В рамках национальной дорожной карты по квантовым вычислениям, куратором которой выступает госкорпорация «Росатом», исследователи сообщили о переходе на новый технологический уровень в работе с ионными платформами. Внедрение планарных (чиповых) ловушек считается одной из наиболее перспективных архитектур для масштабирования квантовых вычислителей.
Экспериментальные результаты были получены одновременно двумя научными коллективами, участвующими в Квантовом проекте. Сотрудники Физического института РАН под руководством Ильи Семерикова осуществили захват ионов иттербия-171 в планарную ловушку, их перемещение по чипу и провели однокубитные операции. Кроме того, ими были измерены параметры нагрева ионов — основная характеристика для оценки качества таких устройств. Вторая группа из Квантового центра под руководством Кирилла Лахманского работала с ионами кальция, также подтвердив возможность их удержания, перемещения и базовых операций.
По оценкам ученых, данный шаг является значимым для развития ионных квантовых компьютеров. Планарные ловушки позволяют удерживать более сотни кубитов, дают возможность интеграции оптических элементов и обеспечивают более высокую технологичность по сравнению с предыдущими конфигурациями. Как отмечает старший научный сотрудник ФИАН Илья Заливако, эта архитектура открывает пути к более точным параллельным операциям и усложнению конфигураций массивов ионов.
Переход к плоским чипам является необходимым условием для создания вычислителей нового уровня. В ближайших планах — развитие этой технологии с целью выхода на конкурентоспособные показатели в мировом масштабе к 2030 году.
Освоение планарных ловушек рассматривается как шаг к созданию промышленных ионных квантовых вычислителей. В перспективе это позволит решать прикладные задачи различных отраслей. Новая технология дает возможность перейти от линейных цепочек ионов к более сложным многомерным конфигурациям, что облегчает управление кубитами и их адресацию по мере роста их числа.
С 2020 года «Росатом» является ответственным исполнителем дорожной карты по квантовым вычислениям. В рамках проекта уже созданы прототипы четырех типов квантовых вычислителей (на ионах, атомах, фотонах и сверхпроводниках). В настоящее время Россия располагает семью квантовыми процессорами, три из которых имеют размерность 70 и более кубитов. На период до 2030 года запланировано дальнейшее развитие технологий и их внедрение в атомной отрасли, где уже реализуется более 30 пилотных проектов. С 2026 года госкорпорация также включилась в исследования в области квантовых сенсоров.
Читайте также: В России разрабатывают технологию выращивания новых зубов из стволовых клеток