Российские ученые из Квантового проекта госкорпорации «Росатом» впервые в стране успешно выполнили кубитные операции с использованием планарных ионных ловушек. Это достижение ускорит разработку квантового вычислителя для решения практических задач в экономике и повседневной жизни.
В рамках государственной программы по развитию квантовых вычислений российские исследователи перешли к использованию планарной технологии, которая является ведущей в мире для создания квантовых вычислителей на ионной платформе. Эта технология позволяет удерживать и контролировать ионы, что способствует увеличению производительности ионных квантовых компьютеров.
Успех был достигнут двумя научными группами проекта: из Физического института РАН под руководством Ильи Семерикова и из Квантового центра под руководством Кирилла Лахманского.
В Физическом институте ученые продемонстрировали захват ионов иттербия‑171 в планарные ловушки, их перемещение по чипу и выполнение однокубитных операций. Также было измерено важное свойство этих устройств – скорость нагрева ионов. В Квантовом центре велась работа с ионами кальция: захват частиц, их перемещение и однокубитные операции.
Переход к планарной технологии означает значительный прогресс в создании промышленных ионных квантовых вычислителей, которые смогут решать задачи в различных отраслях промышленности. Это приближает внедрение квантовых вычислений в производство.
С научной точки зрения планарные ловушки позволяют работать с более сложными конфигурациями из нескольких массивов ионов, что открывает новые возможности для развития платформы. Это позволяет увеличить количество кубитов без усложнения системы.
«Сегодня очевидно, что будущее ионных квантовых компьютеров связано с планарными технологиями. Это открывает множество путей для улучшения платформы: более точные и параллельные операции, увеличение числа кубитов, интеграция фотоники и операции в близких полях. Планарные ловушки также более технологичны, что делает этот результат важным как с научной, так и с практической точки зрения», – отметил старший научный сотрудник Физического института Илья Заливако.
Руководитель научной группы Квантового центра Кирилл Лахманский подчеркнул, что переход к планарной технологии – это важный шаг для достижения нового уровня работы. «Это только начало: мы планируем развивать эту технологию, чтобы войти в конкуренцию с мировыми лидерами в области квантовых вычислений и достичь передовых результатов к 2030 году», – сказал он.
Планарные ловушки представляют собой электромагнитные устройства, в которых электроды для создания удерживающих полей расположены на плоскости (чипе). Они используются для удержания и контроля ионов в квантовых вычислениях. Преимущество этих ловушек заключается в способности удерживать большое количество кубитов (более 100), возможности интеграции оптических элементов для манипулирования и считывания кубитов, а также в создании зон с заданными свойствами для улучшения качества операций независимо от их количества.
Источник: наука.рф
распечатать статью
