Ученые представили 1-й в РФ 50-кубитный квантовый компьютер на холодных атомах

Специалисты Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова и Российского квантового центра представили первый в стране прототип 50-кубитного квантового вычислителя на одиночных холодных атомах. Об этом сообщила пресс-служба МГУ.

Правительство РФ в 2020 году утвердило дорожную карту развития высокотехнологичной области «Квантовые вычисления». Одна из ее целей — создание до конца 2024 года квантового вычислителя мощностью не менее 50 кубитов. В России эту задачу реализуют несколько научных групп, развивающих прототипы на разных технологических платформах: нейтральных атомах, ионах, сверхпроводниках и фотонах. Созданный вычислитель основан на одиночных нейтральных атомах рубидия, которые захватываются оптическими пинцетами (сфокусированными лазерными лучами). Контрольный эксперимент, позволивший протестировать прототип суперкомпьютера, состоялся 19 декабря, уточнили в вузе.

«Учеными Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова и Российского квантового центра в рамках дорожной карты „Квантовые вычисления“, которую координирует госкорпорация „Росатом“, создан первый в России прототип 50-кубитного квантового вычислителя на одиночных нейтральных атомах рубидия», — сообщили в МГУ.

Прототип суперкомпьютера представляет собой оптический стол, большую часть которого занимает лазерная система, используемая для охлаждения и управления состояниями атомов, а также система со сверхвысоким вакуумом и оптическим доступом, уточнил руководитель сектора квантовых вычислений Центра квантовых технологий физического факультета МГУ Станислав Страупе.

«В настоящий момент в Центре квантовых технологий МГУ мы можем создавать квантовые регистры из 50 атомов, расположенных в упорядоченном массиве, реализовывать операции над одиночными кубитами. <…> Нейтральные атомы в оптических пинцетах — хорошая система с точки зрения перспектив масштабирования, нам более-менее понятно, как дойти от систем из десятков кубитов к сотням и даже тысячам кубитов», — пояснил ученый, чьи слова приводит пресс-служба университета.

К суперкомпьютеру можно подключаться удаленно с помощью облачной платформы. Работоспособность системы во время контрольного эксперимента оценили представители Росатома, Физического института им. П. Н. Лебедева РАН и ряда других организаций.

«Результаты, полученные в рамках дорожной карты, стали возможными благодаря многолетним исследованиям, которые велись в Центре квантовых технологий МГУ имени М. В. Ломоносова. За последние 10 лет здесь сформировался коллектив высокопрофессиональных специалистов — в основном, из числа студентов, аспирантов и выпускников физического факультета Московского университета», — отметил научный руководитель Центра квантовых технологий МГУ, профессор физического факультета вуза Сергей Кулик, слова которого приводятся в сообщении.

В МГУ отметили, что результат можно рассматривать в качестве «задела для развития этой системы до уровня 300 и более кубитов». В ближайших планах ученых — работа по увеличению точности операций и запуску полезных алгоритмов.

«Результат, полученный Центром квантовых технологий Московского университета, — это важный шаг к достижению технологического суверенитета нашей страны. Фокус завершающейся в этом году дорожной карты по квантовым вычислениям — разработка квантовых вычислителей. На новом этапе важно начать практическое применение квантовых инноваций. Атомная отрасль уже запустила программу пилотных внедрений квантовых вычислений. Мы рассчитываем на синергию в этой области усилий Росатома и научных коллективов страны, включая ЦКТ МГУ имени М. В. Ломоносова», — сказала, в свою очередь, директор по цифровизации госкорпорации «Росатом» Екатерина Солнцева, которую цитирует пресс-служба университета.