Российские ученые в ФИАН продемонстрировали выдающееся достижение отечественной науки — квантовый компьютер на 70 кубитах. Основой для этого высокотехнологичного устройства послужила ионная цепочка. Специалистам удалось добиться впечатляющих показателей точности однокубитных операций, которая составила 99,92%.
Старший научный сотрудник ФИАН Илья Заливако пояснил детали уникальной разработки. В системе используется 35 ионов иттербия, в каждом из которых ученые контролируют четыре состояния. По словам исследователя: «Таким образом мы показываем, что у нас есть 35 ионов иттербия. Мы контролируем в них четыре состояния и эта система функционирует как 70-кубитный квантовый компьютер».
Принцип работы созданной машины базируется на коллективных колебаниях ионной цепочки. При воздействии на одну частицу в колебательный процесс вовлекается вся цепь целиком. Общие колебательные моды позволяют частицам эффективно взаимодействовать друг с другом и выполнять необходимые квантовые операции. Для реализации сложных двухкубитных операций применяются специальные лазерные импульсы, направленные на выбранную пару ионов.
Главное отличие российской разработки от стандартных аналогов заключается в инновационной архитектуре кодирования информации. Обычно в мире число кубитов в одной ионной цепочке не превышает 35, так как дальнейшее увеличение цепи усложняет управление. В ФИАН успешно увеличили мощность за счет более плотного кодирования: использование четырехуровневых систем эквивалентно размещению двух кубитов в одном ионе.
Для точного управления состоянием каждой частицы используются два лазерных пучка, способных быстро перемещаться вдоль цепочки и наводиться на конкретный ион. Это обеспечивает независимый контроль всех четырех состояний. Система демонстрирует высокую надежность: точность двухкубитных операций достигает 95,4%. Связанность кубитов реализована по схеме «тройная звезда», что снимает ограничения на взаимодействие только с ближайшими соседями.
В режиме 70 кубитов на полном регистре уже были успешно запущены несколько квантовых алгоритмов, включая алгоритм поиска по базе данных. Разработчики отмечают, что система полностью готова для практического тестирования и оптимизации задач. На данный момент этот передовой компьютер уже используется для проведения вычислений через облачную платформу, сообщает ТАСС.