В Москве прошел второй Квантовый клуб журналистов, организованный Госкорпорацией «Росатом». Мероприятие состоялось в здании физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова. Участникам мероприятия показали два действующих прототипа квантовых вычислителей, разрабатываемых в рамках дорожной одноименной дорожной карты. Представители «Росатома» и ученые из МГУ рассказали о текущем состоянии проектов, промежуточных итогах и планах до 2030 года, а также о перспективах практического применения технологий. Подробнее — читайте на «Компьютерре».
Физический факультет МГУ для проведения мероприятия был выбран не случайно. Университет выступает одной из ключевых организаций дорожной карты с 2020 года. На базе Центра квантовых технологий Московский университет развивает две технологические платформы: на нейтральных атомах и на фотонах. Именно эти прототипы и были продемонстрированы во время технического тура. После вступительной части, где гостей приветствовал декан физического факультета профессор МГУ Владимир Белокуров, разговор перешел к содержательной части — результатам и стратегии развития квантовых вычислений в стране.
Квантовый проект: смена приоритетов
Екатерина Солнцева, директор по квантовым технологиям «Росатома», обозначила текущее положение дел. Она напомнила, что первый этап дорожной карты (2020–2024 годы), по сути, направлен на сокращение отставания и создание российского прототипа квантового компьютера. За этот период удалось создать прототипы процессоров на четырех основных физических платформах: ионной, атомной, сверхпроводниковой и фотонной. По состоянию на начало 2026 года в России действуют семь таких прототипов, пять из них — в рамках дорожной карты. Два расположены в МГУ — они и были представлены участникам тура.
С 2025 года стартовал второй этап проекта, рассчитанный до 2030 года. Его ключевое отличие — смена фокуса с простого наращивания числа кубитов на практическое применение. Основная задача теперь заключается в том, чтобы начать использовать квантовые вычисления для решения реальных задач промышленности, в первую очередь в атомной отрасли. Финансирование на этот период предусмотрено в рамках федерального проекта «Прикладные исследования и перспективные разработки» национального проекта «Экономика данных и цифровая трансформация государства».
Солнцева также сообщила, что по итогам контрольных экспериментов в декабре 2025 года три российских прототипа достигли размерности 70 кубитов и более. Речь идет о вычислителях на ионах иттербия (Физический институт), ионах кальция («Квантовый центр») и нейтральных атомах рубидия (МГУ). В МГУ также представлен 35-кубитный прототип на фотонной платформе, а в НИТУ МИСИС — 16-кубитный процессор нового поколения на сверхпроводниках-флаксониумах.
Что показали на атомной платформе
Участникам клуба продемонстрировали лабораторию атомных квантовых вычислений. Прототип квантового компьютера на нейтральных атомах рубидия, который здесь разрабатывают, в декабре 2025 года подтвердил размерность 72 кубита. Точность двухкубитной операции была зафиксирована на уровне 94%.
Ученые МГУ объяснили принцип работы установки. В качестве кубита используется одиночный атом рубидия. Он удерживается в пространстве с помощью оптического пинцета — сфокусированного лазерного луча. Для того чтобы атом не вылетел из ловушки, его необходимо охладить до температур в десятки микрокельвин. Это достигается методом лазерного охлаждения.
Архитектура вычислителя предусматривает разделение регистра на три зоны. Первая — зона памяти, где атомы хранятся и не участвуют в операциях. Вторая — зона взаимодействия, куда с помощью подвижных лазерных пинцетов перемещаются атомы для выполнения двухкубитных операций. Третья — зона считывания, где производится измерение состояния атомов. Такая архитектура, по словам руководителя сектора квантовых вычислений Центра квантовых технологий МГУ Станислава Страупе, обеспечивает полную связанность массива. Это означает, что логическую операцию можно провести с любой произвольной парой атомов, что критически важно для реализации сложных алгоритмов.
Для выполнения двухкубитных операций ученым необходимо заставить нейтральные атомы взаимодействовать. На расстоянии в несколько микрон они друг друга не чувствуют. Для этого атомы лазером переводят в особое высоковозбужденное состояние, когда один из электронов отодвигается далеко от ядра. Такие атомы начинают взаимодействовать как диполи, что позволяет использовать это взаимодействие для создания запутанных состояний и проведения вычислений. Основная сложность заключается в повышении точности этих операций, так как процесс возбуждения и возврата атома в основное состояние сопряжен с шумами и потерями.
Фотонный вычислитель и его задачи
Второй объект, который показали, — лаборатория линейно-оптических квантовых вычислений. Здесь разрабатывается прототип на фотонной платформе, также известный как бозонный сэмплер. В декабре 2025 года ученые подтвердили его размерность в 35 кубитов и способность запускать алгоритмы с потенциальным практическим применением размерностью не менее 4 кубитов.
