Развитие в России суперкомпьютеров и новых технологий, о которых недавно говорил президент Владимир Путин, становится очевидным. Вслед за летней демонстрацией 16-кубитного квантового компьютера «Росатомом» в стране появился первый сверхпроводниковый 8-кубитный процессор.
Его разработали специалисты дизайн-центра квантового проектирования НИТУ МИСИС при участии сотрудников Российского квантового центра (РКЦ). Изготовлением и реализацией процессора занимался коллектив ученых лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ в сотрудничестве с коллегами из МИСИС.
Как отмечают в НИТУ МИСИС, квантовый процессор состоит из кубитов нового типа концентрической формы и перестраиваемых элементов связи между ними. Такой способ связи сейчас считается наиболее перспективным, так как он предотвращает утечку квантового состояния из вычислительного пространства.
В ходе контрольного эксперимента с участием представителей ООО «СП «Квант» (часть ГК «Росатом») и РКЦ была продемонстрирована точность двухкубитной операции, она оказалась более 95%.
Процессор в этот момент находился в криостате растворения в лаборатории сверхпроводниковых квантовых технологий НИТУ МИСИС. Криостат позволяет работать со сверхнизкими температурами, близкими к абсолютному нулю.
Мы получили достойный результат. В нашем процессоре 8 кубитов, но по точности двухкубитных операций он превосходит, например, 80-кубитный процессор, ранее представленный компанией Rigetti, занявший второе место в мире по количеству физических кубитов среди сверхпроводниковых процессоров.
Увеличение количества кубитов в процессоре не связано напрямую с увеличением его мощности, которая определяется так называемым квантовым объемом. В простейшем случае квантовый объем пропорционален произведению числа кубитов на число квантовых операций, которые можно выполнить с относительно малым количеством ошибок.
Поэтому достижение высокой точности выполнения квантовых логических операций отдельными кубитами играет не менее важную роль, чем увеличение их количества в квантовом процессоре.
Работы проводились в рамках Дорожной карты развития высокотехнологичной области «Квантовые вычисления», которую курирует «Росатом». Исследования продолжат: их цель в увеличении квантового объема процессора за счет увеличения числа кубитов и точности выполнения операций.
Также будет отрабатываться соединение процессоров квантовыми каналами связи для построения новых масштабируемых систем квантового интернета.
