Развитие квантовых компьютеров в России: новейшие достижения и перспективы

Прежде чем начать, не забудьте подписаться на наш блог и поставить лайк, если вам нравится тематика квантовых технологий!

Квантовые технологии стремительно переходят из научных лабораторий в реальный мир, и по всему миру развернулась гонка за создание мощных квантовых компьютеров. Россия, обладая богатой школой теоретической физики со времён СССР, в последние годы активно включилась в эту гонку. В 2024 году страна достигла психологически важного рубежа, создав прототипы квантовых устройств на 50 кубитах – отметка, которую до сих пор покорили лишь несколько державpostquantum.compostquantum.com. В этой статье мы подробно рассмотрим новейшие квантовые инициативы в России (особенно события 2024–2025 годов), узнаем о ключевых проектах государства, участии крупных корпораций и университетов, деятельности российских квантовых стартапов, а также сравним прогресс России с ведущими странами мира. Наконец, обсудим перспективы и вызовы: что уже достигнуто, чего не хватает и какие уникальные преимущества могут помочь России занять достойное место во «второй квантовой революции». Готовы? Тогда поехали!

Квантовый прорыв 2024 года: 50-кубитные прототипы и новые инициативы

Ещё несколько лет назад российские квантовые прототипы насчитывали лишь 2–4 кубита, но к 2023 году прогресс ускорился. Летом 2023 на «Форуме будущих технологий» Росатом продемонстрировал действующий 16-кубитный квантовый компьютер на ионах, способный запускать алгоритмы моделирования молекул через облачную платформуpostquantum.comtomshardware.com. Это устройство на основе ионов иттербия наглядно показало интерес России к технологии ловушек ионов, где ионы служат кубитами. Учёные буквально «жили в лаборатории три года», чтобы довести прототип до демонстрацииpostquantum.com.

Главной же новостью стал рывок до 50 кубитов в 2024 году. Согласно национальной «Дорожной карте развития квантовых технологий», цель создать квантовый компьютер в диапазоне 30–100 кубитов к 2024 году была успешно достигнутаpostquantum.compostquantum.com. Осенью 2024-го глава Росатома Алексей Лихачёв доложил Президенту, что создан первый отечественный 50-кубитный квантовый компьютер на ионахpostquantum.comthequantuminsider.com. Этот ионный квантовый компьютер разработали учёные Физического института им. Лебедева РАН совместно с Российским квантовым центром (РКЦ)gxpnews.net. А в декабре 2024 другая команда (Москва, МГУ и РКЦ) представила 50-кубитный прототип на нейтральных атомах рубидияpostquantum.comthequantuminsider.com. Таким образом, в России к концу 2024 года действовали уже два экспериментальных квантовых устройства на 50 кубитов – на ионах и на нейтральных атомах. Это вывело страну в «клуб лидеров» наряду с США и Китаем, у которых есть сопоставимые по размеру квантовые процессорыpostquantum.compostquantum.com. Как отметил советник Росатома Руслан Юнусов, достижение планки в 50 кубитов стало «психологически важной отметкой», демонстрируя, что Россия может создавать передовые квантовые технологии даже несмотря на внешние ограниченияpostquantum.comthequantuminsider.com.

Важно, что пока эти системы являются прототипами, и подробные характеристики (точность вычислений, уровень ошибок) публикуются мало. Для укрепления доверия сообщества необходима независимая оценка и публикация результатов в научных журналахpostquantum.compostquantum.com. Тем не менее, факт создания 50-кубитных установок в срок придал российской программе мощный импульс. В интервью конца 2024 года Юнусов подтвердил планы довести масштаб до ~75 кубитов к 2025 году, параллельно работая над повышением точности операций до 99,7–99,9% и снижением ошибок ниже 1%postquantum.comthequantuminsider.com. Достигнуть таких показателей качества крайне важно, ведь без этого квантовый компьютер не сможет решать полезные практические задачи – даже тысячи кубитов бесполезны, если результаты заполнены ошибками. Поэтому сейчас учёные уделяют особое внимание «квантовому совершенству» – улучшению когерентности кубитов, разработке новых материалов для квантовых чипов и внедрению базовых методов коррекции ошибокpostquantum.comthequantuminsider.com.

Параллельно с ростом мощности квантовых процессоров идут успехи и в квантовом софтвере. В 2024–2025 гг. российские специалисты продемонстрировали ряд впечатляющих алгоритмов. Например, группа Алексея Фёдорова (РКЦ и НИТУ МИСИС) разработала квантовый алгоритм на основе генеративного ИИ для ускоренного поиска новых лекарствgxpnews.netgxpnews.net. Этот алгоритм был успешно протестирован на задачах в химии и биотехнологиях и, по словам авторов, может существенно ускорить разработку препаратов. Фёдоров подчеркнул, что важнейшая задача сейчас – найти промышленных партнёров и заказчиков, чтобы внедрять квантовые алгоритмы в реальную практику фармацевтикиgxpnews.netgxpnews.net. Также его команда исследует применение квантовых вычислений в ядерной энергетике, нефтегазовой отрасли и финансах – там, где квантовые алгоритмы оптимизации или симуляции могли бы дать преимуществоgxpnews.net. Этот пример показывает, что Россия старается развивать не только «железо», но и практические квантовые приложения, чтобы квантовые компьютеры не остались игрушками, а начали решать прикладные задачи в экономике.

