Учёные Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) провели серию исследовательских экспериментов на российском 50-кубитном квантовом компьютере. Установка разработана одним из подразделений ГК «Росатом» в рамках дорожной карты «Квантовые вычисления».
Квантовый компьютер построен на технологии холодных ионов. Для вычислений используется цепочка из 25 ионов иттербия, которые удерживаются в ловушке с помощью лазеров и охлаждаются до околонулевых температур. Управление кубитами осуществляется с помощью лазерных импульсов.
Ключевая особенность установки — использование кудитов, способных находиться одновременно в четырёх состояниях, в отличие от классических кубитов, ограниченных двумя. Это позволяет обрабатывать больше информации. Учёные ФИАН также предложили ряд решений для совершенствования технологии — в том числе методы охлаждения, подавления шумов и защиты от декогеренции.
В ходе экспериментов в ФИАН реализовали алгоритмы Гровера для поиска по неупорядоченным базам данных, рассчитали структуру нескольких молекул и провели симуляции динамических систем. Кроме того, были проведены эксперименты по обучению нейросетей решению прикладных задач — например, распознаванию рукописных цифр.
По итогам работы участники проекта опубликовали статью в журнале «Успехи физических наук».
«Разработанный в нашем институте квантовый компьютер — это не просто экспериментальный прототип, а полноценная платформа для проведения исследований и решения практических задач. Следующий этап развития системы связан с повышением точности операций и увеличением времени когерентности. Помимо этого, мы продолжаем изучать новые подходы к использованию кудитов, где остаёмся одними из мировых лидеров. Также осваиваем методы масштабирования и серийного производства устройств», — отметил директор ФИАН, академик РАН Николай Колачевский.
