31 мая, 13:06

Одобрен проект создания квантового компьютера

31 мая научно-технический совет Фонда перспективных исследований одобрил проект «Оптические системы квантовых вычислений», в рамках которого в 2018-2021 годах планируется разработка демонстраторов 50-кубитных квантовых компьютеров на основе нейтральных атомов и интегральных оптических схем.

Проект будет выполнять кооперация организаций во главе с Московским государственным университетом имени М.В. Ломоносова, включающая Физико-технический институт имени А.Ф. Иоффе РАН, Институт физики полупроводников имени А.В. Ржанова СО РАН, Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики имени Н.Л. Духова, Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана.

Работа является составной частью комплексного научно-технического проекта в области технологий квантовой обработки информации. Соглашение о его реализации подписано 15 февраля 2018 года Фондом перспективных исследований, ГК «Внешэкономбанк», ООО «ВЭБ-Инновации», АНО «Цифровая экономика» и МГУ им. М.В. Ломоносова в рамках реализации Дорожной карты развития в Российской Федерации технологий квантовой обработки информации.

Квантовые технологии рассматриваются как одно из ключевых технологических направлений, способных в будущем существенно влиять на научно-технический, экономический и оборонный потенциал Российской Федерации. В частности, методы квантовых вычислений потенциально обеспечивают радикальное ускорение решения ряда практических задач при моделировании свойств веществ, разработке материалов с заданными свойствами, расчёте кинетики химических реакций, разработке новых лекарственных препаратов, оптимизации машинного обучения, поиске в неструктурированных базах данных, криптографическом анализе.

Преимущества квантовых компьютеров основаны на том, что в них для представления данных используются не классические двоичные ячейки памяти, содержащие один бит информации, а так называемые «кубиты» (qubit, quantum bit), представляющие собой квантовые объекты, состояние которых подчиняется принципу квантовой суперпозиции и содержащие, таким образом, значительно большее количество информации.

Считается, что квантовый компьютер с регистром из 50 полносвязных кубитов сможет продемонстрировать превосходство над классическими вычислительными системами. Решение практически значимых задач требует реализации регистра из 500-2000 полносвязных кубитов, при этом точность операций с кубитами должна превосходить 99,999 процентов.

Мировым научным сообществом рассматриваются различные физические способы реализации кубитов: на основе сверхпроводниковых элементов, фотонов, ионов и нейтральных атомов в магнитооптических ловушках, примесных центров в полупроводниковых и диэлектрических структурах. Каждый из исследуемых способов обладает определёнными преимуществами при улучшении тех или иных характеристик квантового компьютера.

Согласно существующим прогнозам, создание квантовых вычислительных систем, обеспечивающих решение практически значимых задач, ожидается в 2025 – 2030 годах.