Специалисты Квантового проекта «Росатома» впервые на территории Российской Федерации осуществили кубитные операции с использованием планарных ионных ловушек – специализированных чиповых устройств, предназначенных для удержания и управления ионами в процессе квантовых вычислений. Этот значительный успех был достигнут одновременно двумя научными коллективами: исследователями Физического института РАН (под руководством Ильи Семерикова) и сотрудниками Квантового центра (возглавляемого Кириллом Лахманским), как сообщили представители государственной корпорации.
Планарные ловушки – это электромагнитные конструкции, в которых удерживающие поля формируются электродами, расположенными на одной плоскости, непосредственно на чипе. Ключевые достоинства данной технологии заключаются в возможности удержания большего количества кубитов, интеграции оптических компонентов для управления и считывания состояний, а также создании отдельных зон со специфическими характеристиками, что способствует повышению качества операций независимо от размера квантового регистра.
В Физическом институте РАН ученые успешно провели захват ионов иттербия‑171 в планарную ловушку, их перемещение по поверхности чипа и осуществление однокубитных операций. Одновременно, в Квантовом центре были получены аналогичные результаты при работе с ионами кальция: продемонстрирован захват частиц, их транспортировка и выполнение однокубитных манипуляций.
По мнению Кирилла Лахманского, переход к планарной технологии является принципиально важным шагом для достижения качественно нового уровня в разработке квантовых систем. Без этого невозможно создание мощных квантовых вычислителей. Текущие результаты – это лишь начальный этап: в перспективе планируется развитие данной технологии с целью достижения уровня ведущих мировых проектов в области квантовых вычислений к 2030 году.
Проведение демонстрации кубитных вычислений на плоских квантовых структурах указывает на эволюцию отечественной квантовой разработки в сторону практичных, масштабируемых технологий и создает предпосылки для формирования более совершенных и эффективных квантовых систем.
