Учёный из России представил квантовый компьютер (видео). Российский квантовый компьютер
Квантовый компьютер в России 2017 миф или реальность видео
Учёные из России представили разработку, которая, по их мнению, должна существенно изменить жизнь человечества. Разработкой квантовых компьютеров, которые способны работать в миллионы раз быстрее современных операционных систем, занимаются самые крупные технологические корпорации мира. Однако они уже признали победу российских ученых.
Ещё вчера это казалось чем-то фантастическим — квантовые компьютеры, способные обогнать все существующие устройства. Они настолько мощные, что могут или открыть человечеству новые возможности, или обрушить все существующие системы безопасности, так как смогут взломать их.
«Квантовый компьютер функционирующий, он гораздо страшнее атомный бомбы», — отмечает гендиректор компании Acronis, сооснователь Российского квантового центра Сергей Белоусов.
В разработке участвуют самые крупные корпорации: Google, IBM, Microsoft, Alibaba. Однако сегодня в центре внимания находится Михаил Лукин, физик из Гарварда и один из основателей Российского квантового центра. Его команда смогла создать мощнейший на данный момент квантовый компьютер.
«Это одна из самых больших квантовых систем, которые были созданы. Мы входим в тот режим, где уже классические компьютеры не могут справится с вычислениями. Делаем маленькие открытия уже, увидели новые эффекты, которые не ожидались теоретически, которые мы сейчас можем, мы пытаемся понять, мы даже до конца их не понимаем», — сообщает профессор Гарвардского университета, сооснователь Российского квантового центра Михаил Лукин.
Суть в мощности данных устройств. Для проведения расчетов, которые на сегодняшнем суперкомпьютере займут тысячи лет, квантовый может осуществить в мгновенье.
По какому принципу это работает? В обычных компьютерных системах информация и вычисления — это биты. Каждый бит это или ноль, или единица. Однако квантовые компьютеры основаны на кубитах, а они могут находиться в состоянии суперпозиции, когда каждый кубит одновременно может быть и нолем, и единицей. И если для произведения какого-нибудь расчета обычным компьютерам необходимо, грубо говоря, выстроить последовательности, то квантовые вычисления происходят параллельно, в один миг. В компьютере физика Михаила Лукина таких кубитов — 51.
«Во-первых, он сделал систему, в которой больше всего кубитов. На всякий случай. На данный момент, я думаю, это больше чем в два раза больше кубитов, чем у кого-либо другого. И он специально сделал 51 кубит, а не 49, потому что Google все время говорил, что сделает 49», — рассказывает гендиректор компании Acronis, сооснователь Российского квантового центра Сергей Белоусов.
Создание мощнейшего квантового компьютера пророчили именно ему. Джон Мартинес является руководителем самой крупной в мире квантовой лаборатории корпорации Google. И свой 49-кубитный компьютер он хотел закончить только через пару месяцев.
«22 кубита — это максимум, что мы смогли сделать, мы использовали все свое волшебство и профессионализм», — отмечает Мартинес.
Джон Мартинес и Михаил Лукин выступали на одной сцене в Москве в ходе Четвертой международной квантовой конференции. Тем не менее, соперниками ученые себя не считают.
«Неправильно думать об этом, как о гонке. Настоящая гонка у нас с природой. Потому что это действительно сложно — создать квантовый компьютер. И это просто захватывающе, что кому-то удалось создать систему с таким большим количеством кубитов», — отмечает глава лаборатории «Квантовый искусственный интеллект» компании Google Джон Мартинес.
Но для каких целей нам нужны квантовые компьютеры? Даже сами их создатели не знают этого наверняка. Благодаря им могут быть созданы совершенно новые материалы, сотни открытий в физике и химии. Квантовые компьютеры — наверное, единственное, что может помочь приоткрыть тайну человеческого мозга и искусственного интеллекта.
