По словам директора ФИАН академика Николая Колачевского, успех достигнут объединенными усилиями (что для нас очень важно!) участников российского квантового проекта - научными группами Физического института Российской академии наук и Российского квантового центра, при общей координации научного руководителя группы "Квантовые информационные технологии" РКЦ Алексея Федорова. Совместная научная статья об этой работе и полученных результатах опубликована в одном из самых престижных мировых журналов по физике Physical Review Letters.
Что именно произошло? Российские физики реализовали крупнейший в мире квантовый алгоритм на кудитах - так называемый "обобщенный гейт Тоффоли", то есть многокубитную логическую операцию на десяти ионах иттербия. На сегодняшний день это самый большой подобный гейт, зафиксированный в мировой научной литературе.
Что это дает? Позволит существенно повысить точность квантовых вычислений для решения практических задач, включая задачи оптимизации, логистики, моделирования молекул.
- Приоритетом дорожной карты до 2030 года является достижение практической применимости квантовых вычислений, - напомнил академик Колачевский. - Для этого необходимо совершенствование 50-кубитного квантового компьютера на ионах иттербия. Научные группы нашего института концентрируют свои усилия на увеличении его мощности и достижении качества операций, которое позволит реализовывать сложные квантовые алгоритмы для практических расчетов. Показанный учеными мировой рекорд является важным результатом в данном направлении.
Важные подробности к сказанному добавили непосредственные участники работ.
- Мы экспериментально показали, что использование кудитов позволяет реализовать многокубитные операции, слишком ресурсозатратные для реализации на основе ранее известных подходов, - пояснила Анастасия Николаева, старший научный сотрудник группы квантовых информационных технологий РКЦ и одновременно сотрудник одной из лабораторий ФИАН.
И другой, столь же важный, момент: предложенный российскими учеными метод может быть применен не только для ионных квантовых компьютеров, но также для вычислителей на других платформах. В нашей стране ведутся работы одновременно на четырех платформах (условно: ионы в вакуумных ловушках, сверхпроводники, нейтральные атомы, фотоны), в США - уже на пяти.