Принцип работы фотонного вычислителя принципиально иной. В качестве кубитов здесь выступают одиночные фотоны. Их главное преимущество — устойчивость к декогеренции, поскольку они практически не взаимодействуют с окружением. Однако это же создает и главную проблему: фотоны не взаимодействуют и между собой, что затрудняет создание логических вентилей.
В МГУ эту проблему решают, используя не взаимодействие, а интерференцию фотонов в сложных интерферометрах. Источником одиночных фотонов служат квантовые точки, которые изготавливают коллеги из Санкт-Петербурга (ФТИ им. Иоффе). Квантовая точка помещена в микрорезонатор, и при накачке лазером она испускает строго один фотон в заданный момент времени.
Далее фотоны направляются в интерферометр. Сами интерферометры ученые МГУ изготавливают методом фемтосекундной лазерной печати в стекле. Лазерный луч выжигает внутри стеклянной пластины трехмерные волноводные структуры, по которым распространяется свет. За счет локального нагрева волноводов с помощью напыленных электродов можно менять их оптические свойства и таким образом программировать интерферометр под решение конкретной задачи. На выходе системы установлены сверхпроводящие детекторы одиночных фотонов, которые регистрируют результаты вычислений.
Аспирант физического факультета Московского университета, младший научный сотрудник Центра квантовых технологий МГУ Юрий Бирюков пояснил, что бозонный сэмплер в первую очередь подходит для задач, связанных с поиском структуры в дискретных системах. К таким задачам относится, например, оптимизация логистических сетей или поиск плотных подграфов в графах. Последняя задача имеет широкий спектр применений: от выявления мошеннических групп в финансовых транзакциях до анализа социальных сетей и моделирования молекулярных структур в биоинформатике. В граф кодируется структура связей, например, сеть банковских переводов, а квантовый процессор позволяет выделить в нем группу с максимальным числом взаимных связей.
Приятные бонусы
Помимо вышеперечисленного, прессе были показаны еще несколько устройств, основанных на квантовых технологиях: квантовый телефон и квантовый интернет.
Первый проект реализуется совместно с другой компанией — ОАО «РЖД», а само изобретение — это обычный на внешний вид телефонный аппарат. Но на самом деле это экспериментальный узел квантовой связи, и, как пояснил научный руководитель центра профессор Сергей Кулик, это не просто макет, а действующая система.
От телефона проложен оптический кабель длиной 40 километров. Он тянется до бизнес-центра в районе станции метро «Отрадное». Там установлен второй такой же аппарат, и когда сотрудник лаборатории снимает трубку, его голос шифруется с помощью ключа, который генерируется не математическим алгоритмом, а законами физики. Сам ключ создается на уровне одиночных фотонов, и его невозможно перехватить незаметно.
Кулик пояснил принцип на простом примере. Если злоумышленник попытается подключиться к линии и «послушать», какие фотоны передаются, он неизбежно разрушит их квантовое состояние. Система связи это мгновенно зафиксирует и прекратит передачу данных.
Еще одна важная особенность — в такой системе не нужен человек, который следит за безопасностью. Нет системного администратора, который хранит где-то пароли и может случайно или намеренно их выдать. При установке оборудования оператор один раз загружает начальный ключ, и дальше система сама, в автоматическом режиме, меняет ключи шифрования с заданной периодичностью. Все процессы обновления ключей тоже контролируются на квантовом уровне. Как отметил Кулик, в этом заключается главное экономическое преимущество технологии — исключается человеческий фактор, через который обычно и происходят утечки.
В самом аппарате, который стоит на столе, начинка, отвечающая за шифрование, отсутствует — она вынесена в отдельный шкаф. Сам телефонный аппарат выполняет только функцию трубки.
Также ученый рассказал о следующем шаге — создание полноценных квантовых сетей и даже квантового интернета. Здесь главный игрок в России — компания ОАО «РЖД», которая отвечает за отдельную дорожную карту по квантовым коммуникациям.
В отличие от квантовых вычислений, где основная сложность в создании устойчивого вычислителя, в квантовой связи главная проблема — расстояние. Сигнал в виде одиночных фотонов нельзя усиливать обычными способами, как это делается в классической связи. Усилитель разрушит квантовое состояние. Поэтому максимальная дальность передачи по оптоволокну без промежуточных узлов сегодня ограничена примерно сотней километров.
Один из способов обойти это ограничение — использовать спутниковую связь. В вакууме фотоны летят без потерь, и сигнал можно передать на тысячи километров. Кулик сообщил, что в России ведется работа над созданием низкоорбитального спутника, который будет раздавать квантовые ключи наземным терминалам. По его словам, в этом направлении Россия отстает от Китая примерно на десять лет — китайцы уже запустили экспериментальный спутник и продемонстрировали защищенную связь между континентами. Российский спутник, по предварительным планам, может быть запущен к 2029 году.