Отдельно стоит отметить развитие квантовых коммуникаций – сестринского направления квантовых технологий. В 2021 году запущен первый магистральный квантовый канал между Москвой и Петербургом (~700 км), где по оптоволокну передаются защищённые квантовые ключиpostquantum.com. К концу 2024 года в России уже развернуто или строится свыше 5000 км квантовых линий связи, приближаясь к цели 7000 кмpostquantum.com. Эти сети защищают связь банков, государственных учреждений и инфраструктуры с помощью квантового распределения ключей (QKD) – технологии, гарантирующей обнаружение прослушки за счёт законов квантовой физикиpostquantum.compostquantum.com. На крупных форумах демонстрируются практические примеры: ещё на ПМЭФ-2019 РКЦ и QRate провели сеанс видеосвязи между стендами Сбербанка и Газпромбанка, шифруя сигнал с помощью квантовых ключейpostquantum.compostquantum.com. А в начале 2024 года российские и китайские учёные осуществили межконтинентальный квантовый сеанс связи: передача данных с квантовым шифрованием между станциями в Подмосковье и в Урумчи (Китай) через китайский спутник Miciuspostquantum.com. По защищённому квантовыми ключами каналу была отправлена изображение на расстояние 3800 км, что показало перспективу создания глобальной квантовой сети, связывающей, например, страны БРИКСpostquantum.compostquantum.com. Эти успехи в квантовой криптографии демонстрируют, что Россия занимает прочные позиции и в области квантовой коммуникации, двигаясь к цели стать одним из мировых лидеров по защищённым сетям связи.

Подведём итог новостям: несмотря на внешнеполитические сложности, 2024 год стал переломным для российского квантового сектора. Выполнены ключевые цели первой дорожной карты (2019–2024): созданы рабочие квантовые устройства на десятки кубитов, построены тысячи километров квантовых сетей, разработаны передовые алгоритмы. Впереди новый этап – программа 2025–2030 гг., которая должна нарастить масштаб квантовых вычислений до сотен кубитов, вывести на рынок коммерческие квантовые устройства и интегрировать квантовые решения в промышленностьpostquantum.compostquantum.com. Далее мы рассмотрим, благодаря чему Россия достигла этих результатов: какие проекты запущены государством, кто в стране занимается квантовыми технологиями и как выстроена вся экосистема.

Государственная стратегия: программы, дорожные карты и корпорации

В России квантовые технологии официально признаны стратегическим направлением развития. Ещё в 2019 году правительство объявило о крупном финансировании: 100 млрд рублей до 2025 года будет направлено на развитие квантовых технологийqureca.comqureca.com. Эта инициатива стала частью нацпрограммы «Цифровая экономика» и дорожной карты по квантам, предусматривающей создание квантовых компьютеров на 50–100 кубитов и развертывание ~7000 км квантовых линий связи к 2024 годуqureca.com. Координирующей организацией по квантовым вычислениям назначили госкорпорацию Росатом, известную своим опытом в высоких технологиях (атомная энергетика, материалы и др.)postquantum.compostquantum.com. В 2019–2020 гг. Росатом создал специальный проектный офис и запустил федеральную программу по квантовым вычислениям с бюджетом порядка $790 млн (примерно 50–60 млрд руб на тот момент)postquantum.comtomshardware.com. Эти средства пошли на оснащение лабораторий, гранты университетам и создание кооперации между научными центрами.

Национальная квантовая лаборатория (НКЛ) – ключевой инфраструктурный проект Росатома, стартовавший в 2020 году. Это консорциум, объединяющий ведущие вузы и институты: НИТУ МИСИС, МФТИ, МГУ, Физический институт РАН, РКЦ, Сколковский институт и др.postquantum.compostquantum.com. НКЛ возглавил Руслан Юнусов (сооснователь РКЦ и руководитель квантового проекта Росатома). Идея – собрать под одной «виртуальной крышей» разрозненные квантовые группы, дать им современную лабораторную базу и общие цели. В Сколково для НКЛ строятся новый нанотехнологический центр (2000 м²) и лабораторный комплекс 3500 м², чтобы ученые имели доступ к передовому оборудованию – от чистых комнат до криогенных установокpostquantum.com. Программа НКЛ изначально рассчитана на разработку квантовых процессоров на четырёх платформах сразу: сверхпроводящие кубиты, ловушки ионов, нейтральные атомы и фотонные (оптические) квантовые схемыpostquantum.com. Такой многоплатформенный подход (похожий, кстати, на стратегию США и Китая) должен выявить, какая технология окажется наиболее эффективной для разных задачpostquantum.comthequantuminsider.com. В результате к 2024 году в разных лабораториях НКЛ появились прототипы на всех этих направлениях: от 8-кубитного сверхпроводникового чипа до 50-кубитных систем на ионах и атомах. На ближайшие годы запланировано продолжать исследования по всем четырём направлениям, пока практика не покажет лидера.

Помимо Росатома, в национальной стратегии задействованы и другие крупные госструктуры. Ответственной за квантовые коммуникации назначена компания Российские железные дороги (РЖД) – неудивительно, ведь магистральные оптоволоконные линии вдоль ж/д путей отлично подходят для прокладки квантовых каналовpostquantum.compostquantum.com. РЖД вместе с Минцифры и операторами связи (Ростелеком, Транстелеком) реализуют проект «Квантовый интернет» в рамках дорожной карты. А за направлением квантовых сенсоров и метрологии отвечает госкорпорация Ростех (объединяет оборонные и высокотехнологичные предприятия)postquantum.com. Ростех курирует разработки в области высокоточных квантовых измерений: от магнитометров на квантовых эффектах до сверхточных атомных часов. Например, Физический институт РАН при поддержке Ростеха создаёт компактные оптические часы на ионах иттербия для спутников ГЛОНАСС – это значительно повысит точность навигацииpostquantum.compostquantum.com. Если такие квантовые часы установить на новых спутниках, ГЛОНАСС может стать самой точной навигационной системой в мире, что крайне важно и для военных, и для гражданских примененийpostquantum.compostquantum.com.

