Россия вошла в топ-3 стран с передовыми квантовыми процессорами

Квантовые технологии стали одним из стратегических направлений развития во многих странах мира. В России госкорпорация «Росатом» по соглашению с правительством РФ отвечает за развитие одной из квантовых технологий — квантовых вычислений.

В фокусе проекта — реализация дорожной карты «Квантовые вычисления», стартовавшая в 2020 году и рассчитанная на период до 2030 года. Этот проект в том числе предполагает создание и внедрение полноценных квантовых вычислителей и квантового программного обеспечения (квантовых алгоритмов), благодаря которым будут решены задачи, недоступные для современных суперкомпьютеров. Под руководством «Росатома» работа ведется широким кругом академических институтов и университетов.

Достигнутые результаты и текущие разработки

К концу 2024 года Россия, наряду с США и Китаем, вошла в топ-3 стран, обладающих действующими квантовыми процессорами на четырех основных платформах: ионах в ловушках, нейтральных атомах, фотонах и сверхпроводниках. Эти разработки также позволили России в 2024 году войти в число шести стран с работающими квантовыми процессорами на 50 и более кубитов.

Раньше страны соревновались в создании квантовых компьютеров и наращивании количества кубитов в них. Сегодня пришло понимание, что количественные показатели не связаны с качеством вычислителя и вряд ли являются самодостаточным достижением. На первый план выходит вопрос качества этих кубитов, их способности производить вычисления и решать реальные индустриальные задачи.

Перспективы и практическое применение

С 2025 года начался новый этап квантового проекта, приоритет которого — практическое применение квантовых вычислений в промышленности, в первую очередь в атомной отрасли. В рамках инновационного отраслевого проекта «Прорыв» успешно осуществлено решение тестовой оптимизационной задачи долгосрочного плана производства и поставки ядерного топлива. Решение данной задачи с использованием квантово-вдохновленных алгоритмов обеспечивает оптимальную загрузку производственных мощностей и эффективное распределение топлива между потребителями. При этом, по предварительным тестам, расчет в среднем занимает несколько минут, обеспечивая преимущество во времени расчетов и значительно их ускоряя. Полученные результаты показывают, что использование квантово-вдохновленных алгоритмов потенциально может обеспечить более качественное и точное решение задач оптимизации в планировании и производстве, а с появлением промышленного квантового компьютера многократно увеличить масштаб (размерность) решаемых задач и скорость их решения.

Дальнейшие планы предусматривают развитие квантовой сенсорики: с 2026 года «Росатом» будет отвечать за развитие в России данной технологии. В этой области эффект квантовой механики используется для создания сенсоров, которые обладают гораздо более высокой чувствительностью и точностью, чем любая классическая аппаратура. Например, в медицине квантовые сенсоры способны выявлять заболевания на самой ранней стадии благодаря способности детектировать даже мельчайшие изменения в биологических системах.

Сферы применения

В фармацевтике и медицине квантовые вычисления позволяют моделировать сложные молекулы для разработки новых лекарств с учетом индивидуальных особенностей пациента. В транспортной отрасли они могут быть использованы для оптимизации движения транспорта и построения маршрутов в реальном времени, это улучшит эффективность логистики и снизит время поездок.

Квантовые технологии также имеют значительный потенциал в области искусственного интеллекта, поскольку предоставляют возможности для ускорения процессов машинного обучения и обработки больших объемов данных с использованием более сложных алгоритмов. Это открывает будущие перспективы улучшения систем распознавания образов и анализа данных.

Реклама. Рекламодатель: частное учреждение «Центр коммуникаций», erid: 2SDnjcFx1Mg