«Когда совершается научное открытие, его создатели не представляют всю мощь, которую оно принесет. Когда придуман был транзистор, то никто не представлял, что на этом транзисторе построятся компьютеры», — отметил директор Российского квантового центра Руслан Юнусов.
Один из самых первых компьютеров создали в 40-х годах ХХ века, его вес составлял 27 тонн. В сравнении с современными устройствами, то самый обычный смартфон по мощности — это как 20 тыс. таких машин. И это всего за 70 лет прогресса. Однако когда наступит эра квантовых компьютеров, уже наши потомки будут удивляться, как вообще можно пользоваться таким антиквариатом.
Источник
ifvremya.ru
Техника: Наука и техника: Lenta.ru
О создании сверхпроводящего кубита, логической ячейки квантового компьютера, 21 мая объявила группа исследовательских институтов России, включающая в себя Российский квантовый центр (РКЦ), Московский физико-технический институт (МФТИ при участии Технологического центра), национальный университет МИСиС, Институт физики твердого тела РАН (ИФТТ РАН) и другие организации. Ранее они работали с элементами, созданными в Германии.
Сразу оговоримся, что в России давно ведутся исследования различных физических систем, которые можно использовать в качестве кубитов: квантовые точки, азот-вакансии в алмазах, холодные нейтральные атомы и другие системы. Достижение, о котором идет речь, — создание именно сверхпроводящего кубита, а также готовность перейти от исследования физических эффектов в квантовых системах к практической реализации квантового компьютера.
Установка, на которой российским ученым впервые удалось измерить кубит на базе сверхпроводящего элемента
Фото: Ivan Khrapach / RQC, MIPT, MIS&S, Institute of Solid State Physics
Символично, что в этом году исполняется полвека закону Мура о скорости уменьшения размера транзисторов. Транзисторы — основные элементы полупроводниковой электроники, из которых с 1950-х годов изготавливают компьютеры и другие электронные устройства. С уменьшением размера транзисторов можно все больше размещать их на чипе (интегральной схеме), и производительность компьютеров растет.
Илья Бетеров
Фото: предоставлено Ильей Бетеровым
В классическом компьютере информация представлена в двоичном виде: число 0 записывается как 0, 1 — как 1, число 2 будет представлено уже последовательностью двух битов «10». В двоичной системе единицей информации является бит, который может принимать значение 1 или 0. Физически это можно реализовать, используя переключатель (триггер), у которого два положения, каждому из которых мы приписываем значения 0 и 1.
Над двоичными числами можно производить все математические операции. Например, сложение 1 и 1 даст 10 в двоичном виде, что как раз равно 2 в привычной нам десятичной системе. Двоичная запись кажется нам экзотикой, но создать машину, переключающую пять триггеров в одно из двух положений гораздо проще, чем один в десять позиций. Из таких переключателей собираются процессор, память и контроллеры в электронном устройстве.
Чем больше переключателей, тем более функциональную схему можно сделать. Чем меньше триггер, тем быстрее его переключить. Транзисторы, объединенные в большие интегральные схемы, оказались идеальными вместилищами битов. Их можно переключать со скоростью несколько миллиардов раз в секунду, а уменьшение их размеров позволяло увеличивать рабочую частоту процессоров и памяти, повышая их функциональность.
Однако размеры современных транзисторов уже настолько малы, что производительность не удается существенно поднять из-за нежелательных квантовых эффектов. Квантовые компьютеры способны кардинально изменить ситуацию.
Впервые вопрос о том, сколько информации можно записать в состояние квантовой системы, был поставлен советским математиком Александром Холево в 1973 году. В 1980 году другой советский математик, Юрий Манин, в своей книге «Вычислимое и невычислимое» предложил идею «квантового автомата», позволяющего моделировать физические процессы в сложных системах, например, репликацию молекулы ДНК. Но настоящую популярность идея квантового компьютера обрела, когда на нее обратил внимание блестящий физик и популяризатор науки, нобелевский лауреат Ричард Фейнман. Ему и принадлежит сам термин «квантовый компьютер».
