Российские физики создали прототип квантового компьютера на ионах

Boykov / Shutterstock
Универсальный квантовый компьютер обещают построить к концу 2024 года.

Ученые из Российского квантового центра и физического института имени П. Н. Лебедева разработали прототип квантового компьютера на ионах, сообщает пресс-служба Росатома.

Исследователи разработали систему из четырех кубитов, не наращивая число ионов, а применив технологию масштабирования квантовых процессоров с использованием кудитов (многоуровневых носителей информации). В ходе эксперимента ученые захватили в вакуумной камере два иона и с помощью лазера провели над ними набор однокудитных операций, двухкубитную операцию внутри кудита, а также операцию по перепутыванию двух частиц Мёльмера — Соренсона.

Установлено, что качество операций между кубитами, связанными в кукварт, превосходит качество операций над независимыми частицами. Российские физики построили систему из двух куквартов, что полностью эквивалентно четырем кубитам.

«На созданной базе к концу 2024 года будет построен универсальный квантовый компьютер с облачным доступом. Сегодня платформа на ионах демонстрирует одни из самых интересных результатов, что особенно примечательно, так как пять лет назад ионы не считались приоритетным направлением развития», — заявил глава проектного офиса Росатома по квантовым технологиям Руслан Юнусов.

До 2024 года на создание квантового компьютера суммарно будет направлено более 23 млрд руб. бюджетных и внебюджетных средств. В 2021 году Росатом направил на эти цели более 6 млрд рублей, их потратили на закупку оборудования и комплектацию первых лабораторий.

В классических вычислительных устройствах вся информация раскладывается на биты — 0 или 1, тогда как в квантовых наименьшей единицей информации является квантовый бит (кубит), способный одновременно находиться в обоих состояниях сразу — и 0, и 1. Количество состояний, в которых находится квантовый процессор, быстро растет с увеличением числа кубитов за счет возможности связывать их между собой. Эта особенность позволяет квантовым устройствам решать различные вычислительные задачи на порядки быстрее, даже чем суперкомпьютеры. Существуют и расширенные версии кубитов. Это кудиты, способные одновременно находиться в трех состояниях (кутриты) или в четырех состояниях (кукварты).