Российский квантовый компьютер появится через три года

Создание первого в России квантового компьютера должно быть завершено к сентябрю 2021 года. Это следует из техзадания проекта «Оптические квантовые симуляторы». Ранее планировалось, что разработки займут пять лет.

Одной из главных сложностей при конструировании квантового компьютера является считывание информации о состоянии квантового бита (кубита). В обычных полупроводниковых вычислительных машинах каждый бит информации может принимать одно из двух значений — 0 или 1. Кубит одновременно содержит оба этих состояния и может одновременно их обрабатывать. Однако считываемый при этом сигнал очень слаб, его необходимо усиливать, но используемые для этого устройства создают помехи. Поэтому одной из главных задач при построении квантового компьютера стало создание усилителя с минимальным уровнем шума.

В январе 2018 года российские ученые решили эту проблему, разработав сверхпроводящий усилитель сигнала от кубита, который создает предельно возможный минимум шумов. Усилитель прошел испытания и может использоваться в области очень точных измерений, в частности, квантовой метрологии. В апреле 2018 года международная группа ученых, в которую входили и российские, разработала новый тип кубита, основанный на эффекте квантового проскальзывания фазы — контролируемого периодического разрушения и восстановления сверхпроводимости в сверхтонкой (порядка 4 нм толщиной) нанопроволоке, которая в обычном состоянии имеет довольно большое сопротивление.

Планируется, что в российском квантовом компьютере будет не менее 50 кубитов. Универсальных квантовых компьютеров, способных справляться с любыми задачами, однако разрабатываемые методы и принципы вычислений уже сейчас позволяют решать сверхсложные задачи. Например, с помощью кубитов моделируют химические соединения и материалы, воссоздают механизм процессов фотосинтеза. Российский квантовый компьютер будет ориентирован на решение проблем материаловедения.