Впервые на кусептах: в России создан семиуровневый квантовый процессор
Российские ученые впервые создали квантовый процессор на основе кусептов, пишут Ведомости. Это первая в России семиуровневая квантовая система, которая по своей вычислительной мощности эквивалентна 72 обычным кубитам. Разработка создана специалистами Российского квантового центра в рамках дорожной карты развития квантовых вычислений. По словам исследователей, в мире лишь несколько команд добились подобных результатов.
Чтобы понять важность открытия, нужно знать основы. Обычные компьютеры работают с битами — нулями и единицами. Квантовые используют кубиты, которые могут быть и нулем, и единицей одновременно. Но кубит можно сделать еще «умнее», добавив ему больше возможных состояний. Такие многоуровневые частицы называют кудитами. Если уровней три — это кутрит, если четыре — кукварт. В новом процессоре реализованы кусепты — у них целых семь уровней, то есть они могут находиться в состоянии от 0 до 6. Именно это и позволило на меньшем количестве физических частиц получить большую мощность.
Процессор построен на 26 ионах кальция, которые удерживаются в специальной ловушке. Для управления ими ученые разработали уникальные лазерные системы, сложную оптику, а также новое программное обеспечение и электронику. В тестовых запусках система показала рекордно высокую точность операций — более 99.9% для одиночных и 96.5% для парных вычислительных действий.
Теперь исследователи планируют совершенствовать свою разработку. Следующий шаг — создание более продвинутых ионных ловушек для индивидуального контроля каждого иона, что повысит точность. Уже в ближайшем будущем на этом процессоре начнут решать первые практические задачи. Руководитель научной группы РКЦ по созданию квантового компьютера на холодных ионах кальция Кирилл Лахманский обещает:
«В начале следующего года мы планируем приступить к реализации алгоритма комбинаторной оптимизации для решения задачи MaxCut, имеющей важные приложения в логистике, проектировании сетей, и статистической физике».
Ученые подчеркивают, что многоуровневый подход — это прорывной путь к созданию мощных квантовых компьютеров. Именно он откроет доступ к неизвестному. Которое, в конечном счете, станет известным.
