НА ПУТИ К РОССИЙСКОМУ КВАНТОВОМУ КОМПЬЮТЕРУ

Фото: mospravda.ru

Инженеры и ученые МГТУ им. Н.Э. Баумана и ФГУП «ВНИИА» ГК «Росатом» достигли мирового уровня по «времени жизни» сверхпроводниковых кубитов квантового процессора.

На базе совместного научно-образовательного центра «Функциональные Микро/Наносистемы МГТУ им. Н.Э. Баумана» (НОЦ ФМН), в кооперации с учеными Института физики твердого тела РАН, МИСиС, МФТИ, РКЦ и НГТУ в предельно сжатые сроки (два года) была разработана технология создания сверхпроводниковых кубитов со «временем жизни» на уровне 50 микросекунд. Это важнейший шаг на пути к созданию российского универсального квантового компьютера. Полученные результаты не уступают параметрам квантовых процессоров лучших мировых аналогов от IBM, Google, Intel, работа над которыми велась более десятилетия.

«Время жизни» кубитов является определяющим параметром для квантовых вычислений и те, у кого получится максимально его продлить, станут обладателями первого функционирующего квантового компьютера, а значит, получат неограниченные возможности сверхбыстрых вычислений. Безграничные возможности квантовых компьютеров – по шифровке и дешифровке информации, моделированиюсложнейших процессов химии и моделированию новых материалов, расчету процессов, связанных с новыми производственными технологиями, созданию и исследованию новых лекарств, расчёт сложных теплофизических процессов и многое другое – будут возможны для нашей страны на квантовых компьютерах отечественного производства.


Вот как оценивает эту работу и дальнейшие планы Илья Родионов, директор НОЦ ФМН (МГТУ им. Н.Э. Баумана/ФГУП «ВНИИА»): «Полученный результат считаем промежуточным, мы понимаем, что делать на следующем этапе. Планируем двигаться в сторону 100-кубитного компьютера современами жизникубитовболее 100 микросекунд. А главная наша цель – создать универсальный квантовый компьютер, что позволит решать практические задачи, полезные для нашей страны. Мы довольно четко понимаем и представляем, что должно быть усовершенствовано и в технологии, и в эксперименте, и в измерениях, и в алгоритмах для того, чтобы прийти к практически полезному квантовому симулятору, а дальше к созданию универсального квантового компьютера…»

НОЦ ФМН.Кремниевая пластина с чипами и чип сверхпроводникового квантового процессора, который может обрабатывать информацию на несколько порядков быстрее, чем полупроводниковые чипы классических компьютеров.

Наша справка:
В результате 2-х летней работы были созданы и экспериментально продемонстрированы кубиты типа 2D-трансмон. Многокубитные квантовые процессоры всех мировых IT-гигантов построены именно на базе кубитов этого типа. Сверхпроводниковые кубиты имеют неоспоримые преимущества, так как могут быть изготовлены «стандартными» методами современной наноэлектроники. А это означает простую и быструю возможность масштабирования сверхпроводниковых квантовых схем и массовый выпуск квантовых процессоров. «Стандартными» эти методы наноэлектроники являются только для узкого круга высококвалифицированных специалистов, обладающих лучшими технологическими возможностями в мире. Сегодня в НОЦ ФМН на базе МГТУ им. Н.Э. Баумана создана технологическая база, позволяющая конкурировать с мировыми научными лабораториями. Сверхпроводниковые кубиты «не терпят» любых, даже атомарных загрязнений интерфейсов и поверхностей, поэтому требуют применения сложнейших технологий изготовления. Они работают стабильно только в контролируемой среде и при температурах, ниже температур жидкого азота и даже глубокого космоса – в непосредственной близи абсолютного нуля по Кельвину.

НОЦ ФМН. Результаты измерения днотоновой спектроскопии, двухтоновой спектроскопии, времени когерентности и времени дефазировкикубитов 2D-трансмонов.

