Квантовые новости: комментарии эксперта

Алексей Моисеевский, исследователь Центра научных исследований и перспективных разработок ИнфоТеКС

Новость: В России впервые создали 50-кубитный квантовый компьютер

Комментарий эксперта: Прорывом в сфере отечественных квантовых технологий стало достижение отметки в 50 кубитов на универсальном квантовом вычислителе. Результат получен командой исследователей ФИАН и РКЦ для аппаратной архитектуры на основе ионов в ловушках. Масштабирование числа ионов в данной архитектуре сопряжено с рядом технических сложностей, ограничивающих практические возможности квантового вычислителя.

Российскими исследователями был разработан оригинальный подход, позволяющий бороться с этим ограничением, — в отечественном ионном компьютере на физическом уровне вместо кубитов используются кукварты. Это состояния более высокой размерности, в которых кубиты являются некоторой логической абстракцией. Таким образом, отечественный вычислитель физически содержит 25 ионов, составляющих систему, которая позволяет эффективно моделировать динамику 50 кубитов. К тому же если обычно речь о моделировании квантовых вычислений ведётся в контексте классических симуляторов, что автоматически влечёт за собой экспоненциального размера накладные расходы, связанные с необходимостью представлять квантовую информацию в классическом виде, то в данном случае квантовая система моделируется другой квантовой же системой. И, следовательно, перехода между парадигмами обработки информации не происходит, и становится возможно эффективное моделирование.

Несмотря на то, что данный метод обладает как достоинствами, так и ограничениями, он остаётся вполне конкурентоспособным подходом к реализации квантовых вычислений.

Описанный подход является прекрасным примером асимметричного ответа отечественных разработчиков вызовам общемировых достижений. Российская отрасль квантовых технологий остро нуждается в решениях подобного рода, так как они позволяют выходить на уровень мировых лидеров за счёт качественного улучшения эффективности использования существующей технологической базы. Наибольший эффект такие решения могли бы оказать в вопросах повышения качества кубитов и их времени жизни, в достижении точности операций, развития технологии квантового интернета и связи нескольких квантовых вычислителей, построенных на различных физических принципах, а также в вопросе интеграции квантово-технологических решений с существующей IT-инфраструктурой, в особенности развитие методов квантового ИИ.

С большим интересом ожидаем публикации полного текста исследования специалистов ФИАН и РКЦ для изучения технических подробностей.