Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Новая архитектура квантовых платформ резко приблизила взлом биткоина и ключей шифрования, и это не шутка
01.04.2026 [11:45],
Геннадий Детинич
Похоже, что компания Google не зря на днях включила «режим паники» в вопросе приближающегося «Дня-Q» (Q-Day), когда большинство современных алгоритмов шифрования окажутся под угрозой взлома со стороны квантовых компьютеров. Новая работа международного коллектива учёных под руководством исследователей из Калтеха (Caltech) показала, что взлом будет возможен уже с использованием 10 тыс. кубитов, что кратно меньше предыдущих ожиданий. 
Источник изображения: Caltech В частности, на платформе arXiv был опубликован препринт под названием «Shor's algorithm is possible with as few as 10,000 reconfigurable atomic qubits» (30 марта 2026). Авторы — группа исследователей из Caltech и связанных проектов, включая Маделин Кейн, Цянь Сюй, Робби Кинга, Льюиса Пикарда, Харри Левина, Мануэля Эндреса, Джона Прескилла, Хсин-Юань Хуана и Долева Блувштейна. Работа демонстрирует принципиальную возможность выполнения алгоритма Шора для факторизации целых чисел и дискретного логарифма на «криптографически значимых масштабах» с использованием всего 10 000–26 000 перестраиваемых атомных кубитов. Это радикально снижает ранее принятые оценки, которые требовали миллионов физических кубитов из-за высоких накладных расходов на коррекцию ошибок. Ключевой вклад исследования заключается в оптимизации высокоскоростных квантовых кодов коррекции ошибок, эффективных наборов логических инструкций и дизайна квантовых схем. Авторы показывают, что на платформе нейтральных атомов можно достичь устойчивых к отказам вычислений при значительно меньшем количестве кубитов. Благодаря параллелизму и улучшенным алгоритмам время выполнения дискретного логарифма для эллиптической кривой P-256 может составить всего несколько дней на системе с 26 000 кубитов, в то время как факторизация RSA-2048 потребует в 10–100 раз больше времени, в зависимости от конфигурации. Недавние эксперименты с нейтральными атомами уже подтвердили универсальные отказоустойчивые операции ниже порога коррекции ошибок и работу с массивами в сотни и тысячи кубитов. Результаты имеют прямые последствия для современной криптографии. Алгоритм Шора, способный взламывать RSA и ECC (включая защиту Bitcoin и Ethereum), ранее считался практически нереализуемым в ближайшие десятилетия из-за огромных ресурсных требований. Теперь же порог имеющих практическую ценность квантовых компьютеров существенно снижен, что ускоряет появление систем для расчётов, а также взлома алгоритмов шифрования, подчёркивая необходимость срочного перехода на постквантовые алгоритмы шифрования во всём мире. Компания Google, например, планирует полностью подготовиться к этому событию уже к 2029 году — на годы раньше ожидаемого. Кубиты на нейтральных атомах оказались более перспективными для имеющих практическую ценность квантовых вычислителей. Нейтральные атомы относительно просто расставляются оптическими (лазерными) пинцетами в нужные положения, необходимые для работы алгоритма. Такая технология подготовки к вычислениям допускает запутывание и перемещение запутанных атомов на относительно большие расстояния для создания масштабных схем. В том же Калтехе учёные успешно создавали массивы из более чем 6000 нейтральных атомов. Если для взлома ключей понадобится всего 10 000 атомов, то до краха основ современной криптографии осталось совсем немного. Кстати, Google внезапно объявила, что также будет делать ставку на нейтральные атомы, хотя более 15 лет развивала преимущественно сверхпроводящие кубиты. К чему бы это? Google открыл ранний доступ к квантовому компьютеру нового поколения, но учёным из ряда стран там не рады
31.03.2026 [09:53],
Геннадий Детинич
Google объявила о запуске программы раннего доступа Willow Early Access Program к своему квантовому компьютеру на новом квантовом процессоре Willow с 105 кубитами. Эта инициатива предоставит избранным командам учёных эксклюзивную возможность поработать с передовым оборудованием, которое пока недоступно широкой публике. Из рассмотрения заявок исключены учёные из Китая, России, Украины, Ирана и Беларуси, каким бы интересным ни было их предложение. 
