Ученые Квантового проекта госкорпорации "Росатом" впервые в России продемонстрировали кубитные операции на планарных ионных ловушках. Освоение этой технологии позволит увеличивать мощность ионных квантовых компьютеров до уровня, необходимого для их практического применения, сообщили в пресс-службе "Росатом квантовые технологии".

"В рамках российского Квантового проекта, который реализуется под руководством госкорпорации "Росатом", впервые в стране продемонстрированы кубитные операции на планарных ионных ловушках. Тем самым в рамках российской дорожной карты развития квантовых вычислений обеспечен переход к приоритетной в мире планарной технологии развития квантовых вычислителей на ионной платформе", - отметили в пресс-службе.

Результат получили сразу две научные группы Квантового проекта - группа ФИАН под руководством Ильи Семерикова и группа Российского квантового центра (РКЦ) под руководством Кирилла Лахманского. В ФИАН продемонстрировали захват в планарные ловушки ионов иттербия-171, их перемещение вдоль чипа и однокубитные операции. Ученые также измерили скорость нагрева ионов - одну из наиболее значимых характеристик таких чип-устройств. В РКЦ работа велась с ионами кальция: специалисты продемонстрировали захват частиц, перемещение ионов и однокубитные операции.

Планарные ловушки представляют собой тип электромагнитных ловушек, в которых электроды, генерирующие радиочастотные и постоянные электрические удерживающие поля, располагаются на плоскости - чипе. Такие устройства используются в квантовых вычислениях для удержания и контроля ионов. Они способны удерживать более 100 кубитов, позволяют интегрировать оптические элементы для манипулирования и считывания кубитов, а также создавать зоны с заданными свойствами для улучшения качества операций независимо от количества кубитов в регистре.

Овладение планарной технологией означает качественный шаг в продвижении к промышленным ионным квантовым вычислителям, способным решать полезные индустриальные задачи. Планарные ловушки позволяют перейти от работы с единой цепочкой ионов к более сложным конфигурациям из нескольких небольших массивов, между которыми можно перемещать ионы. Это позволяет при увеличении количества кубитов избежать усложнения колебательных спектров и индивидуальной адресации.

"На сегодняшний день у меня нет сомнений, что дальнейшее развитие ионных квантовых компьютеров связано с переходом к планарным технологиям. Это открывает огромное число путей к совершенствованию платформы: более точные и параллельные операции, больше кубитов, интегрированная фотоника, операции в пределах близких полей. Более того, планарные ловушки являются гораздо более технологичными. Поэтому данный результат очень важен как с научной, так и с практической точек зрения", - рассказал ученый Квантового проекта, старший научный сотрудник ФИАН Илья Заливако.

"Переход к планарной технологии является принципиально важным для обеспечения качественно нового уровня нашей работы, без которого невозможно создание сильных квантовых вычислителей. Это только первый шаг: мы планируем развивать эту технологию для того, чтобы войти в гонку за квантовые вычисления на основе планарных технологий и на горизонте до 2030 года достичь уровня лидерских мировых квантовых проектов", - рассказал руководитель научной группы РКЦ Кирилл Лахманский.