В начале недели научная группа, работающая над Квантовым проектом при Физическом институте имени П.Н. Лебедева РАН (ФИАН), продемонстрировала прототип квантового компьютера на ионах иттербия, насчитывающего 70 кубитов. Контрольный эксперимент, подтверждающий эффективность разработанной установки, был успешно проведен в рамках реализации российской дорожной карты по квантовым вычислениям, координатором которой выступает Госкорпорация «Росатом».
Ученым удалось создать квантовый регистр, включающий 70 кубитов. Кроме того, показана высокая точность выполнения операций: для однокубитных операций она достигает 99,98%, а для двухкубитных — 96,1%.
Данное достижение является частью цепочки открытий, сделанных российской наукой в процессе фундаментальных исследований в сфере квантовых вычислений. Кроме того, оно создает предпосылки для увеличения перечня задач, которые способны решать квантовые компьютеры, и предоставляет дополнительные возможности для их использования в разнообразных секторах экономики.
Проведенное исследование закладывает основу для дальнейших шагов, направленных на увеличение надежности вычислений, что напрямую влияет на фактическую производительность квантовых компьютеров. Ожидается, что к 2030 году в России будут разработаны квантовые вычислительные машины среднего уровня, использующие усовершенствованные методы исправления ошибок и предназначенные для реализации сложных квантовых алгоритмов с целью решения практических задач в различных отраслях промышленности.
Руководителем эксперимента выступил директор ФИАН, академик РАН Н.Н. Колачевский.
Николай Колачевский, академик Российской академии наук и директор Физического института им. П.Н. Лебедева: «Достижение 70-кубитного уровня квантового вычислителя свидетельствует о том, что мы овладели технологией работы со значительным количеством кубитов. Это является ключевым фактором, поскольку для демонстрации эффективных алгоритмов необходима большая размерность квантового регистра. Другими словами, по числу кубитов мы находимся на уровне мировых тенденций (хотя ситуация постоянно меняется, и нам важно не отставать). Вместе с тем, увеличение надёжности выполняемых операций представляется нам важной задачей. Зарубежные компании прошли этот этап за многие годы. Нам же предстоит сделать это в гораздо более сжатые сроки».
Екатерина Солнцева, возглавляющая направление квантовых технологий в Госкорпорации «Росатом»: «Реализация дорожной карты по квантовым вычислениям осуществляется в соответствии с запланированными показателями. «Росатом», ответственный за достижение поставленных целей, обеспечивает согласованную работу всех участников Квантового проекта и своевременное выполнение наших обязательств перед государством. Достижение порога в 70 кубитов и демонстрация высокой точности операций позволяют нам перейти на новый этап развития квантовых вычислений, что открывает больше возможностей для практического использования технологии. В атомной отрасли запущена масштабная программа пилотных проектов, направленных на внедрение квантовых вычислений. К числу компаний-новаторов присоединяются крупные предприятия для совместного определения задач и практической реализации квантовых технологий».
Илья Семериков, научный сотрудник Физического института им. П.Н. Лебедева РАН: «Нам удалось создать квантовые компьютеры и освоить работу с обширными данными – это то, что мы убедительно показали сегодня. Насколько мне известно, в мире пока никто не продемонстрировал аналогичные результаты с использованием объемных ловушек, содержащих 70 кубитов. Достигнутый 70-кубитный показатель представляет собой значимый этап на пути к переходу к планарным технологиям, которые позволят существенно увеличить мощность ионных квантовых компьютеров. В этом году, согласно нашей дорожной карте, наша группа показала захват отдельных ионов в планарную ионную ловушку и выполнила однокубитные операции в планарных ионных ловушках. Мы вполне удовлетворены достигнутым 70-кубитным результатом, однако стремимся к дальнейшему совершенствованию мощности квантовых вычислителей и их практическому применению».
Предоставлено Отделом по связям с общественностью Физического института им. П.Н. Лебедева РАН