Источник изображения: Google Заявки на участие принимаются до 15 мая 2026 года. Главным критерием отбора заявлена обязательная научная или практическая ценность подготовленной для запуска на Willow задачи. Специалисты Google уже «наигрались» с запуском на квантовых платформах синтетических задач и хотят увидеть практическую ценность квантовых вычислителей. Процессор Willow, изготовленный на производстве Google в Санта-Барбаре (Калифорния), был представлен в 2024 году и имеет 105 кубитов. Он способен удерживать состояние когерентности кубитов, необходимое для выполнения квантовых алгоритмов, почти 100 микросекунд. Это в пять раз превышает показатели предыдущего процессора Sycamore. Благодаря повышенной стабильности Willow надёжно выполняет сложные алгоритмы, преодолевая традиционные ограничения «шумных» квантовых систем. В момент анонса компания заявила, что Willow менее чем за пять минут решил задачу из квантового бенчмарка RCS, на которую у Frontier (самого быстрого суперкомпьютера в мире) ушло бы 10 септиллионов (1024) лет. Но что более важно, процессор Willow впервые показал, что рост числа кубитов не ведёт к увеличению ошибок, что имеет критическое значение для масштабирования квантовых вычислительных платформ. Это стало кардинальным отличием от обычных квантовых процессоров, где ошибки растут с добавлением кубитов. Данный прорыв решает фундаментальную проблему квантовой коррекции ошибок, поставленную ещё Питером Шором в 1995 году. Теперь масштабирование квантовых вычислений становится реальностью, открывая путь к практическому применению, чем теперь намерена воспользоваться Google, впервые привлекая к работе на Willow независимые коллективы. Китайцы сообщили о создании первого в мире кремниевого квантового процессора со встроенной коррекцией ошибок
27.03.2026 [14:22],
Геннадий Детинич
Китайские учёные из Международной академии квантов в Шэньчжэне (Shenzhen International Quantum Academy) первыми в мире создали кремниевый квантовый чип, способный выполнять полный набор логических операций с обнаружением ошибок. Об этом они сообщили в журнале Nature Nanotechnology, что знаменует собой важный шаг к созданию устойчивых к ошибкам квантовых компьютеров — это прогресс в масштабировании, приемлемые габариты и мощность в одном флаконе. 
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews В отличие от предыдущих платформ на основе сверхпроводящих кубитов, например, в случае семейства квантовых чипов компании IBM, на которых такие операции уже стали реальностью, технология изготовления кубитов на кремниевой основе открывает путь к массовому производству благодаря совместимости с существующим полупроводниковым производством. Опытный чип был изготовлен путём точного размещения атомов фосфора в кремниевой матрице с атомарной точностью. Также учёные разработали метод снижения помех — основного источника ошибок в квантовых системах. Они объединили четыре кубита в два защищённых логических элемента, что позволило автоматически фиксировать ошибки, вызванные шумом или интерференцией. Таким образом, впервые в кремнии была реализована вся цепочка: подготовка квантовых состояний с коррекцией ошибок, выполнение основных вычислительных операций и обеспечение работы заданного алгоритма. В процессе эксперимента чип успешно рассчитал низкоэнергетическое состояние молекулы воды (H2O), получив результат, близкий к теоретическому. Это доказало практическую применимость подхода для реализации реальных квантовых алгоритмов. Команда подчёркивает, что их усилиями квантовая полупроводниковая платформа уже оформилась и её можно начать внедрять. Разработка открывает перспективы для масштабирования квантовых систем и их интеграции в существующие дата-центры и устройства. Следующие шаги включают усилия по дальнейшему снижению интерференции, повышению точности размещения атомов и увеличению числа кубитов на одном чипе. В долгосрочной перспективе кремниевые квантовые компьютеры могут стать доступными и экономически эффективными, что ускорит развитие квантовых технологий в промышленности и науке. Q-Day ближе, чем все думали: Google резко приблизила сроки взлома почти всей современной криптографии