Сегодня в России впервые создан комплекс конкурентоспособных серийных технологий и технических решений в области квантовых вычислений на базе сверхпроводниковых кубитов. В НОЦ ФМН разработана российская технология изготовления кристаллов квантовых процессоров с нанометровыми размерами элементов кубитов. Создан базовый модуль сверхпроводникового квантового компьютера. Модуль основан на коммерческом криостате растворения и разработанных в центре специальных системах сверхвысокочастотной фильтрации, многоуровневого экранирования, необходимых блоков управляющей спецэлектроники и программного обеспечения. Созданный комплекс не имеет аналогов в России и соответствует лучшим мировым образцам. Разработанные технологии позволяют «с нуля» с применением новейших методов наноэлектроники создавать сверхпроводниковые кубиты – «транзисторы» квантовых процессоров, и квантовые многокубитные сверхпроводниковые интегральные схемы.
Работы осуществлены в предельно сжатые сроки в рамках проекта Фонда перспективных исследований (ФПИ), который выполняется в широкой научно-технической кооперации ФГУП «ВНИИА», МГТУ им. Н.Э. Баумана, ИФТТ РАН, МИСиС, МФТИ, РКЦ, и НГТУ, а также инициативной программы исследований ФГУП «ВНИИА». Благодаря кооперации лидирующих российских научных команд, созданной в рамках проекта ФПИ, уже реализованы однокубитные и двухкубитные логические вентили с точностью операций от 80 до 99%, что позволит в ближайшее время перейти к созданию российских многокубитных квантовых процессоров.

НОЦ ФМН – совместный технологический центр МГТУ им. Н.Э. Баумана и ФГУП «ВНИИА», обеспечиващий реализацию передовых практических исследований в области элементной базы на новых физических принципах, квантовых технологий, нанофотоники и оптики, биоаналитических платформ типа «лаборатория на чипе», МЭМС/МОЭМС и тонкопленочных технологий. Исследования в центре выполняются с использованием комплексов оборудования ведущих мировых производителей, объединенных в единый технологический кластер, а также на оборудовании, приобретаемом в рамках динамично развивающегося промышленного консорциума.
МГТУ им. Н.Э. Баумана – один из крупнейших государственных технических университетов и научных центров России и Европы. Обучение в МГТУ им. Н.Э. Баумана ведется на 19 факультетах дневного отделения. Существует 2 филиала МГТУ в Калуге и Мытищах, а так же техникум. Основными структурными подразделениями университета являются научно-учебные комплексы, имеющие в своем составе факультет и научно-исследовательский институт.
ФГУП «ВНИИА» – создано в 1954 г. и является одной из ведущих научно-исследовательских организаций Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом».

наша редакция
 
По теме
В парках начали размещать QR-коды маршрутов портала "Узнай Москву" - Molnet.Ru Первый плакат с QR кодом уже разместили в саду «Эрмитаж». Портал "Узнай Москву" и департамент культуры разрабатывают серию прогулочных маршрутов по паркам Москвы, сообщает официальный портал мэра и правительства города .
19.08.2019
 
 
Учимся современно. Фото: Наталия Нечаева, «Вечерняя Москва» Учимся современно.
15.08.2019 Москва.Центр
Московский международный форум «Город образования – 2019» обещает быть рекордным по… количеству посетителей (ожидается более 130 тысяч гостей), количеству педагогических сессий, количеству иностранных спикеров и делегаций.
15.08.2019 Московская правда
17 августа 1934 года в Колонном зале Дома cоюзов началась работа I Всесоюзного съезда советских писателей.
17.08.2019 Московская правда
Голы братьев и дебют Джорджевича. «Локомотив» победил «Динамо» - ФК Локомотив «Локомотив» вырвал победу у «Динамо» в шестом туре чемпионата России. По сравнению с прошлым матчем в составе «Локомотива» было лишь одно изменение - место Мацея Рыбуса на левом фланге занял Брайан Идову.
18.08.2019 ФК Локомотив
Мастер-класс по футболу проведут в Культурном центре «Новослободский». Фото: Наталия Нечаева, «Вечерняя Москва» Мастер-класс по футболу проведут в Культурном центре «Новослободский».
16.08.2019 Москва.Центр
Госинспекцией по недвижимости возбуждено административное производство по факту нарушения договора аренды и изменения целевого назначения нежилых помещений, находящихся в собственности города Москвы по адресу:
19.08.2019 Информационный Центр