Ученые Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) завершили серию экспериментов по оценке характеристик первого созданного в России 50-кубитного квантового компьютера на ионной платформе. Статья об этом вышла в ведущем отечественном академическом журнале по физике — «Успехи физических наук».

Само устройство было создано еще в октябре 2024 года за рекордные четыре года (средний показатель продолжительности аналогичных разработок в мире — 15 лет), далее проводили тесты на корректность работы всех его многочисленных взаимосвязанных элементов.

Напомним, за квантовые операции в российском компьютере отвечает цепочка из 25 ионов иттербия (¹⁷¹Yb⁺). Их удерживают лазерами и охлаждают почти до абсолютного нуля. В таком состоянии кубитами управляют посредством лазерных импульсов. Квантовые алгоритмы — это последовательности таких воздействий.

Ионный процессор был применен для решения практически полезных задач — ранее в мире реализовать это никому не удавалось

«На уровне до полусотни кубитов ионные вычислители наиболее совершенные среди квантовых устройств. При их создании одна из самых сложных задач — научиться делать запутывающие операции, для чего нужно заставить кубиты взаимодействовать друг с другом контролируемым образом. Еще один вызов — увеличить число кубитов без потери качества и скорости операций. В ходе тестирования были исследованы ключевые характеристики компьютера: достоверность однокубитных и двухкубитных операций, а также время когерентности — согласованной работы кудитов, до того как их квантовое состояние будет разрушено», — рассказал научный сотрудник ФИАН Илья Заливако.

Кроме того, в процессе испытаний ученые решали задачи, которые в будущем позволят проводить реальные квантовые расчеты, в том числе по алгоритмам Гровера, предполагающим поиск по неупорядоченной базе данных; рассчитывали структуру нескольких молекул и проводили симуляцию ряда динамических систем.

Помимо этого ионный процессор был применен для решения практически полезных задач — ранее в мире реализовать это никому не удавалось. Так, в ходе эксперимента ученые обучили нейросеть сортировать написанные от руки изображения цифр. В будущем такая технология может применяться, к примеру, для быстрого поиска новых эффективных молекул, распознавания лиц, проверки ДНК и для множества других операций.