Ученые Российского квантового центра и Физического института им. П. Н. Лебедева РАН первыми в России создали 50-кубитный квантовый компьютер. Разработку вели в рамках дорожной карты развития высокотехнологичной области «Квантовые вычисления», координатором которой выступает Госкорпорация «Росатом».
Работу провела научная группа Российского квантового центра (РКЦ) и Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН). Экспертную поддержку реализации Дорожной карты оказывает Российская академия наук. В институте есть две молодежные лаборатории, созданные по национальному проекту «Наука и университеты».
Универсальный квантовый вычислитель на ионной платформе с 50 кубитами в настоящий момент является самым мощным квантовым компьютером в России. Доступ к нему осуществляется через облачную платформу, с помощью которой могут быть запущены базовые квантовые алгоритмы.
Созданный квантовый компьютер базируется на уникальной кудитной технологии, которую российские ученые начали использовать третьими в мире, после Австрии и США.
«Всего четыре года назад самым высоким показателем в стране были два кубита. Сегодня 50 кубитов это лучший результат, но не единственный — мы показали прототипы квантовых компьютеров на четырех платформах, — сказал сооснователь Российского квантового центра Руслан Юнусов. — И это лишь первый шаг на пути к масштабному внедрению квантовых вычислений. В рамках дорожной карты до 2030 года мы займемся разработкой промышленных квантовых компьютеров».
Достижение 50-кубитного результата заняло у научной группы четыре года. Средний показатель продолжительности аналогичных исследований в мире составляет 15 лет. Таким образом, скорость развития российского квантового проекта является одной из самых высоких в мире.
«Все ключевые технологии для нашего квантового компьютера мы сделали сами. Также в нём довольно много оригинальных идей. Например, наша ионная ловушка выполнена из меди. Насколько мы знаем, ни в одной лаборатории в мире никто такого не делает, — отметил один из разработчиков 50-кубитного квантового компьютера Илья Семериков, руководитель группы „Масштабируемые ионные квантовые вычисления“ РКЦ, заведующий лабораторией „Распределённые квантовые технологии для решения задач машинного обучения“ ФИАН. — У нас есть понимание, почему мы действуем так, а не иначе, что позволяет нам двигаться достаточно быстро. Также очень важно, что у нас есть свой технологический стек. Мы прототипируем все необходимые нам компоненты очень быстро, а течение недель или месяцев. Это позволяет нам не сбавлять темп».
Финансирование исследований в рамках дорожной карты «Квантовые вычисления» ведется государством и госкорпорацией Росатом на паритетной основе: общий объем финансирования, предусмотренный на реализацию результата в 2020–2024 годах, составляет 24 млрд рублей, из них 12 млрд — средства федерального бюджета, а более 12 млрд — внебюджетные средства Госкорпорации.
Развитие высокопроизводительных российских квантовых вычислителей при координации Росатома будет продолжено по федеральному проекту «Развитие перспективных технологий» национальной программы «Экономика данных». При этом внимание будет уделено как развитию характеристик квантовых компьютеров, так и созданию условий для их практического применения в экономике страны.
В 2020 году разработки ионных квантовых компьютеров в России начинали с нуля. Впервые российский квантовый компьютер был представлен Президенту России в июле 2023 года на первом Форуме будущих технологий (ФБТ). Это был 16-кубитный компьютер на ионах. Уже на втором ФБТ в феврале 2023 года был продемонстрирован 20-кубитная машина. Менее чем за год ученые увеличили количество кубитов более чем в два раза — до 50. Согласно дорожной карте, этот показатель должен быть достигнут до конца 2024 года.
Сейчас ученые ведут работу над улучшением качества работы квантовых операций и реализации квантовых алгоритмов.
