Исследователи из Российского квантового центра (РКЦ) совершили значительный прорыв в квантовых вычислениях, представив ионный квантовый компьютер с уникальной архитектурой. В его основе лежат «кусепты» – семиуровневые квантовые ячейки, которые позволили создать процессор, эквивалентный 72 кубитам. Этот успех выводит российских ученых в элиту мировых команд с аналогичными технологиями.
Классические компьютеры используют биты (0 или 1), а квантовые – кубиты, которые могут быть одновременно и 0, и 1. Увеличение количества кубитов можно достигать не только числовым ростом, но и добавлением уровней. Такие ячейки называются кудитами. В новом процессоре на основе 26 ионов кальция впервые в России реализованы семиуровневые кудиты – кусепты, которые могут хранить значения от 0 до 6, значительно увеличивая информационную плотность.
Под руководством Кирилла Лахманского в рамках национального квантового проекта была разработана совокупность уникальных технологий, включая специализированные лазерные системы, сложную оптическую архитектуру и усовершенствованное программное обеспечение. Испытания процессора показали рекордную точность операций: 99,92% для однокубитных и 96,5% для двухкубитных гейтов.
Максим Острась, генеральный директор РКЦ, отметил, что развитие квантового компьютера – это не просто «увеличение числа кубитов». Важным шагом была выбрана многоуровневая архитектура (кудитов), доказавшая свою эффективность и позволившая создать прототип, эквивалентный 72 кубитам, избегая технологических ограничений.
Кирилл Лахманский подчеркнул, что главное преимущество процессора на кусептах заключается в легкости и гибкости его масштабирования. Вычислительную мощность можно увеличивать как за счет добавления уровней у кудитов, так и за счет включения новых ионов. Это открывает путь к практическому применению.
Команда планирует повысить точность вычислений, перейдя на поверхностные ионные ловушки для индивидуального контроля над ионами. В начале следующего года ученые намерены использовать новый процессор для решения задачи комбинаторной оптимизации (MaxCut), что имеет огромное значение для логистики, проектирования сетей и других областей.
Источник: Хайтек+