Основными заказчиками такой защищенной связи, как пояснил Кулик, выступают структуры, которым нужна гарантированная конфиденциальность. Например, ведомства, работающие с данными особой важности. В условиях ограниченного авиасообщения с некоторыми странами доставка физических носителей с ключами шифрования становится проблемой, и квантовая связь через спутник может стать альтернативным решением.
Сейчас квантовый интернет представлен только в виде МУКС (Межуниверситетской квантовой сети), который реализуется совместно с другими партнерами и заказчиками, и служит средством коммуникации между институтами и НИИ в Москве, Нижнем Новгороде, Санкт-Петербурге и Самаре.
Выгода и перспективы применения
Ключевой темой обсуждения стало не только то, как работают квантовые компьютеры, но и когда они начнут приносить практическую пользу. Екатерина Солнцева привела данные о программе пилотных применений в атомной отрасли. В портфеле «Росатома» сейчас более 30 пилотных проектов, по 12 из них в 2025 году уже продемонстрированы результаты. Проекты охватывают оптимизацию производственных процессов, моделирование физических процессов и химических реакций.
В частности, для инновационного проекта «Прорыв» с помощью квантовых алгоритмов решены модельные задачи по планированию топливообеспечения АЭС и моделированию теплопереноса в твердотельных конструкциях. Для других предприятий «Росатома» решались задачи оптимизации технологических цепочек добычи и переработки, формирования производственных расписаний и календарных планов сооружения АЭС.
В области моделирования радиофармпрепаратов планируется применить квантовый подход к разработке меченых пептидов для адресной доставки лекарств при лечении онкозаболеваний. Ряд проектов связан с применением квантовых алгоритмов для искусственного интеллекта. Как отмечалось в выступлениях, это позволяет сокращать время обучения нейросетей, увеличивать точность моделей и снижать энергозатраты. Примером был назван проект по повышению точности автоматизированной медицинской диагностики.
Отдельный блок программы посвящен подготовке кадров. «Росатом Квантовые технологии» совместно с Корпоративной академией разрабатывает программу дополнительного профессионального образования «Квантовые технологии и способы их применения на предприятиях». Планируется, что к 2030 году число специалистов, закончивших базовое образование в области квантовых технологий, достигнет 8300 человек, магистратуру — 2600, аспирантуру — 800.
Что говорят о сроках и стоимости
В ходе дискуссии была затронута тема финансирования и сроков наступления практической отдачи от квантовых технологий. Екатерина Солнцева подтвердила, что бюджетное финансирование квантового проекта сохраняется. Совокупный объем финансирования дорожной карты «Квантовые вычисления» на период до 2030 года составляет 28,8 млрд рублей из бюджетных и внебюджетных источников, включая средства «Росатома».
Относительно темпов развития технологий было отмечено, что простого увеличения числа кубитов недостаточно. Критически важны точность операций, время когерентности и возможность масштабирования систем. В мире, как и в России, сейчас идет переход от демонстрации единичных рекордных показателей к созданию инженерно-стабильных решений, пригодных для опытной эксплуатации.
Плановые показатели дорожной карты до 2030 года включают создание квантового вычислителя объемом 300 физических кубитов, разработку 54 новых отечественных квантовых алгоритмов (с учетом разработанных ранее их число достигнет 88) и развертывание облачной платформы для решения прикладных задач. Количество пользователей, применяющих квантовые вычисления через отечественный сервис расчетов, должно составить не менее 10 тысяч человек к 2030 году накопительным итогом. Параллельно будет идти проверка научных гипотез по использованию квантовых вычислений в различных отраслях экономики с формулированием конкретных требований к техническим решениям.
Вывод
Второе заседание Квантового клуба журналистов в МГУ продемонстрировало, что российская программа квантовых вычислений перешла от этапа научно-исследовательских работ к инженерной стадии. За пять лет удалось не только догнать мировых лидеров по номенклатуре развиваемых платформ, но и выйти на показатели размерности в 70+ кубитов на нескольких из них.
Фокус сместился на практическое внедрение. «Росатом» уже сформировал портфель из 30 пилотных проектов с предприятиями отрасли и получил первые результаты на модельных задачах. Это позволяет говорить о формировании в России заказа на квантовые вычисления со стороны реального сектора.
Дальнейшее развитие будет определяться не столько гонкой кубитов, сколько способностью интегрировать квантовые сопроцессоры в существующую ИТ-инфраструктуру и готовить кадры, способные формулировать и решать прикладные задачи с использованием новой технологии.