25.03.2026 [23:39],
Геннадий Детинич
Неожиданно для всех специалистов в сфере кибербезопасности компания Google сообщила о существенном ускорении сроков наступления Q-Day — момента, когда квантовые компьютеры смогут взламывать современную криптографию с открытым ключом. В опубликованном 25 марта 2026 года материале компания заявила, что теперь планирует полностью подготовиться к этому событию уже к 2029 году, а не в более отдалённой перспективе, как считалось ранее. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews Вице-президент Google по инженерной безопасности Хизер Эдкинс (Heather Adkins) и старший криптограф Софи Шмиг (Sophie Schmieg) подчеркнули, что компания берёт на себя ответственность лидера и призывает всю отрасль ускорить переход на постквантовую криптографию (PQC), чтобы защитить данные военных, банков, правительств и обычных пользователей. «Как первопроходцы в области квантовых вычислений и квантовых компьютеров, мы обязаны подавать пример и делиться амбициозными планами, — написали они. — Мы надеемся, что это внесет ясность и придаст импульс, необходимый для ускорения цифрового перехода не только в Google, но и во всей отрасли». «Q-Day» представляет собой рубеж, после перехода которого достаточно мощный квантовый компьютер сможет за разумное время решить задачи факторизации целых чисел (алгоритм Шора) и дискретного логарифмирования, на которых основаны RSA и эллиптические кривые (эллиптическая криптография). По мере развития квантовых систем и алгоритмов считалось, что для достижения «Дня Q» нужны сначала миллиарды физических кубитов, потом — 20 млн физических кубитов и, наконец, в мае прошлого года вышла работа, которая сообщила, что для взлома современной криптографии хватит «всего» одного млн зашумлённых кубитов и недели работы квантового компьютера, что заставило пересмотреть долгосрочные прогнозы. Причём за последние недели произошло что-то ещё, о чём Google пока не говорит и что, возможно, привело к резкому пересмотру сроков наступления угрозы. В принципе, переход на постквантовую криптографию уже начался: новые алгоритмы на основе решёток и хэш-функций (например, CRYSTALS-Kyber) внедряются в протоколы Signal, сервисы Google, Apple и Cloudflare. Тем не менее внедрение остаётся отрывочным и неполным. Google отмечает две основные опасности: текущую атаку «сохрани сейчас — расшифруй позже» для зашифрованных данных и будущую угрозу для цифровых подписей. Именно поэтому компания приоритетно переводит на PQC собственные системы аутентификации, включая Android. Компания призывает все инженерные команды последовать её примеру и ускорить миграцию на постквантовую криптографию. По её мнению, только скоординированные действия отрасли позволят предотвратить криптографический апокалипсис и сохранить безопасность интернета в эпоху квантовых вычислений. Интересно, что власти США и АНБ в частности готовятся встретить «День Q» не раньше 2031 года, а скорее всего — после 2033 года. Отчего Google включила режим паники, можно только догадываться. Пока специалисты пытаются осмыслить предупреждение компании, разработчики ожидают рост нагрузки в связи со срочным внедрением новых протоколов безопасности в подписи и приложения. В Китае придумали, как охлаждать квантовые процессоры без дефицитного гелия-3
20.03.2026 [21:59],
Геннадий Детинич
Китайские учёные создали новый редкоземельный сплав, который позволяет достигать сверхнизких температур без использования редкого изотопа гелий-3. Это материал на основе европия, кобальта и алюминия (EuCo₂Al₉). Он впервые был использован в экспериментальном компактном твердотельном холодильном модуле без движущихся частей. Результат превзошёл ожидания — охлаждение составило около -273 °C и стало рекордным для твердотельных кулеров. 