Минимальную единицу информации в таком компьютере назвали кубит. Реализовать его можно разными способами, но главное, что благодаря законам квантовой физики он может находиться сразу в двух состояниях 0 и 1 — это так называемый квантовый параллелизм. Даже правильнее говорить о суперпозиции состояний, где 0 и 1 сочетаются в разных пропорциях. Над такой ячейкой также можно совершать операции. При увеличении количества кубитов в процессоре квантового компьютера его мощность растет быстрее, чем при добавлении разрядов в классическом чипе. Ведь вместо двух битов в квантовом компьютере действия будут проводиться над суперпозицией уже четырех состояний 00, 01, 10 и 11.
В результате квантовый компьютер сулит для некоторых задач гораздо большую вычислительную мощность. Правда, для этого инженеры должны создать идеальные условия, чтобы точно провести операции и не позволить разрушиться квантовому состоянию до того, как получен ответ. Собственно, над этой сложной задачей и бьются сейчас ученые.
Электронная фотография логической ячейки квантового компьютера на базе джозефсоновских контактов
Изображение: предоставлено Российским Квантовым Центром
Если вы думаете, что большая мощность вам ни к чему, то вы ошибаетесь. Такие разговоры пользователи ведут уже лет двадцать, но именно быстрые процессоры позволили заменить сначала огромные серверы домашними компьютерами, а потом сделать смартфоны массовыми.
Военные ждут квантовых компьютеров, чтобы расшифровать секретные коды потенциальных противников. Современные протоколы шифрования рассчитаны на то, что разложение большого числа на простые множители (факторизация) займет миллионы лет — на нынешних суперкомпьютерах. Но для квантового компьютера это перестанет быть проблемой, коды будут раскрыты.
Квантовые вычисления еще находятся на начальном этапе, однако в прошлом году мы уже ощутили, что квантовый компьютер становится зримым. В сентябре компания Google наняла физика Джона Мартини и его команду из Университета Калифорнии для разработки чипа, использующего квантовые вычисления. Другая новость пришла из Университета Женевы — специалистам удалось телепортировать квантовое состояние фотона в кристалл, который находился на расстоянии 25 километров от точки эксперимента.
Большое внимание сегодня привлекают и сверхпроводящие кубиты, вариант которых удалось реализовать российским ученым. Они используются в компьютере D-Wave. В этом устройстве действительно наблюдаются квантовые эффекты — некоторые кубиты оказываются в перепутанных состояниях, что подтвердила публикация в респектабельном научном журнале Physical Review X в 2014 году. Но, как выяснилось, для решаемых на этом компьютере задач квантовая механика пока не дала никаких вычислительных преимуществ.
Первый коммерческий квантовый вычислитель D-Wave Two
Хотя само по себе это еще ничего не говорит о дальнейших перспективах D-Wave, его архитектура из 512 кубитов позволяет реализовать единственный алгоритм — так называемый «квантовый отжиг», позволяющий решать некоторые задачи оптимизации, сводящиеся к поиску глобального минимума. Универсальные квантовые вычисления реализовать намного труднее. Так что паниковать секретным службам еще рано.
Создание квантового компьютера — исключительно сложная и интересная задача с точки зрения современной физики. Нужно создать квантовую систему, состоящую из большого количества отдельных частиц, научиться воздействовать на квантовое состояние каждой частицы, и сделать так, чтобы состояние всей квантовой системы не разрушалось. В 1995 году Давид ДиВинченцо сформулировал критерии, которым должна соответствовать квантовая система, чтобы быть пригодной для вычислений. Она должна представлять собой массив квантовых объектов с возможностью добавления новых элементов (масштабируемость), квантовое состояние этой системы не должно быстро разрушаться, нужно уметь приводить систему в определенное начальное состояние (инициализация), выполнять логические операции над отдельными кубитами и парами кубитов (универсальные операции) и надежно измерять конечное квантовое состояние системы. Теперь физики стремятся создать систему, наилучшим образом соответствующую этим критериям.