Чтобы финансировать прорывные НИОКР, в России также создан аналог DARPA – Фонд перспективных исследований (ФПИ). ФПИ еще в 2014–2017 гг. поддерживал первые проекты по квантовым вычислениям, например, выделял гранты МФТИ и МИСИС на создание элементов сверхпроводникового квантового компьютераpostquantum.com. Сейчас ФПИ и Росатом совместно инвестируют в самые рискованные и новаторские идеи – от разработок новых квантовых материалов до экспериментальных «ядерных» кубитов на основе спинов в кристаллахpostquantum.com. Такое государственно-частное партнёрство позволяет продвигать одновременно фундаментальные исследования и их прикладное воплощение.

Важно отметить, что в реализации квантовой программы участвуют ведущие университеты и научные центры страны – они являются головными исполнителями многих проектов. Вот лишь некоторые из ключевых участников:

• Российский квантовый центр (РКЦ) – независимый научный центр в Сколково, созданный в 2010 г. Именно РКЦ стоял у истоков «квантового ренессанса» в России, привлекая молодых учёных (в т.ч. из-за рубежа) и частное финансирование (Газпромбанк и др.)postquantum.compostquantum.com. РКЦ ведёт исследования по всему спектру: квантовые вычисления (теория и эксперимент), квантовая связь, квантовая физика. При РКЦ возникли первые квантовые стартапы (о них ниже), а сам центр стал своего рода мостом между академической наукой и индустриейpostquantum.compostquantum.com.
• Ломоносовский МГУ – на базе МГУ создан Центр квантовых технологий (ЦКТ МГУ) в 2018 году в рамках Национальной технологической инициативыpostquantum.compostquantum.com. МГУ силён в квантовой оптике и теории, его учёные сыграли центральную роль в проекте 50-кубитного компьютера на нейтральных атомахpostquantum.compostquantum.com. Также МГУ традиционно славится школой лазерной физики (Международный лазерный центр), что помогает экспериментам по квантовой связи и фотонике.
• НИТУ МИСИС – один из пионеров квантовых технологий в РФ. Ещё в 2011 году в МИСИС появилась лаборатория сверхпроводниковых кубитовpostquantum.com. Университет участвует в дорожной карте с двух сторон: хостит НТИ-центр квантовых коммуникаций и ведёт проекты по созданию сверхпроводниковых процессоров и квантовых материаловpostquantum.com. Учёные МИСИС участвовали в разработке и нейтрально-атомного компьютера, и квантовых сетевых тестовых площадокpostquantum.com.
• МФТИ (Физтех) – легендарный вуз, где также есть несколько квантовых лабораторий. С 2014 г. в МФТИ работала группа по сверхпроводниковым кубитам, финансируемая ФПИpostquantum.com. Теоретики МФТИ сильны в квантовом алгоритмическом и программном обеспечении, в том числе в квантовой коррекции ошибокpostquantum.com. Кроме того, на Физтехе есть целый департамент по технологическому предпринимательству, который обучает студентов навыкам коммерциализации научных разработок – это как раз то, что нужно для продвижения квантовых стартаповpostquantum.comthequantuminsider.com.
• Институты РАН – множество институтов Российской академии наук задействованы в квантовых проектах. Помимо уже упомянутого ФИАНа (Lebedev Institute) в Москве, который сделал ионные часы и участвовал в создании 16-кубитного ионного компьютераtomshardware.com, активны институты в Новосибирске (Индекс Лазерной физики СО РАН, работает с холодными атомами)postquantum.com, в Черноголовке (Институт физики твёрдого тела РАН – исследования квантовых материалов)postquantum.com, а также многие другие. Присутствие РАН обеспечивает глубокую фундаментальную экспертизу и доступ к уникальной научной инфраструктуре по всей стране.
• Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) – современный научно-образовательный центр, тесно связанный с РКЦpostquantum.com. В Сколтехе работают группы по квантовым алгоритмам (например, лаборатория вариационных квантовых алгоритмов), квантовой фотонике, квантовой оптикеpostquantum.com. Привлечены иностранные учёные по мегагрантам, например, профессор Джейкоб Бьямонте, усиливший направление квантовых алгоритмовpostquantum.com. Сколтех участвовал и в прикладных проектах (оптические часы для ГЛОНАСС, квантовые сенсоры).
• ИТМО (Санкт-Петербург) – ведущий вуз по фотонике и информационным технологиям. В 2019 г. ИТМО выбран базовой площадкой для Национального центра квантового интернетаpostquantum.com. Группы ИТМО разрабатывают протоколы квантовых сетей, технологии передачи запутанности (entanglement swapping) и создают нанофотонные устройства для управления квантовым светомpostquantum.com. Также университет запустил магистерские программы по квантовым технологиям, готовя молодых специалистовpostquantum.com. В Петербурге сильна школа оптики (ГУАП, СПбГУ и др.), что питает исследования в квантовой криптографии и датчиках на базе NV-центров.

Кроме столичных центров, квантовые лаборатории появляются и в регионах. Например, Казанский квантовый центр (КНИТУ-КАИ) работает над квантовой памятью и спектроскопиейpostquantum.com. В Новосибирске НГУ и НГТУ совместно запустили лабораторию квантовых исследований в Сибирском кольцовом центре – с упором на сверхпроводящие технологииpostquantum.com. Таким образом, формируется распределённая сеть компетенций по всей России.

