Российские физики совершили настоящий технологический прыжок, создав первый в стране квантовый компьютер на базе так называемых «кусептов». Российский квантовый центр (РКЦ) официально объявил об этом достижении 29 декабря 2025 года. Вместо привычных всем кубитов, которые могут находиться только в двух состояниях (0 или 1), ученые использовали семиуровневые квантовые системы, что позволило радикально увеличить вычислительную мощность устройства при меньшем количестве физических элементов.
Смотрите, в чем тут фокус: процессор состоит из 26 ионов кальция, но каждый из них работает как кусепт, принимая значения от нуля до шести. В итоге такая архитектура дает мощность, эквивалентную 72-кубитному процессору. Это не просто «цифры в отчете», а реальный сдвиг в сторону более плотных и эффективных вычислений, который ставит Россию в один ряд с мировыми технологическими гигантами.
От куквартов к кусептам: как развивалась идея
Путь к этому устройству не был мгновенным. Как рассказал Максим Острас, генеральный директор РКЦ, концепция многоуровневого подхода начала доказываться еще в 2021 году. Тогда команда реализовала систему из двух «куквартов» (четырехуровневых систем), что по силе было равно четырем обычным кубитам.
За четыре года физики проделали колоссальную работу, увеличив мощность системы в разы. Переход от простых кубитов к кудитам (а затем и к кусептам) — это как переход от обычного переключателя «вкл/выкл» к многопозиционному регулятору. Возможностей стало больше, а управление ими стало точнее. Интересно, что для реализации этой идеи команде пришлось с нуля разрабатывать специализированные лазерные системы и сложную оптическую архитектуру, чтобы буквально «дирижировать» ионами кальция.
Точность, которая удивляет
Одной из главных проблем квантовых систем всегда была «зашумленность» и ошибки. Но здесь результаты впечатляют. Для системы такого масштаба удалось достичь рекордной точности: однокубитные операции выполняются с точностью 99,92%, а сложные двухкубитные логические операции — с точностью 96,5%. Такие показатели делают компьютер пригодным для реальных задач, а не только для лабораторных демонстраций.
Глобальный контекст: Россия, Китай и США
Если смотреть на общую картину, Россия теперь входит в очень узкий круг из семи стран, владеющих квантовыми машинами мощностью 50 кубитов и выше. Но есть и более важный момент. По словам Николая Колачевского, директора Физического института имени П.Н. Лебедева (ФИАН), Россия стала одной из трех стран в мире (наряду с США и Китаем), которые имеют работающие квантовые компьютеры на всех четырех физических платформах: атомах, фотонах, сверхпроводниках и ионах.
Это дает нам уникальную гибкость. Пока одни ставят на сверхпроводники, которые требуют экстремального охлаждения, российские ученые успешно развивают ионные ловушки. Напомним, что в октябре 2025 года госкорпорация Росатом уже демонстрировала в ФИАН свой 50-кубитный ионный компьютер, который летом успешно обкатал алгоритм Гровера для поиска в базах данных и расчет молекулярных структур.
Кто стоит за проектом и что дальше
Научную группу возглавил Кирилл Лахманский. Под его руководством была создана не только «железная» часть (оптика и лазеры), но и обновленная электроника управления вместе с специализированным софтом. Лахманский подчеркивает, что теперь устройство будет применяться для решения прикладных задач. В приоритете — комбинаторная оптимизация и проектирование сложных сетей.
Кстати, за всем этим стоит государственная дорожная карта «Квантовые вычисления», утвержденная еще в 2020 году. Мы видим, как пункты этого плана закрываются один за другим: в январе 2024 года МФТИ запустил 12-кубитный процессор, в феврале Росатом представил системы на 20 и 25 кубитов, а в декабре 2024-го МГУ и РКЦ создали первый 50-кубитный прототип с облачным доступом.
- Архитектура: 26 ионов кальция (кусепты).
- Эквивалент: 72 традиционных кубита.
- Точность: до 99,92% для простых операций.
- Дата анонса: 29 декабря 2025 года.
- Назначение: оптимизация сетей и решение комбинаторных задач.
Перспективы и риски
Переход на многоуровневые системы — это попытка обойти «проклятие масштабирования». Вместо того чтобы бесконечно добавлять новые кубиты (что увеличивает количество ошибок и требований к охлаждению), ученые увеличивают информационную емкость каждого отдельного элемента. Это делает квантовые вычисления более практичными в краткосрочной перспективе.
Впрочем, детали внедрения в реальный сектор экономики пока остаются туманными. Как отметила Екатерина Солнцева, директор по квантовым технологиям Росатома, с 2026 года госкорпорация возьмет на себя развитие квантового сенсинга, что может стать следующим важным этапом, дополняющим вычислительные мощности.
Часто задаваемые вопросы
Что такое кусепты и чем они отличаются от кубитов?
Обычный кубит может находиться только в двух состояниях (0 или 1). Кусепт — это квантовая система с семью уровнями, что позволяет одному элементу хранить гораздо больше информации. Это значительно повышает вычислительную мощность: 26 кусептов по эффективности работают как 72 обычных кубита.
Для чего будет использоваться этот квантовый компьютер?
Кирилл Лахманский и его команда планируют применять устройство для решения задач комбинаторной оптимизации и проектирования сложных сетей. Такие вычисления практически невозможны на обычных компьютерах из-за огромного количества вариантов перебора, но квантовые системы справляются с ними на порядки быстрее.
Какое место Россия занимает в мировом квантовом гонке?
Россия входит в число семи стран, создавших машины на 50+ кубитов. Более того, Россия, США и Китай — единственные страны, имеющие работающие системы на всех четырех физических платформах: ионных, атомных, фотонных и сверхпроводящих. Это обеспечивает технологическую независимость и широту исследований.
Когда эта технология станет доступна для бизнеса?
Хотя прототипы уже существуют и некоторые из них доступны через облачные платформы (как 50-кубитный компьютер МГУ и РКЦ), полноценное внедрение в индустрию займет время. Сейчас идет этап отработки алгоритмов и повышения точности операций, чтобы результаты вычислений были коммерчески применимы.