Материалы по теме
01:34 — 10 октября 2012
В качестве кубитов можно использовать практически любую квантовую систему, за исключением, наверное, элементарных частиц в ускорителях. Важно научиться контролировать квантовое состояние отдельных систем, не давать окружающей среде нарушить его. Интересно, что в последние десятилетия физика шла к решению этой задачи, не ориентируясь на квантовый компьютер, — это было просто интересно ученым. И в 2012 году за успехи в реализации методов управления состояниями индивидуальных квантовых систем была присуждена Нобелевская премия по физике французу Сержу Арошу, экспериментировавшему с нейтральными атомами в резонаторах, и американцу Дэвид Вайнленду, работавшему с ионами.
Применительно к вычислениям практически каждая квантовая система обладает своими преимуществами и недостатками. Понятно, что с точки зрения практического применения интересны твердотельные системы, например, квантовые точки, или азотные вакансии в алмазе, но защитить состояние квантового объекта от разрушения в твердом теле особенно трудно.
Процессор первого коммерческого квантового вычислителя D-Wave Two
Можно кодировать информацию в состояниях поляризации отдельных квантов света, которые хорошо зарекомендовали себя в системах квантовой криптографии, но пока не очень приспособлены для квантовых вычислений. Наконец, можно использовать гибридные системы, объединяющие преимущества нескольких подходов. Универсальные квантовые вычисления могут быть реализованы и с помощью необычной архитектуры однонаправленных квантовых вычислений, когда программа кодируется в геометрии квантового регистра, а вычисление производится посредством последовательных разрушающих изменений состояний отдельных кубитов.
Особое внимание уделяется ультрахолодным нейтральным атомам, которые соответствуют практически всем критериям ДиВинченцо. В США в Университете Висконсин-Мадисон группа профессора Саффмана в 2010 году продемонстрировала выполнение самых сложных двухкубитовых логических операций с парой атомов, захваченных в оптические пинцеты. Сейчас эта группа создала квадратный массив из 49 оптических дипольных ловушек, образующихся в фокусах лазерных пучков. В каждой ловушке захватывается один атом, затем квантовое состояние атома контролируется с помощью резонансного лазерного излучения, вызывающего переходы между логическими состояниями кубитов.
Научная установка для квантовых вычислений на 49 кубитах в университете Висконсин-Мадисон (США)
Фото: НГУ
В отличие от D-Wave, здесь речь идет об экспериментальной установке, пока не слишком удобной для практического применения, но зато свободной от принципиальных ограничений, присущих D-Wave. Чтобы воспользоваться преимуществами универсальных квантовых вычислений, нужно научиться бороться с ошибками.
Сейчас группа Саффмана занимается повышением точности логических операций, которая в 2014 году достигла 99,8 процентов для однокубитовых операций. Теперь предстоит добиться высокой точности и для двухкубитовых операций, и здесь можно ожидать успехов уже в этом году. Этот путь намного более долгий и сложный, чем в проекте D-Wave, зато и ожидаемый результат гораздо значимее.
В России квантовым вычислениям уделяется большое внимание, поскольку математика и квантовая физика — традиционно сильные стороны отечественной науки. Локомотивом экспериментальной реализации квантовых вычислений в России был создатель многих советских компьютеров, директор Физико-технологического института РАН академик Камиль Валиев, автор известной книги «Квантовые компьютеры и квантовые вычисления». Так что не удивительно, что МФТИ принимал участие в создании первого сверхпроводящего кубита в России.