Государство стимулирует и подготовку кадров. С 2020 года НКЛ и Минобрнауки внедряют образовательные программы по квантовым технологиям – от спецкурсов в школах до новых магистратурpostquantum.com. Цель – взрастить “новое поколение технологов”, разбирающихся и в науке, и в бизнесеpostquantum.com. По программе мегагрантов в страну приглашены десятки ведущих учёных (как российских, так и иностранных), которые открыли здесь лаборатории и обучают студентов передовым направлениямpostquantum.com. Это помогает частично компенсировать проблемы утечки мозгов и дать молодым исследователям возможность расти на родине.

Частные компании и стартапы: зарождающаяся квантовая индустрия

Хотя основным «двигателем» квантовых проектов в России выступает государство, постепенно подключается и частный сектор. В отличие от США, где гиганты вроде IBM и Google сами вкладываются в квантовые компьютеры, в России крупный бизнес чаще действует в связке с госпрограммамиpostquantum.compostquantum.com. Тем не менее, за последние годы появились перспективные квантовые стартапы и корпоративные инициативы.

Самый известный пример – компания QRate, основанная выпускниками РКЦpostquantum.com. QRate специализируется на оборудовании для квантовой криптографии. Её разработки – системы для квантового распределения ключей (QKD) по оптоволокнуpostquantum.com. В 2024 году QRate объявила, что её комплекс QKD прошёл полноценные испытания на устойчивость к атакам и готов к сертификации по национальным криптостандартамpostquantum.com. В ходе тестов были обнаружены уязвимости (например, ослепление детекторов), после чего инженеры доработали систему, добавив мониторинг фотопотока и другие контрмерыpostquantum.compostquantum.com. Сертификация ФСБ ожидается в ближайшее время, что откроет QRate дорогу на рынок решений для защищённой связи банков, госорганов и т.д.postquantum.compostquantum.com. История QRate наглядно показывает, как госинвестиции в научный прототип (в РКЦ создавали первые образцы QKD) превращаются затем в коммерческий продукт, готовый к внедрению.

Другой заметный игрок – Terra Quantum. Формально эта компания базируется в Швейцарии, но её основали выходцы из России, и часть R&D ведётся в РФpostquantum.com. Terra Quantum известна работами по квантовым алгоритмам, облачным квантовым сервисам и квантовой криптографии. Несколько лет назад она громко заявила о «прорыве» в квантовом шифровании, хотя тот вызвал скепсис у экспертовpostquantum.com. Из-за геополитических причин Terra Quantum сейчас не афиширует российские корни, однако по сути демонстрирует глобальные амбиции русского квантового талантаpostquantum.com. Компания обслуживает международных клиентов в формате “Quantum-as-a-Service”, предлагая доступ к квантовым вычислениям и консультации. Этот пример показывает, что часть российских специалистов находит применение на мировой арене, создавая квантовые бизнесы за рубежом, но с научными связями с родиной.

Крупные корпорации в России тоже присматриваются к квантовым технологиям. Финансовый сектор проявляет особый интерес: например, Газпромбанк финансировал проект по квантовому машинному обучению (совместно с РКЦ) с бюджетом около €1,4 млн в годpostquantum.compostquantum.com. Банки надеются, что квантовые алгоритмы помогут в оптимизации портфелей, управлении рисками и кибербезопасности. Сбербанк, крупнейший банк РФ, участвовал ещё в демонстрации QKD-сети на форуме 2019 года и продолжает эксперименты с квантовыми коммуникациямиpostquantum.com. Известно, что Сбер и другие банки запускали пилотные проекты по квантовой связи между дата-центрами, чтобы защитить транзакционные каналы на будущееpostquantum.com. Также ходят разговоры, что Сбер интересуется квантовыми вычислениями для сложных финансовых моделей.

В телеком-отрасли Ростелеком активно вовлечён: компания совместно с РЖД и МИСИС развернула упомянутую линию Москва–Питер, а также опытные квантовые сети в Москвеpostquantum.compostquantum.com. Ростелеком видит перспективу в том, чтобы предлагать клиентам услугу «квантовой связи под ключ». В сфере добычи полезных ископаемых крупные госкомпании (Роснефть, Газпром) интересуются квантовыми сенсорами для геологоразведки (сверхчувствительные квантовые магнитометры и гравиметры могут улучшить поиск нефти и газа)postquantum.com. А оборонно-промышленные предприятия под эгидой Ростеха, вероятно, ведут закрытые работы по применению квантовых датчиков в навигации и связи (точных данных мало, но логично ожидать интереса в военной сфере)postquantum.com.

Количество собственно стартап-команд в России пока измеряется единицами, но есть ожидание роста. В дорожной карте 2019 года целевым показателем было появление «нескольких десятков стартапов» к 2024 годуpostquantum.com. Пока счёт скорее на порядок меньше, однако экосистема формируется. Помимо QRate, можно отметить компанию KuSpace – небольшой стартап, который вместе с МИСИС и РКЦ участвовал в экспериментах по спутниковой квантовой связи, предоставляя наземную станцию для приёма квантовых сигналовpostquantum.com. Возможно, появятся новые фирмы, специализирующиеся, скажем, на квантовом ПО, обучении или узких приборах (криоэлектроника, источники единичных фотонов и др.). Росатом и НКЛ объявили, что готовы привлекать команды стартаперов в орбиту своих проектов, обещая им поддержку, доступ к лабораториям и финансированиеpostquantum.com. Такой симбиоз госгигантов и стартапов призван ускорить путь от научной идеи до продукта: государство обеспечивает ресурсную базу и запрос, а маленькие компании – гибкость и предпринимательский духpostquantum.compostquantum.com.

