18 декабря 2025 года в России был испытан созданный учёными Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) при поддержке госкорпорации «Росатом» прототип квантового 70-кубитного компьютера – на ионах иттербия. Это серьёзное достижение отечественной науки, создающее базу для последующих работ по созданию к 2030 году более мощных образцов, ориентированных уже на решение прикладных задач с использованием сложных алгоритмов обработки информации. Тот, кто понял написанное выше дальше даты, – хотя бы, до слова «прототип», – уже молодец, но на этом останавливаться не будем. Про «кубиты» и «квантовый компьютер» тоже что-то нужно понять.
Мир меняется и в ближайшем будущем данные термины будут встречаться всё чаще.
«Кубит» это, в принципе, аналог бита, – минимального объёма информации, «ячейки», содержащей «0» или «1». Однако кубит не имеет отношения к памяти. Запоминающие устройства на квантовой базе пока не реализованы. Речь идёт о разрядности процессора. Семьдесят кубитов это 2^70 различных квантовых состояний, принимаемых конструкцией из атомов иттербия.
Кубит аналог бита, но – не полный. Ибо компьютер квантовый. Можно сказать, что в каждой из «ячеек» запрятан кот. Тот самый, знаменитый – Шрёдингера. Он жив и мёртв одновременно, но с разной вероятностью. Пребывает в суперпозиции состояний. Причём, измерение состояния одного атома ведёт к мгновенному коллапсу волновых кошек во всех связанных атомах. Вероятности реализуются, и кубиты принимают определённые значения… По сути, атомы срабатывают, как транзисторы, собранные в логические схемы. Что позволяет проводить вычисления.
Преимущества квантового компьютера должны быть понятны. Миниатюризация дальше просто не идёт. Устройство имеет характерные для микромира размеры, и, что ещё более важно, соответствующее потребление энергии. Биткоины можно будет майнить вообще бесплатно, что, – особенно учитывая не ограниченное быстродействие процессора (состояния меняются мгновенно) – приведёт к тому, что криптовалюты коллапсируют, как волновые функции. Учитывать, впрочем, следует, что всё вышеуказанное касается пока только процессора. Прочие части компьютера будут существовать и работать по законам макромира, что наложит определённые ограничения.
Тем не менее, потенциально, реализованное на квантовой базе вычислительное устройство по производительности равное человеческому мозгу окажется не больше песчинки… Атомы меньше клеток. Это уже не «нано», а «пикотехнологии». О чём-то таком фантазировал Станислав Лем.
К недостаткам же квантового компьютера относится то, что в микромире правит вероятность. И сделать с этим ничего нельзя. Последнее означает, что, при введении в одну из ячеек «единицы», всегда остаётся шанс, – больший или меньший, в зависимости от относительного расположения атомов, – что она сработает как «ноль». Набор статистики, впрочем, позволяет достичь любой желаемой точности вычислений. На данный момент достигнутая точность операций: однокубитной на уровне 99,98%, а двухкубитной – 96,1%.