Новосибирская установка для квантовых вычислений на холодных атомах
Фото: НГУ
Однако, сверхпроводники — не единственное направление, в котором действуют российские разработчики кубитов. В Институте физики полупроводников (ИФП) им. А.В. Ржанова СО РАН в Новосибирске занимаются и квантовыми точками, и азотными вакансиями в алмазе, и ультрахолодными нейтральными атомами. В институте есть единственная в России экспериментальная установка, где реализовано лазерное охлаждение и возбуждение отдельных атомов в такие состояния, когда эти атомы начинают очень сильно друг с другом взаимодействовать. Это нужно для выполнения двухкубитовых логических операций. Экспериментальная установка состоит из вакуумной камеры с парами рубидия, полупроводниковых и твердотельных лазеров для охлаждения и возбуждения атомов, а также системы регистрации квантовых состояний, чувствительной к отдельным атомам.
Группа сотрудников ИФП под руководством доктора физико-математических наук Игоря Рябцева впервые в мире продемонстрировала резонансное диполь-дипольное взаимодействие двух отдельных атомов и показала, что можно управлять им с помощью радиочастотного электрического поля. Предполагается, что уже в ближайшее время это позволит наблюдать эффект блокады, важный для двухкубитовых операций. Теоретические работы группы, в которую входит один из соавторов данной статьи к.ф.-м.н. Илья Бетеров, направлены на близкие задачи — повышение точности захвата отдельных атомов в оптические дипольные ловушки, а также разработка оригинальных схем квантовых вычислений, где в качестве кубита используется не один атом, а атомный ансамбль. Этими работами российская группа занимается в тесной кооперации с американскими и британскими коллегами.
Разнообразие конкурирующих подходов к созданию квантового компьютера способствует успешному решению этой научной проблемы. Вполне возможно, что в будущем конкретная физическая реализация будет выбираться в зависимости от назначения квантового компьютера и особенностей решаемых на нем задач.
Самый актуальный вопрос на сегодня — когда миру будет представлен первый квантовый компьютер? С одной стороны, на уровне демонстрации принципов квантовые вычисления уже реализованы — в 2012 году алгоритм Шора позволил факторизовать число 21, а адиабатический алгоритм был использован для разложения числа 143 на простые множители. С другой — создание квантового компьютера, способного превзойти современные суперкомпьютеры для решения практических задач, все еще представляется делом достаточно далекого будущего.
Считается, что нам нужно 1000 кубитов, чтобы мощность квантового компьютера была значительно больше, чем у классического. Компания D-Wave показала, что частной компании по силам сделать в короткий срок вычислительное устройство, содержащее квантовые биты, хотя полноценным квантовым компьютером оно не является.
Проблему квантовых вычислений иногда сравнивают по сложности с разработкой атомной бомбы. Вопрос о том, возможен ли практически применимый квантовый компьютер по сей день остается открытым. Тем не менее можно оценивать темпы нашей работы.
В США уже в 2009 году были продемонстрированы первые двухкубитовые логические операции с двумя нейтральными холодными атомами. Сейчас группа из Университета Висконсин-Мадисон работает с 49 кубитами, и это большой рывок вперед. Если с таким массивом удастся получить приемлемые результаты в плане точности вычислений, то можно надеяться, что дальнейшее масштабирование будет уже не столь серьезной проблемой. Вместе с тем инвестиции в данную тематику в США несопоставимы с российскими и превышают их на порядки. Поэтому отечественные исследователи предпочитают работать в кооперации с зарубежными — это позволяет внести свой вклад в развитие данной области и одновременно держать руку на пульсе, чтобы при необходимости пойти уже по известному правильному пути.
Экспериментальная установка в ИФП СО РАН, несмотря на свою относительную простоту, позволяет детально исследовать физические эффекты, которые применяются в Мадисоне для реализации квантовых вычислений. Теоретические результаты российской группы тоже представляют значительный интерес для американцев. В то же время экспериментальные методы и теоретические расчеты американской группы активно используются специалистами из ИФП. С учетом высокой стоимости экспериментальных исследований такая кооперация исключительно эффективна. Хотя финансирования российской группе, конечно же, не хватает.