В целом частный сектор РФ в квантовой сфере пока настоятельно мал по сравнению с США или Европой, но понимание важности коммерциализации уже есть. Если сначала упор был на науку, то теперь акцент смещается на «как превратить открытия в решения для рынка». Примечательно, что крупнейшие заказчики – банки, телеком, госкорпорации – с самого начала вовлечены в пилотные проекты. Это гарантирует, что когда технология дозреет, в стране будут готовые клиенты и спрос. К примеру, как только QKD-системы сертифицируются, банки сразу смогут внедрять их для защиты каналов. Такая связка государства, науки и бизнеса – сильная сторона российской модели развития квантовой индустрииpostquantum.compostquantum.com. Правда, впереди ещё много работы, чтобы вырастить полноценную квантовую экономику, насыщенную стартапами и продуктами. Но первые шаги сделаны.

Россия vs мир: сравнение квантового потенциала

Как же выглядит российский прогресс на фоне других стран? Попробуем сравнить по ряду ключевых параметров:

• Объём инвестиций: Российские вложения в квантовые технологии измеряются сотнями миллионов долларов. Общий бюджет программы до 2024 года – около $790 млнpostquantum.com, плюс дополнительные вливания (например, совокупно 100 млрд руб. до 2025 от правительстваqureca.com). Для сравнения, СШАтолько по гослиниям выделили более $1,2 млрд по Акту о квантовой инициативе (2018) и ежегодно финансируют НИОКР через NASA, DOE, NSF и др. А частные американские компании инвестируют ещё больше – Google, IBM, Amazon и стартапы привлекли миллиарды. Китай, по оценкам, потратил свыше $10 млрд на квантовые программыpostquantum.compostquantum.com, включая национальную лабораторию квантовой информации в Хэфэе (~$1 млрд) и множество проектов. ЕС запустил флагманскую программу (€1 млрд на 2018–2028), плюс страны ЕС (Германия, Франция, Великобритания) добавляют свои бюджеты в размере нескольких миллиардов евроpostquantum.com. Канада также считается одним из лидеров: за десятилетие вложено более 1 млрд канадских долларов, а недавно принята Национальная квантовая стратегия с финансированием ~$360 млн и партнёрствами с индустриейqureca.comqureca.com. Таким образом, по деньгам Россия отстаёт на порядок: конкуренты оперируют миллиардами, тогда как у РФ – сотни миллионов. Этот разрыв признаётся и самими российскими экспертами: нужно тратить средства очень разумно, выбирать ниши, где можно добиться результата меньшей кровьюpostquantum.compostquantum.com.
• Квантовые компьютеры: количество и мощность: Здесь сравнение сложно, так как страны соревнуются в разных метриках. Если смотреть по количеству кубитов в прототипах, то у США бесспорный лидер – компания IBM в 2022 году создала чип на 433 кубита (Оспрей), а к 2023–2024 заявляет о планах превысить 1000 кубитов на чипеpostquantum.compostquantum.com. Google имеет 72-кубитный процессор (Bristlecone) и работает над ~100 кубитами с коррекцией ошибок. Плюс в США есть компания IonQ (29 кубитов на ионах), Rigetti (~80 кубитов на сверхпроводниках) и множество других. Китай: университет USTC заявлял о 66-кубитном сверхпроводниковом процессоре Zuchongzhi, а также провёл эксперимент по квантовому превосходству на фотонном компьютере с 76 фотонамиpostquantum.com. То есть по кубитам Китай также в районе 60–70 кубитов в рабочих установках. Европа: тут обычно выступают компании – французская Pasqal имеет 100-кубитные устройства на атомах (правда, без полной универсальности), германские и финские проекты (IQM и др.) создают 20–50 кубитные процессоры. Канада: особняком стоит D-Wave с их квантовыми отжигателями (>5000 кубит, но это другой тип компьютера), и стартап Xanadu, разрабатывающий фотонный квантовый компьютер (чипы на десятки световых мод). На этом фоне Россия с 50-кубитными прототипами вплотную приблизилась к мировым лидерам по размеру квантового компьютераpostquantum.compostquantum.com. Однако важна не только численность кубитов, но и их качество. По универсальности и надёжности пока российские системы уступают, скажем, 127-кубитным чипам IBM, которые доступны через облако и активно тестируются на задачахpostquantum.compostquantum.com. Тем не менее, рывок с 2 до 50 кубитов за несколько лет впечатляет весь мирthequantuminsider.comthequantuminsider.com. Россия применила стратегию «на всех фронтах», разрабатывая несколько типов квантовых компьютеров одновременно – такой централизованный подход может дать результат, хотя и несёт риск распыления ресурсов. В целом по аппаратной гонке РФ сейчас закрепилась в условной третьей позиции после США и Китая, примерно на уровне коллективной Европыpostquantum.com.
• Кадровый потенциал и образование: Исторически у России очень сильная школа физиков и математиков. Многие ведущие мировые специалисты – выходцы из МФТИ, МГУ, Новосибирского университета и т.д. “Советская школа квантовой физики была одной из лучших в мире, и наши молодые выпускники сегодня – специалисты мирового класса,” отмечает Юнусовthequantuminsider.comthequantuminsider.com. Это большой плюс: фундаментальные знания и талантливая молодёжь – основа для прогресса. С другой стороны, «утечка мозгов» остаётся проблемой: десятилетиями лучшие кадры уезжали работать в США, Европу, где зарплаты и условия лучшеpostquantum.compostquantum.com. Квантовая инициатива пытается это изменить – мегагранты, новые лаборатории, международные проекты призваны удержать учёных в стране. После 2022 года отток кадров усилился сложностями с коллаборациями и общей ситуацией, но одновременно у молодых учёных стало меньше возможностей уехать. Так или иначе, США и Европа привлекают специалистов со всего мира открытостью науки и финансированием, и конкурировать с этим сложноpostquantum.compostquantum.com. Китай же делает ставку на массовую подготовку: там создаются десятки центров, выпускающих сотни квантовых PhD, плюс возвращают своих студентов из США привлекательными грантами. Россия взяла курс на точечное привлечение звёзд (по мегагрантам приехали десятки профессоров) и выращивание местных кадров через новые программы вузовpostquantum.compostquantum.com. Уже появляются первые выпускники квантовых магистратур, однако по масштабу кадрового резерва РФ пока уступает (сотни против тысяч специалистов у конкурентов). Важен и предпринимательский талант – тут пока немного людей, умеющих выводить научный квантовый проект на рынок, но университеты (Физтех, ИТМО и др.) начали учить этому студентовthequantuminsider.comthequantuminsider.com.