Источник изображения: Microsoft Новый сплав демонстрирует высокую теплопроводность, сравнимую с металлами, и при этом благодаря механизму адиабатического размагничивания способен охлаждать себя и прилегающие компоненты. Достигаемая температура охлаждения составляет 106 милликельвинов (около -273 °C), что является хорошим приближением к абсолютному нулю и устанавливает рекорд для металлических материалов в подобных холодильных системах. Традиционные методы столь глубокого охлаждения опираются на рефрижераторы растворения с гелием-3 — редким и дорогим изотопом, поставки которого ограничены. Новый сплав предлагает альтернативу, полностью избавляющую от необходимости в гелии-3, что делает технологию более доступной и независимой от поставок из ограниченного числа источников. Кроме того, отсутствие жидких хладагентов и подвижных элементов повышает надёжность и компактность систем охлаждения, упрощая их интеграцию в различные устройства. У предложенной твердотельной системы охлаждения наибольшие перспективы применения, вероятно, связаны с квантовыми технологиями — она может помочь в миниатюризации вычислительных блоков и масштабировании платформ. Также технология может использоваться в военном оборудовании (сверхчувствительные детекторы, радары, системы связи), космических аппаратах и других областях, требующих портативных и безотказных криогенных решений. Авторы «невзламываемого» шифрования на основе квантовой физики получили премию Тьюринга
18.03.2026 [20:43],
Анжелла Марина
Ассоциация вычислительной техники (Association for Computing Machinery) объявила о присуждении премии Тьюринга Чарльзу Беннету (Charles Bennett) и Жилю Брассару (Gilles Brassard) за их работу в области квантовой криптографии. Эта награда включает денежный приз в размере $1 млн, который учёные разделят между собой. Технология, которую они создали в середине 1980-х годов, изначально казалась интересной, но непрактичной. Однако спустя 40 лет она превратилась в необходимый инструмент для защиты самой конфиденциальной информации в мире. 
Источник изображения: xAI Основой их открытия стали законы квантовой механики, описывающие поведение элементарных частиц, таких как электроны и фотоны. В то время как такие компании, как Google и Microsoft, активно разрабатывают квантовые компьютеры, способные взламывать существующие с 1970-х годов методы шифрования, разработки Беннета и Брассара предлагают решение этой нарастающей проблемы, основанное на новых криптографических технологиях. 
Источник изображения: Association for Computing Machinery Совместная работа исследователей привела к публикации статьи в 1983 году, где они описали квантовые жетоны для метро, которые нельзя было подделать даже при краже оборудования. Год спустя они представили концепцию квантовой криптографии, а через пять лет подтвердили её работоспособность физическим экспериментом. Их система, получившая название BB84, использовала фотоны для генерации ключей шифрования и основывалась на законе физики, согласно которому любая попытка наблюдения за фотоном меняет его состояние, оставляя след вмешательства, подобный нарушению пломбы на упаковке лекарств. 