Не случайно DARPA и Google купили квантовый вычислитель (именно так называются аппараты, реализующие только один квантовый алгоритм вычислений) D-Wave — возможно, он не принесет практической пользы, но даст опыт обращения с подобными системами. Пока за состоянием дел в сфере квантовых вычислений еще можно следить по открытым публикациям в научных журналах и при личном общении со специалистами. Если же квантовые компьютеры приблизятся к практической реализации, и тематика станет «закрываться», то благодаря наличию в России действующих научных групп в данной области, можно будет определить приоритетное направление и, сделав значительные, но не чрезмерные инвестиции, наверстать отставание. Для этого понадобятся кадры. Их можно будет найти как раз в научных группах, занимающихся проблематикой квантовых вычислений. Например, соавтор статьи кандидат физико-математических наук Илья Бетеров преподает в Новосибирском государственном университете и Новосибирском государственном техническом университете и рассчитывает вырастить из студентов специалистов по компьютерам нового типа.
lenta.ru
Российские ученые приступили к созданию квантового компьютера / Хабр
Сегодня стало известно о том, что в России начинают реализовать проект по созданию квантового компьютера. Эту работу выполняет так называемый квантовый консорциум, пишут «РИА Новости». Немногим ранее научно-технический совет Фонда перспективных исследований (ФПИ) одобрил планы по созданию в России квантового компьютера в 2018-2021 годах. В частности, ученые собираются разработать демонстраторы 50-кубитных квантовых компьютеров на основе нейтральных атомов и интегральных оптических схем.
«Старт проекта будет поэтапным: в настоящий момент запускается „физическая“ часть, которую планируется реализовать на базе МГУ имени М.В. Ломоносова при участии МГТУ им. Н.Э. Баумана, Всероссийского научно-исследовательского института автоматики, Физико-технического института РАН и других при поддержке ФПИ», — сказал представитель компании. Он также добавил, что основное направление работы — это разработка демонстратора оптического квантового симулятора на базе двух главных технологий реализации квантовых вычислителей. Первая технология — фотонные чипы, вторая — нейтральные атомы.
«Участники проекта отмечают, что часть технических задач может быть решена путем приобретения оборудования зарубежного производства, однако в приоритетном порядке будет рассматриваться возможность запуска дополнительных проектов по разработке и совершенствованию отечественной элементной базы (например, многоканальные однофотонные сверхпроводниковые детекторы уже производятся в России)», — сообщили в «ВЭБ Инновации».
Весной участники проекта уточнили техническое задание в соответствии с коррективами ученых из МГТУ имени Н.Э. Баумана, Санкт-Петербургского госуниверситета, Физико-технического института РАН, Сколковского института науки и технологий, Всероссийского научно-исследовательского института автоматики и другие.
«Параллельно будет происходить расширение консорциума, работающего над созданием российского многокубитного квантового компьютера, — к нему присоединятся новые участники из числа заинтересованных потребителей, научно-исследовательских организаций и институтов развития», — сообщили участники проекта.
Кроме разработки самой квантовой системы специалисты будут изучать и возможности его практической эксплуатации. Также будут решаться вопросы по разработке фотонных детекторов и различных квантовых алгоритмов.
habr.com
Россия сделала шаг к квантовым компьютерам
Впервые в России создан работающий кубит – базовый элемент, необходимый для создания квантовых компьютеров.
С тех пор как в 1980-м году известным советским математиком Ю.И. Маниным была высказана идея квантовых вычислений, в этом направлении ведутся активные работы, ведь создание квантовых компьютеров сулит существенный прогресс в вычислительной технике. По некоторым оценкам вычислительные возможности одного такого устройства могут превосходить все современные компьютеры мира, вместе взятые. Однако, несмотря на создание еще в 2001 году первого прототипа, полноценный квантовый компьютер до сих пор не создан. Для этого нужны как дальнейшее развитие квантовой теории в области многих частиц, так и работы по созданию необходимой элементной базы.
Полученный кубит под электронным микроскопом при увеличении в 16 тысяч раз.