• Научные публикации и прорывы: Если мерить по числу статей, Европа лидирует (у неё самый большой вклад в квантовую науку за последнее десятилетие)qureca.com, США и Китай тоже публикуют тысячи работ ежегодно. Россия на этом фоне даёт скромную долю, но качественную – ряд статей российских групп появились в ведущих журналах Nature, PRL и т.д. Российские учёные отметились, например, в теории квантовых алгоритмов: концепция “quantum suprematism” (игра слов от квантового превосходства) была предложена командой RQC/Сколтехpostquantum.compostquantum.com. Также заметны работы по квантовой сенсорике – исследования центров NV в алмазах, квантовых магнитометров (группы из РФ публикуют результаты мирового уровня)postquantum.compostquantum.com. Отдельный “прорыв” – эксперимент с китайским спутником, о котором говорилось выше: он показал возможность глобального квантового канала Москва–Пекинpostquantum.com. Конечно, quantum supremacy (квантовое превосходство над классическим компьютером) впервые было достигнуто не в России: в 2019 это сделали Google (53-кубитный процессор), а затем USTC в Китае на фотонах. Но российские команды тоже стремятся к подобным результатам. К слову, открытость данных и публикации – это аспект, где России стоит улучшиться: новые прототипы (16, 20, 50 кубитов) пока мало описаны в публичных источниках, почти нет независимых бенчмарковpostquantum.com. Для признания научного приоритета важно публиковать больше результатов, участвовать в конференциях, доказывать заявленные показателиpostquantum.compostquantum.com. До 2020 года РКЦ регулярно проводил крупную Международную конференцию по квантовым технологиям (ICQT) в Москве, собирая звёзд науки со всего мира – это сильно помогло обмену идеями. Правда, после 2019 г. такие мероприятия в России приостановлены из-за пандемии, а затем и политических факторовpostquantum.com. В перспективе хотелось бы восстановления международных контактов – наука выиграет, если российские и западные учёные снова начнут совместные проекты. Пока же РФ делает ставку на сотрудничество с восточными партнёрами (Китаем, Индией, странами БРИКС) и развитие собственной научной школы.
• Гос. поддержка и инфраструктура: Как мы рассмотрели, в России выстроена централизованная стратегия – прямое кураторство Кремля, единая дорожная карта, назначение ответственных организаций (Росатом, Ростех, РЖД)postquantum.compostquantum.com. В США подход более рыночный: есть Национальная квантовая инициатива, но она распределяет средства между многими университетами, лабораториями, фирмами – и дальше уже конкуренция и сотрудничество сами рождают результатыpostquantum.compostquantum.com. Преимущество российского стиля – меньше дублирования усилий, ресурсы концентрируются на избранных направлениях, все работают под единым “брендом” НКЛpostquantum.compostquantum.com. Например, Европа часто распыляется: разные страны ведут схожие проекты и координация сложнее, тогда как в РФ есть возможность быстро собрать консорциум и всем вместе сделать один большой проектpostquantum.compostquantum.com. Однако минус – меньшая гибкость и риск бюрократии. Когда всё завязано на одном ведомстве, инновации могут тормозиться регулированием или ошибкой в приоритете. Тем не менее, высокий приоритет квантов у руководства страны играет положительную роль: Путин лично интересуется успехами, проводит совещания, ставит амбициозные задачиpostquantum.com. Такой сигнал сверху мобилизует систему – учёные соревнуются за результаты к дедлайнам (как было с 50 кубитами к 2024)postquantum.compostquantum.com. С другой стороны, западная наука выигрывает за счёт международной кооперации и открытых рынков: лучшие приборы, компоненты, идеи стекаются туда, где нет барьеров. У России здесь проблема – санкции и экспортные ограничения затрудняют закупку криооборудования, электроники, лазеровpostquantum.compostquantum.com. Приходится искать замену: что-то можно купить через третьи страны, что-то – разработать самим. Например, выяснилось, что даже криотермостаты (разработки финской BlueFors) теперь не так просто получитьpostquantum.compostquantum.com. Это замедляет исследования. Зато появился стимул развивать собственное приборостроение: в обозримом будущем, вероятно, возникнут отечественные аналоги ключевого оборудования, и Россия добьётся «технологического суверенитета» в квантовой сфереpostquantum.compostquantum.com. Таким образом, сравнивая инфраструктуру, можно сказать: США/Европа сильны благодаря глобальным связям и частной инициативе, Китай – благодаря гигантским ресурсам и плановой мобилизации, а Россия ищет свой путь – централизуя усилия и одновременно полагаясь на традиции фундаментальной науки.

Перспективы и вызовы: на пути к квантовому будущему

Несмотря на значительные достижения, России предстоит преодолеть ряд серьёзных вызовов, чтобы не отстать во второй фазе квантовой гонки. Рассмотрим, чего пока не хватает и что может мешать развитию – а также какие сильные стороны есть в запасе.

