Российский квантовый центр (РКЦ) совершил прорыв в области квантовых вычислений, представив первую в России ионную квантовую систему, основанную на семиуровневых квантовых элементах — кусептах (qusept). В отличие от традиционных кубитов, которые могут находиться в состояниях 0 или 1, кусепт способен кодировать информацию в семи уровнях (от 0 до 6), что радикально увеличивает вычислительную ёмкость системы без простого наращивания числа частиц. На базе всего 26 ионов кальция учёным удалось реализовать эквивалент 72-кубитной вычислительной мощности.
Ключевой проблемой квантовых вычислений является масштабирование: увеличение числа кубитов ведёт к экспоненциальному росту ошибок и сложности управления. Команда под руководством Кирилла Лахманского выбрала альтернативный путь — повышение «вместимости» каждого отдельного квантового объекта. Разработанная платформа продемонстрировала выдающуюся точность операций: 99,92% для однокубитных и 96,5% для двухкубитных гейтов, что является рекордом для систем такого масштаба.
Создание системы потребовало решения комплекса инженерных задач: разработки специализированных лазерных систем, сложной оптической архитектуры и совершенствования управляющей электроники с ПО. В планах научной группы — интеграция ионных ловушек с индивидуальным контролем частиц и реализация алгоритмов для решения прикладных задач комбинаторной оптимизации, например, алгоритма MaxCut, что открывает перспективы для использования в логистике и моделировании.
Эта разработка стала третьим крупным достижением российских учёных в области квантовых вычислений за короткий срок. Ранее были представлены 70-кубитный компьютер на ионах иттербия от ФИАН и 72-кубитная платформа на холодных атомах рубидия от МГУ. Новая архитектура на кусептах рассматривается как стратегический путь к преодолению «узкого горла» масштабирования, с которым сталкиваются классические двухуровневые системы, и формирует основу для создания в будущем мощных квантовых процессоров для решения практических задач.
