Учёные из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН представили революционную разработку — 50-кубитный квантовый компьютер на холодных ионах. Эта система, созданная в рамках дорожной карты «Квантовые вычисления» Росатома, использует уникальные кудиты (кубиты с четырьмя состояниями), что сравнимо с переходом от 2-битной к 4-битной ячейке памяти в классических компьютерах.
В основе компьютера — цепочка из 25 ионов иттербия, охлаждённых почти до абсолютного нуля. Управление кубитами осуществляется с помощью лазерных импульсов. Особенность системы — использование кудитов, что позволяет запускать сложные алгоритмы без увеличения числа физических кубитов.
Нам удалось решить две ключевые проблемы: контролируемое взаимодействие кубитов и защиту от декогеренции/
Уже сейчас система решает реальные задачи:
- Поиск в неупорядоченных базах данных (алгоритм Гровера)
- Расчёт молекулярных структур
- Обучение нейросетей (например, для распознавания рукописных цифр)
В перспективе технология может использоваться для анализа ДНК, разработки новых материалов и решения других сложных вычислительных задач.
Как отметил директор ФИАН Николай Колачевский, следующий этап — создание коммерческих версий компьютера. Для этого предстоит решить задачи по повышению точности операций, увеличению времени когерентности и разработке компактных решений для серийного производства.
Эта разработка не только укрепляет позиции России в квантовой гонке, но и открывает новые горизонты для всего научного сообщества. Полные результаты исследования опубликованы в журнале «Успехи физических наук».
