Специалисты Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) представили квантовый компьютер на 70 кубитов, основанный на управляемой цепочке ионов.
Как сообщил старший научный сотрудник института Илья Заливако, система использует 35 ионов иттербия, в каждом из которых кодируется информация, эквивалентная двум кубитам.
Принцип работы компьютера основан на коллективных колебаниях ионной цепочки. Воздействие лазером на один ион вызывает колебания всей цепочки, что позволяет частицам взаимодействовать друг с другом и выполнять квантовые операции. Для реализации двухкубитных операций применяются специально сформированные лазерные импульсы.
Ключевым отличием разработки стала архитектура кодирования. В мировой практике системы с одной ионной цепочкой обычно ограничиваются 35 кубитами, поскольку управление становится чрезвычайно сложным по мере её роста. Российские учёные преодолели это ограничение, используя четырёхуровневые квантовые системы (кудиты), что позволило разместить по два кубита в каждом ионе.
Для индивидуального управления каждым ионом используются два лазерных пучка, которые могут быстро перемещаться вдоль цепочки и точно наводиться на нужную частицу. Это обеспечивает независимый контроль над состоянием каждого кубита, сообщает ТАСС.
Заявленные характеристики системы включают точность однокубитных операций 99,92% и точность двухкубитных операций 95,4%. Кубиты связаны по схеме «тройная звезда», что позволяет выполнять операции не только между ближайшими соседями, но и между любыми кубитами в системе.
На полном 70-кубитном регистре уже были успешно запущены несколько квантовых алгоритмов, включая алгоритм Гровера для поиска в базе данных, алгоритм Бернштейна — Вазирани и подготовку сложного GHZ-состояния. Разработчики подчеркнули, что система предназначена для практического тестирования и оптимизации квантовых алгоритмов и уже доступна для удалённых вычислений через облачную платформу.
