В России впервые провели кубитные операции на планарных ионных ловушках

Учёные Квантового проекта Росатома впервые в России продемонстрировали кубитные операции на планарных ионных ловушках. Технология должна помочь увеличить вычислительную мощность квантовых компьютеров и приблизить их к промышленному применению. В обычной ионной ловушке заряженные атомы удерживаются электромагнитным полем.

В планарной версии управляющие электроды размещаются на плоском чипе.

Такая архитектура позволяет удерживать более 100 кубитов, интегрировать оптические элементы для их считывания и создавать отдельные зоны с заданными характеристиками. Проще говоря, квантовый компьютер получает больше парковочных мест для ионов и больше возможностей ими управлять.

Результат независимо показали две научные группы. Специалисты Физического института РАН под руководством Ильи Семерикова захватили в планарную ловушку ионы иттербия-171, переместили их вдоль чипа и выполнили однокубитные операции.

Группа Квантового центра под руководством Кирилла Лахманского провела похожий эксперимент с ионами кальция. Исследователи также продемонстрировали их захват, перемещение и выполнение операций с одним кубитом.

В Росатоме называют освоение планарной технологии важным шагом к созданию промышленных ионных квантовых компьютеров, способных решать практические задачи. Однако до полноценной машины со 100 и более управляемыми кубитами ещё предстоит пройти путь от отдельных операций к масштабируемой системе с высокой точностью вычислений.

Российские исследователи намерены развивать технологию и включиться в международную гонку планарных квантовых систем. К 2030 году проект рассчитывает выйти на уровень мировых лидеров.