стать следующим этапом развития проекта. Для этого необходимо уменьшить размеры устройств и автоматизировать их работу. Кроме того, серийные компьютеры должны быть более надёжными и не требовать постоянного обслуживания.


Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Telegram-канал

 

Короткая ссылка:  vestnik-glonass.ru/~yGOPh
11.07.2025
Стремительное развитие беспилотных летательных аппаратов на малой высоте в качестве нового вида транспорта стало мощным стимулом для развития рынка. Однако появление беспилотников «чёрного полёта», которые не передают информацию о своём местоположении, создало новые риски для безопасности гражданской авиации, защиты частной жизни граждан и других аспектов общественной безопасности.
10.07.2025
По данным, полученным от Космического командования США, новый российский космический аппарат серии «Космос», который находится на низкой околоземной орбите, находится в опасной близости от неизвестного американского правительственного спутника.  Американские военные опасаются, что космические аппараты «Космос» могут быть использованы в качестве противоспутникового оружия (ASAT).
09.07.2025
Китай представил новый тип усовершенствованной графитовой бомбы — нелетальное, но очень разрушительное оружие, предназначенное для вывода из строя электростанций и погружения больших территорий во тьму, при этом не вызывая физических разрушений.
08.07.2025
Когда дело доходит до квантовых технологий (КТ), инвестиции растут, а прорывы множатся. Организация Объединенных Наций объявила 2025 год Международным годом квантовой науки и технологий, отмечая 100-летие с момента первоначальной разработки квантовой механики. КТ набирают широкую популярность.

СТАТЬИ ГЛОНАСС

НАВИГАЦИОННОЕ ПРАВО. Отрасль ли или фикция?
В юридической науке и нормотворческой практике применяется широко термин «отрасль права/отрасль законодательства». Одни теоретики их отождествляют, то есть полагают синонимами. Другие, различая право и закон, полагают их различными. То есть соотносящимися как содержание и форма. Практикам-«неюристам» эта дискуссионность неинтересна. Для них важен качественный нормативный документ как инструмент повседневной деятельности. Но на деле этот кажущийся схоластическим вопрос имеет вполне земное значение, касающееся каждого из нас. Особенно ярко это проявляется в сфере навигации, когда уже поголовно все население, исключая грудничков, обладает смартфонами, а значит, потенциально все эти владельцы – «субъекты персональной навигации». О классическом транспорте и субъектах еще более 50 видов экономической деятельности говорить не приходится. Не будет преувеличением сказать, что «география» применения навигационной информации, как продукта одного конкретного вида экономической деятельности, стала самой широкой в жизнедеятельности общества, обогнав связь и энергетику.