Цепочка из 35 ультрахолодных ионов иттербия. Фото: ФИАН РАН.
тестовый баннер под заглавное изображение
Команда исследователей создала физическую систему 70 управляемых кубитов, способную поддерживать суперпозицию и запутанность с высокой точностью операций (до 99,98 процента) еще в декабре прошлого года. Таким образом, она побила свой же собственный 50-кубитный рекорд, достигнутый в середине 2024 году. Познакомить с новым чудом технической мысли журналистов позвали только на этой неделе.
Лабораторный вариант 70-кубитного компьютера основан на цепочке из 35 заряженных атомов ионов иттербия-171, «подвешенных» в вакуумной камере при помощи электромагнитного поля. Ионы удерживаются в трехмерной ловушке на расстоянии друг от друга в 5 микрон (1 микрон равен 0,001 миллиметра). В ионной ловушке частицы охлаждаются почти до температуры абсолютного нуля, и их состоянием можно манипулировать при помощи высокооткалиброванных лазерных импульсов. Меняя таким образом их состояние между 0 и 1, ученые заставляют ионы взаимодействовать друг с другом, выполняя квантовые логические операции, необходимые для сложных алгоритмов. Преимуществом фиановцев является выполнение не только однокубитных, но двухкубитных (перепутанных между двумя ионами) операций.
Главное преимущество квантовых систем по сравнению с классическими компьютерами – в том, что в отличие от двоичного кода (бита), который может принимать значение «0» или «1», они могут одновременно находиться в состояниях 0 и 1, то есть, в кубите, или в состоянии суперпозиции, одновременно представляющей оба значения с определёнными вероятностями. Но и это не все, – высшим пилотажем в квантовых вычислениях сегодня являются расширенные версии кубитов под названием «кудиты» (от quantum d-digit). Это единицы квантовых компьютеров, способные хранить и обрабатывать информацию не только в двух состояниях, как обычные кубиты, а в трех, четырех или более состояниях одновременно.
В настоящее время Россия находится в тройке передовых стран, ведущих вычисления с помощью новой «кудитной» архитектуры.
Активное использование кудитов российскими специалистами позволяет им упрощать схему квантового компьютера, так как для решения сложных задач требуется меньше элементов (кудитов) по сравнению с кубитами.
Несмотря на то, «квантовый компьютер», как явление, пока находится в новорожденном состоянии и по качеству вычислений уступает обычному, он «взрослеет» с каждым годом и уже достигает заметных результатов. Так, самый мощный на сегодняшний день американский квантовый компьютер Helios работающий на 98 ионах бария, продемонстрированный компанией Quantinuum в конце 2025 года, уже способен решать некоторые задачи лучше классического суперкомпьютера.
Справка «МК». Квантовые компьютеры развиваются в России, как и во всем мире, сразу на четырех разных квантовых платформах: на нейтральных атомах, фотонах, сверхпроводниках и ионах. Специалисты уверены, что разнообразие подходов позволит достичь максимальных результатов для различных областей вычислений.