Оборудование Российского квантового центра, на котором получен кубит.
Спектр кубита
‹
›
В первую очередь речь идет о создании базового элемента для хранения информации в таком компьютере – кубите. Это название произошло от словосочетания «квантовый бит» (по-английски: quantum bit). В квантовом компьютере он играет ту же роль, что и бит в обычном компьютере. Однако бит может принимать (хранить) только два значения, которые традиционно обозначают 0 и 1. В отличие от бита кубит допускает не только два собственных состояния, но и их суперпозицию, сумму в определенных пропорциях. В результате количество состояний кубита бесконечно, что и определяет возможности квантового устройства по обработке информации. Компьютер из нескольких тысяч кубитов может легко превзойти мощнейшие современные суперкомпьютеры в решении целого ряда вычислительных задач.
В роли кубитов могут выступать атомы или электроны, в этом случае данные кодируются их спином. Однако такие кубиты крайне неустойчивы к внешним воздействиям, их состояние легко разрушается из-за внешних «шумов», процедура считывания и записи информации на них крайне сложна, как и ловушки, которые используются для их хранения.
Еще в начале 2000-х годов ученые обнаружили, что можно создавать «искусственные атомы», которые ведут себя в соответствии с законами квантовой физики, но значительно проще в использовании. Одним из самых перспективных таких объектов признан джозефсоновский контакт, который представляет собой два сверхпроводника, разделенных тонким слоем несверхпроводящего материала, которым может быть диэлектрик или проводник. Электроны тока, порождаемого в сверхпроводнике, благодаря туннельному эффекту проходят через этот слой, даже если он диэлектрический, т.е ток не проводит. Этим током достаточно легко управлять магнитным полем. Кубиты, построенные из нескольких джозефсоновских контактов, ведут себя как атомы. Они могут находиться в основном и возбужденном состоянии, излучать и поглощать фотоны. Такие кубиты могут быть созданы с помощью существующих методов литографии, на которых основано современное производство микросхем.
Над созданием работоспособных кубитов успешно работают в целом ряде ведущих стран мира. В России это стратегическое направление науки традиционно было представлено слабо. Но сейчас успех пришел и к россиянам. Его удалось достичь при объединении усилий сразу нескольких ведущих российских научных организаций. Ученые Российского квантового центра, МФТИ (Лаборатория искусственных квантовых систем при участии Технологического центра), МИСиС и ИФТТ РАН создали первые в России образцы работающих сверхпроводящих кубитов. Работы велись под руководством Олега Астафьева (со стороны МФТИ), Алексея Устинова (со стороны РКЦ) и Валерия Рязанова (со стороны ИФТТ).
Созданные россиянами кубиты состоят из четырех джозефсоновских контактов на «петле» размером в один микрон. Контакты состоят из алюминиевых полосок, разделенных слоем диэлектрика (оксида алюминия) толщиной около 2 нанометров. Ученые прозондировали устройство микроволновым излучением и определили, что его свойства соответствуют заданным параметрам.
Это событие может рассматриваться как прорыв в области российских квантовых технологий. Развитие таких технологий и методов контроля единичных квантовых систем, открывает перспективу создания принципиально новых приборов и устройств на основе сверхпроводниковых элементов. Сами ученые так прокомментировали свое открытие:
«Это важный шаг, необходимый для создания квантовых вычислительных устройств, которые в будущем произведут революцию в области вычислительной техники», – сказал генеральный директор РКЦ Руслан Юнусов.
«Мы создали инструмент, средство для проведения дальнейших исследований в области квантовых вычислений. С его помощью мы сможем достичь научных результатов, которые пока не получал никто в мире», – отметил Олег Астафьев.
«Наша работа свидетельствует, что в России теперь есть технологии и команды ученых, которые могут включиться в мировую гонку построения квантовых компьютеров», – добавил Алексей Устинов.
По материалам Российского квантового центра и МФТИ
www.nkj.ru
