Квантовые вычисления — это область науки, которая обещает революционизировать подход к обработке информации. На фоне глобальной гонки в этой сфере русские ученые сделали значительный шаг вперед, представив прототип первого 50-кубитного квантового компьютера, работающего на основе холодных нейтральных атомов рубидия.
Этот проект стал результатом совместной работы Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова и Российского квантового центра, а его реализация проходит в рамках дорожной карты "Квантовые вычисления", координируемой госкорпорацией "Росатом".
Квантовые вычисления используют принципы квантовой механики для обработки информации. В отличие от классических битов, которые могут находиться в состоянии 0 или 1, квантовые биты (кубиты) могут находиться в состоянии суперпозиции, что позволяет выполнять множество вычислений одновременно. Это делает квантовые компьютеры особенно эффективными для решения сложных задач, таких как факторизация больших чисел или оптимизация.
Недавно разработанный прототип квантового компьютера на нейтральных атомах рубидия представляет собой уникальную платформу. В отличие от других подходов, таких как использование ионов или сверхпроводников, нейтральные атомы имеют свои преимущества. Они менее чувствительны к внешним воздействиям, что позволяет более эффективно управлять их состояниями.
Оптический стол нового вычислителя занят сложной лазерной системой, предназначенной для охлаждения и управления атомами. Система охлаждения очень важна, так как она позволяет уменьшить тепловые колебания атомов, что, в свою очередь, увеличивает точность квантовых операций. Кроме того, для успешной работы квантового компьютера требуется сверхвысокая вакуумная система, которая минимизирует взаимодействие атомов с окружающей средой. Сейчас ученые сосредоточены на увеличении точности операций и разработке полезных алгоритмов, которые смогут продемонстрировать преимущества нового квантового устройства. Это может открыть новые горизонты для решения практических задач в таких областях, как криптография, моделирование химических процессов и оптимизация логистических систем.