Ученые из Российского квантового центра и физического института имени Лебедева РАН представили прототип квантового компьютера на ионах.

Исследователи разработали систему из четырех кубитов без наращивания числа ионов. Вместо этого они использовали оригинальную технологию масштабирования квантовых процессоров с многоуровневыми носителями информации — кудитами.

В классических вычислительных устройствах вся информация раскладывается на биты — 0 или 1. А в квантовых наименьшей единицей информации является квантовый бит (кубит), который способен находиться в обоих состояниях одновременно — и 0, и 1, объясняют в пресс-службе Росатома.

Количество состояний, в которых находится квантовый процессор, быстро растет с увеличением числа кубитов за счет возможности связывать их между собой. Эта особенность позволяет квантовым устройствам решать различные вычислительные задачи на порядки быстрее классических компьютеров и суперкомпьютеров

Однако существуют и расширенные версии кубитов — кудиты, способные одновременно находиться в трех состояниях (кутриты) или в четырех состояниях (кукварты). Российские физики построили систему из двух куквартов, что полностью эквивалентно четырем кубитам.

«В ходе эксперимента исследователи захватили в вакуумной камере 2 иона и с помощью лазера провели над ними набор однокудитных операций, двухкубитную операцию внутри кудита, а также операцию по перепутыванию 2 частиц (Мёльмера-Соренсона). Таким образом удалось показать, что качество операций между кубитами, связанными в кукварт, превосходит качество операций над независимыми частицами, что в будущем обеспечит более высокое качество реализации квантовых алгоритмов», - рассказали в пресс-службе.

В этом году Росатом направил на развитие квантовых технологий и создание необходимой исследовательской инфраструктуры более шести миллиардов рублей, на которые было закуплено оборудование и укомплектованы первые лаборатории. В целом до 2024 года на создание квантового компьютера суммарно будет выделено более 23 миллиардов рублей бюджетных и внебюджетных средств, рассказала директор по цифровизации Росатом Екатерина Солнцева.

Сделано в России // Made in Russia

Автор: Ксения Густова