В России создали 16-кубитный квантовый компьютер

На Форуме будущих технологий российские физики совершили практический прорыв, способный кардинально ускорить разработку новых материалов и лекарств. Представленный ими 16-кубитный квантовый компьютер на ионах иттербия за 60 секунд решил задачу, с которой классические суперкомпьютеры справлялись бы часами. Речь идет не просто о демонстрации технологии, а о её первом применении для решения прикладной задачи из реального сектора экономики.

Первый практический шаг: как квантовый компьютер помог атомной энергетике

Ученые из Физического института им. П.Н. Лебедева (ФИАН) и Российского квантового центра провели симуляцию молекулы гидрида лития (LiH). Это соединение широко используется в атомной промышленности, в частности, в качестве источника водорода. Моделирование его свойств на квантовом уровне — задача, непосильная для традиционных вычислительных машин, но идеально подходящая для квантовых систем.

Почему именно ионы иттербия: ставка на стабильность и точность

В отличие от сверхпроводящих кубитов, которые требуют экстремально низких температур и страдают от высокого уровня ошибок, ионные ловушки демонстрируют значительно большее время когерентности. Это означает, что квантовая информация хранится дольше, а вычислительные алгоритмы успевают завершиться до того, как система разрушится под воздействием шумов. Именно этот фактор позволяет российским ученым надеяться на успешное масштабирование системы.

За четыре года платформа прошла путь от 4 кубитов в 2021 году до 16 в 2024-м. Причем инженеры не просто наращивали количество элементов, но и внедрили технологию кудитов — увеличение разрядности каждого отдельного вычислительного элемента. Это позволяет добиться экспоненциального роста вычислительной мощности без пропорционального увеличения числа физических компонентов.

План на 2025 год: 100 кубитов и поиск обходных путей

Национальная программа развития квантовых технологий предполагает создание 100-кубитного компьютера к 2025 году. На эти цели государство выделило порядка 100 миллиардов рублей. Официальные планы обещают представить 20-кубитную версию уже в следующем году. Однако эксперты сходятся во мнении, что прямой путь к 100 кубитам может быть сложным.

Именно здесь на первый план выходит технология кудитов. Если ученым удастся эффективно использовать многомерные состояния ионов, то вычислительная мощность системы может превысить запланированные показатели. В таком случае, 100-кубитный рубеж будет взят не за счет количества, а за счет качества каждого элемента. Российский квантовый центр делает ставку именно на этот подход, что делает выполнение амбициозного плана не просто возможным, а вероятным.

Еще два года назад 16-кубитная машина на ионах считалась лабораторным прототипом. Сегодня она решает задачи, имеющие промышленное значение. Следующий шаг — переход от симуляции простых молекул к расчету сложных катализаторов и фармацевтических препаратов. Если темпы развития сохранятся, то к концу десятилетия квантовые вычисления могут стать рутинным инструментом для химической и нефтегазовой отраслей, где точность моделирования напрямую влияет на экономику производства.