Ruský štátny jadrový gigant Rosatom v spolupráci s Lomonosovovou Moskovskou štátnou univerzitou predstavil nový prototyp kvantového počítača, ktorý pracuje so 72 kvantovými bitmi, teda qubitmi. Ide už o tretí prípad, keď ruskí výskumníci verejne demonštrovali kvantový počítač s viac ako 70 qubitmi, čo naznačuje systematický postup v oblasti, ktorá patrí k technologickým prioritám krajiny. Ambíciou Moskvy je do roku 2030 vyvinúť kvantové systémy so stovkami qubitov, ktoré by dokázali riešiť úlohy mimo dosahu klasických superpočítačov.

Kvantové počítače sú považované za jednu z kľúčových technológií budúcnosti, pretože sľubujú dramatické zrýchlenie výpočtov pri určitých typoch problémov, napríklad v kryptografii, materiálovom výskume či optimalizácii. Na rozdiel od klasických počítačov, ktoré pracujú s bitmi nadobúdajúcimi hodnotu 0 alebo 1, kvantové počítače využívajú qubity schopné existovať v superpozícii oboch stavov naraz. Práve táto vlastnosť umožňuje paralelné spracovanie veľkého množstva výpočtov. Na tému upozornil Interesting Engineering.

Prečo nezáleží len na počte qubitov

Hoci počet qubitov je často hlavným ukazovateľom výkonu kvantového počítača, v praxi je rovnako dôležitá aj presnosť operácií. S rastúcim počtom qubitov totiž prudko rastie náchylnosť systému na chyby spôsobené vonkajšími vplyvmi a stratou kvantovej koherencie. Preto je kvalita logických operácií jedným z kľúčových parametrov, ktoré rozhodujú o tom, či je kvantový počítač použiteľný aj mimo laboratórnych experimentov.

TASR/AP/Unsplash

Prototyp Rosatomu a Moskovskej štátnej univerzity využíva 72 qubitov založených na jednotlivých neutrálnych atómoch rubídia. V rámci dvojqubitových logických operácií dosiahol systém presnosť na úrovni 94 percent. Hoci ide o hodnotu, ktorá zaostáva za špičkovými experimentmi niektorých amerických firiem, má veľký význam z hľadiska praktických testov a ďalšieho vývoja. Dvojqubitové operácie sú totiž základným stavebným kameňom komplexných kvantových algoritmov a bez ich spoľahlivosti nie je možné uvažovať o stabilných výpočtoch.

Zaujímavým aspektom je aj fakt, že ruskí vedci podľa dostupných informácií dosiahli tieto výsledky bez zahraničných spoluprác. V kontexte technologických sankcií to Moskva prezentuje ako dôkaz technologickej suverenity v oblasti kvantových technológií.

Trojzónová architektúra ako kľúč k stabilite

Výraznou inováciou prototypu je jeho trojzónová architektúra. Tá rozdeľuje systém na samostatné zóny určené na výpočty, dlhodobé ukladanie kvantových informácií a čítanie výsledkov. Každá zóna má presne definovanú funkciu, čo má pomôcť minimalizovať rušenie a znižovať chybovosť.

Qubity sú extrémne citlivé na vonkajšie prostredie a aj malé narušenie môže viesť k zmene kvantového stavu, a tým k chybným výsledkom. Ruský dizajn sa preto zameriava na schopnosť vykonávať zložité výpočty pri súčasnej korekcii logických chýb, čo je nevyhnutný krok smerom k vysoko spoľahlivým kvantovým počítačom. V aktuálnej fáze prototyp využíva dve zóny, výpočtovú a pamäťovú, pričom čítacia zóna má byť nasadená v ďalšej etape vývoja.

„Dosiahnutie úrovne 72 qubitov na platforme založenej na atómoch potvrdzuje systematický rozvoj domáceho kvantového projektu a našu silnú pozíciu v kvantovom výskume a tvorbe prototypov kvantových počítačov,“ uviedla Jekaterina Solnceva, riaditeľka pre kvantové technológie v štátnej korporácii Rosatom. Zároveň zdôraznila, že „je mimoriadne dôležité, že vedci urobili ďalší krok smerom k postupnému zvyšovaniu spoľahlivosti operácií“.

Vývoj je pozoruhodný aj v širšom časovom kontexte. Ešte v roku 2023 mal najvýkonnejší ruský kvantový počítač iba 16 qubitov. Za niekoľko rokov sa tak krajine podarilo už tretíkrát predstaviť prototyp so viac ako 70 qubitmi, čo naznačuje rýchle tempo pokroku.

Do projektu sa pritom nezapájajú len skúsení akademici. „Na týchto experimentoch a na vývoji počítača sa podieľajú nielen poprední univerzitní špecialisti, ale aj mladí vedci, doktorandi a študenti, takže táto práca zapája mladú generáciu do jedného z najdôležitejších vedeckých projektov Ruska,“ uzavrel dekan Fakulty fyziky Moskovskej štátnej univerzity Vladimir Belokurov v stanovisku pre agentúru TASS

Čítajte viac z kategórie: Novinky