Недостаточное финансирование и ресурсы. Как отмечалось, бюджеты российских программ сильно меньше, чем у конкурентов. Это накладывает ограничения: нельзя позволить себе десятки параллельных проектов с неопределённым исходом – каждая ошибка будет болезненной потерей времени и денегpostquantum.com. Нужно расставлять приоритеты и искать *«дешёвые» инновационные подходы. Например, раз нет миллиарда на постройку большого квантового центра, Россия пытается использовать существующие площадки (университеты, РАН) и виртуальные объединения (НКЛ) вместо строительства с нуля – экономия средств. Ограниченность ресурсов мешает и в гонке масштабов: IBM и Google могут ежегодно удваивать число кубитов, имея сотни специалистов и лучшие фабрики, а российские группы физически не успеют за темпом без пропорционального увеличения финансирования. Значит, возможно, придётся сместить акцент с «количества кубитов» на качествоили ниши. Например, не гнаться слепо за 1000 кубитами, а добиться 100 кубитов, но с высокой точностью, или выбрать отдельные задачи (квантовая химия, логистика), где показать квантовое преимущество. Кроме того, для роста проектов необходимо расширять кадровый состав – а это опять же деньги на зарплаты, гранты, обучение.

Санкции, импортозамещение и изоляция. С 2014 года, и особенно после 2022, Россия столкнулась с трудностями в доступе к передовым технологиямpostquantum.com. Квантовые исследования требуют сложного оборудования: высокочистых микросхем, лазеров, фотодетекторов, электроники, криостатов, программного обеспечения. Многое из этого производится ограниченным числом фирм в США, Европе, Японии. Санкции на поставку высокотехнологичных товаров означают, что российским лабораториям сложнее обновлять и обслуживать свою экспериментальную базуpostquantum.compostquantum.com. И хотя квантовые технологии сами по себе – новая область, и прямого запрета на «квантовый компьютер» нет, сопутствующие компоненты могут попасть под ограничения. Учёные признают: «международные ограничения создают значительные трудности», но стараются обходить ихpostquantum.compostquantum.com. Поставщиков ищут в нейтральных странах или развивают собственное производство. Например, в России ещё с советских времён есть оптическая промышленность, умевшая делать лазеры и детекторы – сейчас ей даётся заказ адаптироваться под нужды квантовых экспериментов. Аналогично, возможно, придётся создавать малосерийное производство криоразведчиков или микроэлектроники. Это трудный путь, требующий времени. В краткосрочной перспективе изоляция также бьёт по коллаборациям: западные университеты приостановили многие совместные проекты с РФpostquantum.compostquantum.com. Наука обычно развивается через свободный обмен идеями – если российские учёные выпадают из международного контекста, есть риск дублировать уже пройденное другими или медленнее узнавать о новых методах. Одна надежда – сотрудничество с странами Азии (Китай, Индия) и локальные конференции. Возможно, в будущем политика смягчится и научные связи частично восстановятся (например, через программы ЮНЕСКО или объединения БРИКС)postquantum.compostquantum.com. В любом случае, преодоление технологической зависимости стало для российской квантовой программы не только вызовом, но и стимулом. Как говорят в Росатоме, «технологический суверенитет» в квантовой сфере – теперь одна из целей: разработать свои материалы, свое оборудование, не полагаясь на импортpostquantum.compostquantum.com. Это может дать долгосрочное преимущество, хотя и потребует больших усилий.

Утечка мозгов и кадровый голод. Квантовые технологии — ультранаукоёмкая отрасль, зависящая от наличия талантливых физиков, инженеров, программистов. В России есть сильные университеты, но проблема в удержании выпускников. Многие стремятся в Google, IBM, Huawei, где и платят больше, и есть лучшие условия для исследований. Сейчас международная мобильность усложнилась (визовые и политические ограничения), но всё же отток молодёжи не остановился. Плюс, сократились приезды зарубежных специалистов в Россию. Если эта изоляция затянется, есть риск остаться в кадровом вакууме. Пока что государство пытается мотивировать молодых учёных остаться: создаются новые лаборатории, дают гранты, открывают совместные мастер-программы с индустрией, обещают карьерные перспективы на местеpostquantum.comthequantuminsider.com. Однако нужно также повышать престиж науки и предпринимательства внутри страны. Юнусов отмечал интересный барьер – «в больших компаниях система управления часто не поощряет инновации», менеджеры боятся рисковать, им проще ничего не менятьthequantuminsider.comthequantuminsider.com. Такая культура не способствует тому, чтобы лучшие айтишники, физики шли в новую сложную область. Нужна смена мышления: воспитать поколение технологических предпринимателей, кто не боится сделать стартап, внедрить квантовый продукт в консервативную компаниюthequantuminsider.comthequantuminsider.com. Здесь важна роль образования и позитивных примеров (как тот же QRate). Если удастся сформировать сообщество увлечённых квантовиков, которые верят в дело и видят поддержку, проблема кадров решится.

Необходимость прорыва и конкуренция. В ближайшие 5–7 лет многие страны будут стремиться показать квантовое превосходство в практических задачах. Не исключено, что где-то за рубежом внезапно сделают скачок – например, создадут устойчивый 1000-кубитный компьютер, или реализуют новый тип кубитов. России, чтобы удержаться в лидерах, нужно не только догонять, но и найти свою нишу для рывка. Возможные сильные стороны: квантовая криптография (где РФ уже близка к топ-позициям, имея реальную инфраструктуру связи), квантовая метрология (оптические часы и сенсоры – тут исторически сильны наши институты)postquantum.compostquantum.com. Если, скажем, к 2030 году Россия первая запустит национальную квантовую сеть (связав города и спутники квантовым шифрованием) или внедрит квантовые датчики на флоте и авиации (дающие навигацию без GPS)postquantum.compostquantum.com, это будет весомым достижением даже при отставании по вычислительным кубитам. Другими словами, квантовая революция – не гонка в одном измерении; можно лидировать в одних областях, уступая в другихpostquantum.compostquantum.com. Россия вполне может выбрать стратегию «победить в не-нулевой сумме»: например, не обогнать IBM по кубитам, но сделать лучший в мире квантовый симулятор для химии, или самый протяжённый квантовый канал. Кстати, ставка на безопасность и оборону – отличительная черта российской программы. В то время как на Западе акцент часто на коммерческих приложениях, Россия с самого начала увязала квантовые технологии с нацбезопасностью (Rosatom, Ростех, РЖД/Минобороны вовлечены)postquantum.compostquantum.com. Это гарантирует государственную поддержку, хотя и накладывает гриф секретности на часть работ.

