Ó÷åíûå èç Ðîññèéñêîãî êâàíòîâîãî öåíòðà è Ôèçè÷åñêîãî èíñòèòóòà èìåíè Ï. Í. Ëåáåäåâà ÐÀÍ ïðåäñòàâèëè ïðîòîòèï êâàíòîâîãî êîìïüþòåðà íà èîíàõ. Èññëåäîâàòåëÿì óäàëîñü ðàçðàáîòàòü ñèñòåìó èç 4 êóáèòîâ, íå íàðàùèâàÿ ÷èñëî èîíîâ, à ïðèìåíèâ îðèãèíàëüíóþ òåõíîëîãèþ ìàñøòàáèðîâàíèÿ êâàíòîâûõ ïðîöåññîðîâ.
 êëàññè÷åñêèõ âû÷èñëèòåëüíûõ óñòðîéñòâàõ âñÿ èíôîðìàöèÿ ðàñêëàäûâàåòñÿ íà áèòû — 0 èëè 1, òîãäà êàê â êâàíòîâûõ íàèìåíüøåé åäèíèöåé èíôîðìàöèè ÿâëÿåòñÿ êâàíòîâûé áèò (êóáèò), ñïîñîáíûé îäíîâðåìåííî íàõîäèòüñÿ â îáîèõ ñîñòîÿíèÿõ ñðàçó — è 0, è 1. Êîëè÷åñòâî ñîñòîÿíèé, â êîòîðûõ íàõîäèòñÿ êâàíòîâûé ïðîöåññîð, áûñòðî ðàñòåò ñ óâåëè÷åíèåì ÷èñëà êóáèòîâ çà ñ÷åò âîçìîæíîñòè ñâÿçûâàòü èõ ìåæäó ñîáîé. Ýòà îñîáåííîñòü ïîçâîëÿåò êâàíòîâûì óñòðîéñòâàì ðåøàòü ðàçëè÷íûå âû÷èñëèòåëüíûå çàäà÷è íà ïîðÿäêè áûñòðåå êëàññè÷åñêèõ êîìïüþòåðîâ è ñóïåðêîìïüþòåðîâ.
Îäíàêî ñóùåñòâóþò è ðàñøèðåííûå âåðñèè êóáèòîâ — êóäèòû, ñïîñîáíûå îäíîâðåìåííî íàõîäèòüñÿ â 3 ñîñòîÿíèÿõ (êóòðèòû) èëè â 4 ñîñòîÿíèÿõ (êóêâàðòû). Ðîññèéñêèå ôèçèêè ïîñòðîèëè ñèñòåìó èç 2 êóêâàðòîâ, ÷òî ïîëíîñòüþ ýêâèâàëåíòíî 4 êóáèòàì.
 õîäå ýêñïåðèìåíòà èññëåäîâàòåëè çàõâàòèëè â âàêóóìíîé êàìåðå 2 èîíà è ñ ïîìîùüþ ëàçåðà ïðîâåëè íàä íèìè íàáîð îäíîêóäèòíûõ îïåðàöèé, äâóõêóáèòíóþ îïåðàöèþ âíóòðè êóäèòà, à òàêæå îïåðàöèþ ïî ïåðåïóòûâàíèþ 2 ÷àñòèö (Ìåëüìåðà-Ñîðåíñîíà). Òàêèì îáðàçîì óäàëîñü ïîêàçàòü, ÷òî êà÷åñòâî îïåðàöèé ìåæäó êóáèòàìè, ñâÿçàííûìè â êóêâàðò, ïðåâîñõîäèò êà÷åñòâî îïåðàöèé íàä íåçàâèñèìûìè ÷àñòèöàìè, ÷òî â áóäóùåì îáåñïå÷èò áîëåå âûñîêîå êà÷åñòâî ðåàëèçàöèè êâàíòîâûõ àëãîðèòìîâ.
Ïðîòîòèï êîìïüþòåðà íà èîíàõ ðàçðàáîòàí â ðàìêàõ äîðîæíîé êàðòû ïî êâàíòîâûì âû÷èñëåíèÿì, ðåàëèçóåìîé Ãîñêîðïîðàöèåé «Ðîñàòîì». Èçâåñòíî, ÷òî â 2021 ãîäó «Ðîñàòîì» íàïðàâèë íà ðàçâèòèå êâàíòîâûõ òåõíîëîãèé è ñîçäàíèå íåîáõîäèìîé èññëåäîâàòåëüñêîé èíôðàñòðóêòóðû áîëåå 6 ìëðä ðóáëåé — ïðîâåäåíà çàêóïêà îáîðóäîâàíèÿ è êîìïëåêòàöèÿ ïåðâûõ ëàáîðàòîðèé.
«Äëÿ íàñ ýòî ïåðâûé çíà÷èìûé ðåçóëüòàò â ðàáîòå íàä äîðîæíîé êàðòîé ïî êâàíòîâûì âû÷èñëåíèÿì. Íà ñîçäàííîé áàçå ê êîíöó 2024 ãîäà áóäåò ïîñòðîåí óíèâåðñàëüíûé êâàíòîâûé êîìïüþòåð ñ îáëà÷íûì äîñòóïîì. Ñåãîäíÿ ïëàòôîðìà íà èîíàõ äåìîíñòðèðóåò îäíè èç ñàìûõ èíòåðåñíûõ ðåçóëüòàòîâ, ÷òî îñîáåííî ïðèìå÷àòåëüíî, òàê êàê 5 ëåò íàçàä èîíû íå ñ÷èòàëèñü ïðèîðèòåòíûì íàïðàâëåíèåì ðàçâèòèÿ», — ïîä÷åðêíóë Ðóñëàí Þíóñîâ, ðóêîâîäèòåëü ïðîåêòíîãî îôèñà ïî êâàíòîâûì òåõíîëîãèÿì Ãîñêîðïîðàöèè «Ðîñàòîì».
Èñòî÷íèê:
Mail.ru