Источник изображения: Association for Computing Machinery Признанный эксперт Принеха Наранг (Prineha Narang) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе подчеркнула, что учёные предложили совершенно новый подход к шифрованию, сделав его невзламываемым благодаря фундаментальным законам физики. Важность этого открытия стала очевидна в 1994 году, когда Питер Шор (Peter Shor) из Bell Labs доказал уязвимость традиционных схем перед квантовыми вычислениями. В том же десятилетии Беннет и Брассар продемонстрировали возможность безопасной передачи данных на большие расстояния посредством квантовой телепортации, использующей эффект запутанности частиц. Это явление, которое Альберт Эйнштейн образно называл «жутким действием на расстоянии», теперь может кардинально изменить передачу информации между квантовыми компьютерами, исключая возможность перехвата. Сегодня правительства и крупные компании активно стремятся внедрить эти технологии для создания сетей будущего. История сотрудничества учёных началась в 1979 году. Они встретились, отдыхая у северного побережья Пуэрто-Рико во время участия в научной конференции в Сан-Хуане. Беннет, ныне работающий в лаборатории IBM в Йорктауне, предложил Брассару, профессору Университета Монреаля, идею создания банкноты, которую невозможно подделать, используя принципы квантовой механики. Брассар позже отметил, что это событие шокировало его, так как подобные встречи случаются крайне редко. По состоянию на 2026 год американскому физику-теоретику Чарльзу Беннету 82 года, Жилю Брассару (канадскому физику-теоретику) — 72 года. В России создали прототип квантовой оперативной памяти — для компьютеров, радаров и телескопов невероятной чувствительности
07.03.2026 [15:22],
Геннадий Детинич
В феврале 2026 года в журнале Physical Review Letters вышла статья группы российских учёных кластера «Квантум Парк» МГТУ им. Н. Э. Баумана, подготовленная совместно с исследователями Всероссийского НИИ автоматики им. Н. Л. Духова (входит в структуру «Росатома»), в которой было рассказано о прототипе чипа квантовой оперативной памяти. Это то недостающее звено, которого не хватает для масштабирования квантовых вычислений и других прорывов в науке и технике. 
Источник изображений: «Квантум Парк» Представленное устройство способно сохранять квантовые состояния (сигналы) в виде микроволновых импульсов с определённой частотой и поляризацией и воспроизводить их по требованию без существенной потери информации. Разработка решает одну из ключевых проблем квантовых технологий — минимизацию потерь при хранении и передаче квантовой информации, что ранее почти не удавалось сделать. Параметры прототипа превзошли зарубежные аналоги: например, эффективность хранения до первого цикла считывания в устройстве из Стэнфорда составила 21 %, а из Университета Цинхуа — 12 %, тогда как российская разработка показала эффективность на уровне 57,5 %. Технически устройство представляет собой систему резонаторов для разных частот микроволнового диапазона, соединённых с внешним источником активным «ключом» на базе джозефсоновского перехода, который использует квантовый эффект туннелирования. При записи квантовый сигнал в виде микроволнового импульса распределяется по резонаторам через открытый ключ, после чего ключ закрывается, изолируя систему, а при считывании — открывается, выдавая точную копию сигнала со сдвигом во времени. В экспериментах достигнуты время хранения 1,51 мкс, характерное время затухания эффективности 11,44 мкс и эффективность хранения 57,5 % при первом считывании. Архитектура совместима со сверхпроводящими кубитами, требует всего одной линии управления и теоретически позволяет достичь эффективности до 100 %.  Разработка открывает путь к внедрению развитых алгоритмов коррекции ошибок в квантовых вычислениях, что резко повысит точность и масштабируемость платформ. Кроме того, квантовая память найдёт применение в радарных системах нового поколения, способных накапливать слабые отражённые сигналы от стелс-объектов (включая беспилотники), делая их видимыми для обнаружения. В астрофизике квантовая память может лечь в основу квантовых телескопов, накапливающих отдельные фотоны от далёких объектов — это эквивалентно созданию «линзы» практически неограниченного диаметра для изучения поверхности экзопланет на расстоянии 10–20 световых лет, включая поиск признаков жизни (например, атмосферных облаков). Ректор МГТУ Михаил Гордин назвал устройство «той самой квантовой оперативкой», которой не хватало для прорыва в квантовых вычислениях и квантовых датчиках. Дальнейшие работы будут направлены на повышение стабильности, интеграцию в реальные системы и переход к серийному производству, но путь к этому ещё неблизкий. Суперсила, помноженная на два: в Японии IBM впервые смогла обеспечить бесшовную работу суперкомпьютера с квантовым
