Научная группа Квантового проекта из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) представила прототип 70-кубитного квантового компьютера на ионах иттербия. Успешная демонстрация вычислителя прошла в ходе контрольного эксперимента, фиксирующего результат развития установки в рамках реализации российской дорожной карты по квантовым вычислениям, которой руководит Госкорпорация «Росатом».

Исследователи успешно реализовали квантовый регистр, состоящий из 70 кубитов. Также продемонстрирована высокая точность операций: однокубитной на уровне 99,98%, а двухкубитной — 96,1%, сообщили в пресс-службе ФИАН.

Это достижение продолжает цикл открытий российской науки в рамках фундаментальных исследований в области квантовых вычислений. Также оно закладывает основу для расширения спектра задач, решаемых квантовыми вычислителями, и открывает новые перспективы для их применения в различных отраслях промышленности.

Эксперимент, проведенный под руководством директора ФИАН, академика РАН Николая Колачевского, создает базу для последующих этапов работы в части повышения достоверности операций, с которой связана реальная производительность квантовых вычислителей. Планируется, что на горизонте 2030 года в России будут созданы квантовые компьютеры среднего масштаба, использующие эффективные механизмы коррекции ошибок и ориентированные на запуск сложных квантовых алгоритмов для решения прикладных промышленных задач.

Цепочка из 35 ультрахолодных ионов иттербия. Каждый ион кодирует в себе два кубита, формируя 70 кубитный квантовый регистр. Фото: ФИАН им. П. Н. Лебедева РАН

Николай Колачевский, академик РАН, директор ФИАН: «Достижение 70-кубитного уровня квантового вычислителя говорит о том, что мы научились работать со значительным количеством кубитов. Это важно, поскольку для демонстрации полезных алгоритмов требуется большая размерность квантового регистра. Иными словами, по количеству кубитов мы соответствуем мировой динамике (хотя ситуация постоянно развивается, и нам следует оставаться на острие). Вместе с тем мы видим своей важной задачей увеличение достоверности операций. Зарубежные компании проходили этот путь десятилетиями. Нам предстоит его пройти намного быстрее».

«Дорожная карта по квантовым вычислениям реализуется в соответствии с намеченными показателями. „Росатом“ как ответственный за достижение установленных результатов, обеспечивает эффективное взаимодействие всех участников Квантового проекта и четкое исполнение наших обязательств перед государством. С достижением отметки в 70 кубитов и демонстрацией достаточно высокой точности операций мы выходим на новый уровень развития квантовых вычислений, расширяющий пространство для практического применения технологии. В атомной отрасли развернута масштабная программа пилотных проектов по внедрению квантовых вычислений. К нашему „клубу первопроходцев“ присоединяются крупные компании для совместного поиска задач и реализации практического применения квантовых технологий», — рассказала Екатерина Солнцева, директор по квантовым технологиям Госкорпорации «Росатом».

«Мы научились строить квантовые компьютеры и обращаться с большими массивами — это то, что мы уверенно продемонстрировали сегодня. Насколько мне известно, на объемных ловушках, возможно, никто в мире 70 кубитов не продемонстрировал. Достигнутый 70-кубитный показатель — это важный этап перед переходом к планарным технологиям, с которыми связано дальнейшее увеличение мощности ионных квантовых компьютеров. К слову, в этом году в рамках дорожной карты нашей группой был продемонстрирован захват одиночных ионов в планарную ионную ловушку и проведение однокубитных операций в планарных ионных ловушках. Мы очень довольны 70-кубитным результатом, но нацелены на дальнейшую работу по развитию мощности квантовых вычислителей и их практическому применению», — отметил Илья Семериков, научный сотрудник ФИАН.