Требование прозрачности и доверия. Чтобы российские достижения признавались мировым сообществом, нужно продолжать политику открытости – публиковать результаты, приглашать независимых экспертов оценивать разработкиpostquantum.compostquantum.com. Пока некоторые анонсы вызывали вопросы (например, о 16-кубитном компьютере поначалу было мало данных, и зарубежные СМИ скептически интересовались, не пропаганда ли это). Однако недавний шаг – предоставление доступа к 16-кубитному устройству через облако для демонстрации молекулярных расчетов – хороший знакtomshardware.comtomshardware.com. Если удастся запустить облачный сервис на 50-кубитном компьютере для исследователей (пусть даже ограниченный), это повысит доверие. В планах как раз есть дать промышленным партнёрам поиграться с квантовым компьютером, как только он будет стабильно работатьpostquantum.compostquantum.com. Также стоит активно участвовать в международных стандартах и консорциумах – в квантовой криптографии, например, нужны общие стандарты безопасности, и российские специалисты могли бы внести вклад.

Преимущества России: В заключение подчеркнём, что при всех трудностях у России есть и сильные стороны, которые дают надежду на успех в квантовой гонке. Во-первых, это богатое наследие фундаментальной науки – крепкая математическая школа, культура решения сложных задач, «связь поколений» от великих учёных прошлого к молодёжи сегодняpostquantum.compostquantum.com. Во-вторых, политическая воля и стратегическая поддержка: квантовые технологии вписаны в государственные приоритеты, финансирование (хоть и скромнее чужого) гарантированно, а результаты востребованы на самом высоком уровнеpostquantum.compostquantum.com. В-третьих, синергия гос и частных усилий: банки, корпорации вовлекаются с самого начала, помогая направлять исследования к реальным потребностям и формируя будущий рынокpostquantum.compostquantum.com. В-четвёртых, нишевые компетенции: Россия сильна в квантовой связи (уже на равных с лидерами по QKD-сетям и сотрудничает с Китаем по спутникам)postquantum.compostquantum.com, а также в сенсорах и метрологии (NV-магнитометры, атомные часы мирового класса)postquantum.compostquantum.com. Эти области могут компенсировать возможное отставание в сверхпроводящих кубитах или литографической базе. Наконец, Россия избрала особую модель развития – не копируя полностью ни Кремниевую долину, ни китайский госкапитализм, а сочетая элементы того и другого. Централизованная координация + открытие новых компаний; ставка на безопасность + стремление к коммерциализации. Если удастся поддерживать этот баланс, то квантовая экосистема сможет устойчиво расти даже под давлением внешних условий.

Перспективы на ближайшие годы выглядят одновременно сложными и многообещающими. План 2025–2030 гг. предполагает создание ~100-кубитного универсального квантового компьютера, который в конкретных задачах превзойдёт суперкомпьютерыpostquantum.comthequantuminsider.com. Для этого параллельно увеличивается число кубитов и радикально улучшается их качество – работа в обоих направлениях уже идётthequantuminsider.comthequantuminsider.com. Появятся новые прототипы, возможно, модульные (из нескольких связок по 50 кубитов) и с элементами коррекции ошибокpostquantum.com. Можно ожидать и дальнейшего расширения квантовых сетей – к 2025 подключат все крупные города в европейской части РФ, а к концу десятилетия, глядишь, построят и спутниковую квантовую сеть, объединившую Россию с дружественными странамиpostquantum.compostquantum.com. Если геополитика позволит, к этому клубу, вероятно, примкнут и европейские страны (иначе Запад будет создавать альтернативную «квантовую НАТО-сеть»)postquantum.com. В сфере сенсоров ожидается переход от прототипов к внедрению: квантовые часы на спутниках, датчики для нефтеразведки, навигационные квантовые гироскопы для флотаpostquantum.compostquantum.com. Каждый такой проект при успехе не только приносит пользу экономике/обороне, но и повышает престиж российской науки.

Конечно, все эти планы сбудутся, только если удастся сохранить темп и преодолеть обозначенные риски. Потребуется устойчивое финансирование (несмотря на кризисы), подготовка новых специалистов, адаптация к санкциям и – хочется верить – постепенное восстановление научных связей хотя бы в нейтральном форматеpostquantum.compostquantum.com. Пока же можно констатировать: за последние пять лет Россия прошла путь от разрозненных лабораторий к слаженной квантовой программе с реальными результатамиpostquantum.compostquantum.com. Впереди – новая глава квантовой гонки. Будут новые вызовы, но и новые открытия. Возможно, уже скоро услышим о первом решённом квантовым компьютером важном научном или промышленном задании. Россия стремится к этому рубежу вместе с лидерами. Если удастся сочетать сильные стороны – научную смекалку, государственный приоритет и умение работать вопреки ограничениям – то у нашей страны есть все шансы остаться ключевым игроком надвигающейся квантовой эры, со своим уникальным вкладом в будущее технологий. Как говорится, поживём – увидим, кто первым достигнет заветного квантового превосходства!