24.02.2026 [14:57],
Геннадий Детинич
Команда специалистов IBM и института RIKEN (Япония) достигла важной вехи в развитии синтеза квантовых и суперкомпьютерных расчётов (Quantum-Centric Supercomputing, QCSC). Исследователям удалось впервые создать замкнутый цикл вычислений, в котором размещённые рядом квантовый вычислитель и суперкомпьютер непрерывно обменивались данными промежуточных расчётов, работая на общий результат. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews До сих пор квантовые вычислители редко использовались для получения практически значимых расчётов. Более того, в связке с суперкомпьютерами они работали циклами, пересылая один другому промежуточные данные поэтапно на больших отрезках времени. Это вело к простоям каждой из платформ, пока они дожидались завершения вычислительных циклов партнёра по расчётам. С учётом колоссальной стоимости рабочего времени таких систем — это недопустимая роскошь. Команде IBM и RIKEN впервые удалось обеспечить бесшовную работу совершенно непохожих друг на друга компьютерных платформ, обеспечив непрерывный обмен данными внутри каждого вычислительного цикла. Исследователи из США с коллегами из Японии создали гибридную систему из суперкомпьютера Fugaku (состоящего из 158 976 узлов — это почти 7,3 млн ядер ARM) и квантового компьютера IBM Quantum System Two на процессоре Heron (133 кубита). Это было впервые, когда на таком масштабе тесно связали классический высокопроизводительный вычислительный комплекс и квантовый компьютер. Суть эксперимента заключалась в расчёте электронной структуры двух сложных молекул из атомов железа и серы — важных для биохимии и катализа. Знание распределений электронных оболочек — это то, что даёт узнать о поведении молекул в любой среде. Для расчёта использовался метод «квантовой диагонализации на основе выборок» (Sample-based Quantum Diagonalization, SQD), когда квантовый процессор генерировал выборки из пространства состояний молекулы, а Fugaku обрабатывал огромные объёмы данных в рамках классических вычислений и корректировал результаты в итеративном цикле. Это позволило получить самую большую и точную квантово-химическую симуляцию на сегодняшний день — точность оказалась выше, чем у точных классических методов (к слову, для таких систем недостижимых), и сопоставима с лучшими приближёнными классическими подходами. Достижение можно с уверенностью считать первым практическим воплощением концепции суперкомпьютерных вычислений с привязкой к работе квантовых систем. Разработанный замкнутый рабочий процесс обеспечил быструю обратную связь между квантовой и классической частями системы, что критически важно для эффективного использования обоих типов ресурсов. Представители RIKEN и IBM отметили, что подобный синтез открывает путь к интеграции в систему расчётов ускорителей (в том числе GPU) и приближает момент достижения настоящего квантового превосходства в практически ценных химических и физических расчётах. Достижение имеет большое значение для будущего гибридных вычислений. Это создаёт основу для масштабирования подобных платформ, включая облачные гибридные среды, и ускоряет исследования в материаловедении, фармацевтике и энергетике, где точное моделирование молекулярных взаимодействий играет ключевую роль. Канадцы собрали «копеечный» аналог квантового компьютера для решения задач оптимизации
11.02.2026 [17:50],
Геннадий Детинич
Учёные из Университета Квинс в Кингстоне (Queen's University) создали программируемую фотонную машину Изинга, работающую при комнатной температуре и часами сохраняющую стабильность. Установку можно назвать «копеечным» аналогом квантовых компьютеров компании D-Wave, поскольку они решают сходные задачи комбинаторной оптимизации. Но разница в цене, надёжности и стоимости обслуживания университетской установки и систем D-Wave колоссальна, и не в пользу последних. 
