С 2019 года «Росатом» координирует разработку универсального квантового компьютера в России. В проект предполагается вложить свыше 23 млрд рублей, чтобы к 2024 году создать и предоставить облачный доступ к российскому квантовому компьютеру. Сегодня в рамках реализации этой «дорожной карты» российские учёные представили прототип квантового компьютера на ионах с очень нетривиальным решением.

Представленный учёными Российского квантового центра и Физического института имени П. Н. Лебедева РАН прототип квантового компьютера — это система на 4-х ионах на основе кудитов.

«В ходе эксперимента исследователи захватили в вакуумной камере 2 иона и с помощью лазера провели над ними набор однокудитных операций, двухкубитную операцию внутри кудита, а также операцию по перепутыванию 2 частиц (Мёльмера-Соренсона). Таким образом удалось показать, что качество операций между кубитами, связанными в кукварт [кудит с четырьмя состояниями], превосходит качество операций над независимыми частицами, что в будущем обеспечит более высокое качество реализации квантовых алгоритмов», — говорится в пресс-релизе «Росатома».

Примечательно, что всего пять лет назад квантовые системы на ионах не считались приоритетным направлением развития в квантовых компьютерах. Новые исследования (и не только российских учёных) выдвигают работу с ионами в качестве кубитов на первый план. Российские разработчики могут пойти по ещё более экзотическому пути, начав наращивание мощности квантовых систем за счёт множественной суперпозиции одиночных частиц. Представленный прототип об этом прямо говорит: система из 2 куквартов показала более стабильное поведение, чем 4 кубита.