Представлены первые российские криостаты для квантовых компьютеров

МОСКВА, 9 сентября. /ТАСС/. Российские ученые официально представили серийные отечественные криостаты сверхнизких температур, не уступающие по ключевым параметрам аналогичным зарубежным машинам, которые используются для охлаждения сверхпроводниковых квантовых компьютеров. Разработка отечественных физиков уже используется в работе квантового процессора Snowdrop, установленного на территории МГТУ имени Баумана, сообщил директор "Квантум Парка" МГТУ Илья Родионов.

"Криостаты перестали продавать в Россию довольно давно, еще в 2018 году, и у нас возникла необходимость создать их аналоги, необходимые для дальнейшего развития квантовых и фотонных технологий в России. В сотрудничестве с ВНИИА имени Духова и индустриальными партнерами нам удалось решить эту задачу в самые сжатые сроки, всего за три года", - пояснил Родионов.

Как отметил исследователь, российские ученые начали работу над созданием криостатов в августе 2022 года, и уже к концу 2022 года у них был готов первый прототип. Год назад физикам удалось выйти на целевые показатели и достигнуть уровня или даже превзойти две популярные зарубежные установки - британский и финский криостаты ICE Oxford 1k и Bluefors 400, способные охлаждать компоненты квантовых компьютеров и других устройств до температур порядка десятых долей градуса Кельвина и до нескольких десятков милликельвинов.

Недавно ученые завершили сборку рабочих прототипов криостатов, один из которых сейчас используется для охлаждения разработанного в МГТУ квантового процессора Snowdrop-4Q на базе четырех плавающих кубитов-трансмонов. Проведенные опыты подтвердили стабильную работу систем охлаждения и квантовой вычислительной системы на протяжении нескольких недель в рамках бета-тестирования созданной в МГТУ системы облачных квантовых вычислений.

Российские системы охлаждения для квантовых компьютеров

По словам Родионова, на "облачном" квантовом компьютере уже были проверены несколько популярных тестовых квантовых алгоритмов, в том числе алгоритм Гровера, а также его сейчас активно используют в режиме тестирования 13 организаций-партнеров МГТУ. В частности, исследователи из "Газпромнефти" применили Snowdrop-4Q для решения задач, связанных с сейсмологией, а специалисты ВНИИА имени Духова использовали его для симуляции физических процессов, в которых российский процессор оказался сопоставим с квантовым процессором IBM.

Как отметил Родионов в беседе с корреспондентом ТАСС, криостаты можно также использовать для охлаждения других типов сверхпроводящих квантовых компьютеров, построенных на базе иных архитектур и элементной базы, в том числе адиабатических вычислительных систем, квантовых подобий классических аналоговых компьютеров. Российские ученые уже работают над созданием подобных квантовых технологий, а также создают новую версию чипа Snowdrop на базе восьми кубитов. По словам физика, разработанные криостаты обладают достаточной охлаждающей мощностью для обеспечения работы нового поколения сверхпроводниковых квантовых компьютеров.

"В прошлом развитие квантовых вычислений в России проходило на базе наших алгоритмов, технологий и идей, но для их воплощения в жизнь использовалось иностранные приборы. То, что сделали наши коллеги из МГТУ - одна из ключевых систем, которая в принципе позволяет работать сверхпроводниковым квантовым процессорам. Это не просто важное научное достижение, а большой шаг к приобретению настоящего технологического суверенитета", - подытожил генеральный директор Фонда перспективных исследований (ФПИ) Максим Вакштейн.