Атомные и оптические квантовые вычисления

Научная группа работает над созданием универсального квантового вычислителя на одиночных нейтральных атомах с демонстрацией работы квантовых алгоритмов в атомном регистре и коррекции ошибок, включая ошибки, связанные с потерями атомов. Число атомных кубитов, эффективно задействованных в алгоритмах, называется числом «полезных» кубитов и планируемая цифра – это более 100, что превышает современный уровень для любой платформы. Квантовый вычислитель на основе нейтральных атомов имеет перспективы благодаря абсолютной идентичности кубитов и легкости масштабирования системы, что позволит ему решать полезные задачи.

Другое исследовательское направление группы связано с разработкой оптического квантового компьютера. Квантовые вычисления на фотонах являются одним из наиболее развитых и перспективных принципов построения квантового компьютера. В этой области основной фокус работ нацелен на поиск и исследование архитектуры, позволяющей увеличить размерность квантового регистра компьютера за счет эффективного использования минимального объема ресурсов в виде линейно-оптических интерферометров и неразличимых фотонов, поступающих в интерферометр одновременно.

В проводимых исследованиях также делается акцент на расширение границ применимости существующей системы квантового компьютера на фотонах от лабораторной установки до общедоступного квантового вычислительного устройства, решающего ряд специализированных задач, наилучшим образом подходящих для его архитектуры. Помимо решения технических и научных задач, одним из важных результатов данных разработок станет предоставление доступа к оптическому квантовому компьютеру более широкому кругу исследователей и разработчиков.

В лаборатории ведутся исследования и разработки фундаментальных технологических узлов, определяющих производительность фотонного квантового процессора на основе оптического интерферометра. Ключевыми направлениями являются создание высокоэффективной системы генерации многофотонных состояний и прецизионной системы управления. Результатом деятельности 2025-2026 гг. будет являться прототип масштабируемого фотонного квантового компьютера (бозонного сэмплера) с эффективной размерностью не менее 36 кубитов и возможностью кодирования алгоритма с размерностью не менее 8 кубитов.