Источник изображений: Nature 2025 Платформа учёных построена на базе оптоэлектронного генератора световых импульсов с использованием доступных в продаже компонентов для оптического телекоммуникационного оборудования: лазеров, модуляторов света на тонкоплёночном ниобате лития, полупроводникового оптического усилителя и электроники для цифровой обработки сигналов. В своей основе вычислитель работает на базе так называемой модели Изинга, которая в оригинале использует миниатюрные магниты, только вместо них университетская установка опирается на импульсы света. Модель Изинга позволяет решать сложные задачи комбинаторной оптимизации — это, прежде всего, знаменитая задача коммивояжёра, которому нужно найти оптимальный маршрут для посещения множества адресов с минимальными затратами на путь. Но она также позволяет ускорить расчёты с разбиением чисел и даже с синтезом белков. Решение возникает в процессе естественного (физического) стремления системы к минимальному значению энергии, что и будет ответом на поставленную задачу. Исполнение таких задач криогенной квантовой платформой D-Wave и другими подобными называется квантовым отжигом. Университетская установка делает то же самое, только каждый её вычислительный элемент — виртуальный спин — представлен импульсом света в петле с хитрым управлением. Задача кодируется импульсами света и запускается в систему, где они циркулируют до достижения минимальной энергии, что выражается в виде остаточной последовательности импульсов на выходе. Установка оперирует 256 спинами, которые допускают 65 536 связей «всех со всеми». Системам D-Wave, которые в миллионы раз дороже, такой масштаб пока даже не снился.  Очевидно, это можно реализовать не для всех задач, но никто не мешает разработке развиваться. В отличие от платформ D-Wave, предложенная учёными установка работает при комнатной температуре и остаётся стабильной часами, а не в течение считанных миллисекунд, как квантовые системы той же D-Wave. Созданная учёными машина достигла рекордной производительности — более 200 GOPS (гигаопераций в секунду) при взаимодействии спинов и нелинейной обработке. Разработка открывает путь к практическому, масштабируемому и энергоэффективному аналоговому вычислителю для задач оптимизации, логистики, криптографии, дизайна лекарств и нейроморфных вычислений. Новая статья: Квантовая коррекция: гонка за экспонентой
06.02.2026 [00:10],
3DNews Team
Данные берутся из публикации Квантовая коррекция: гонка за экспонентой Российские учёные придумали, как встроить многоуровневый подход в квантовые алгоритмы — от этого выиграют все
23.01.2026 [22:14],
Геннадий Детинич
Учёные Университета науки и технологий МИСИС совместно с исследователями Российского квантового центра (РКЦ) систематизировали современные подходы к реализации квантовых алгоритмов с использованием многомерных квантовых систем — кудитов. Зарубежные исследователи редко интересуются этим направлением. В то же время кудиты способны упростить архитектуру квантовых компьютеров и позволить реализацию более сложных алгоритмов, а это дорогого стоит. 
Источник изображения: НИТУ МИСИС «Мы показали, как упростить сложные операции, без которых невозможно большинство квантовых алгоритмов. Обычно для их выполнения требуется множество шагов и дополнительных элементов, что повышает риск ошибок. Использование дополнительных состояний уже имеющихся в кудитах позволяет сократить число шагов для выполнения подобных операций», — отметил директор Института физики и квантовой инженерии НИТУ МИСИС, к.н. Алексей Фёдоров. В основе квантовых вычислений лежат кубиты — квантовые биты, которые могут находиться одновременно в суперпозиции состояний «0» и «1». Такие системы существенно превосходят классические биты по возможностям обработки информации, но современные квантовые процессоры ограничены по числу кубитов и подвержены ошибкам, что снижает эффективность выполнения алгоритмов. Чтобы преодолеть эти ограничения, российские исследователи обратились к кудитам, которые представляют собой многоуровневые квантовые носители с тремя, четырьмя или большим числом состояний, что теоретически позволяет кодировать и обрабатывать больше информации в рамках одного физического элемента. Ключевым вкладом группы МИСИС и РКЦ стали разработанные схемы включения дополнительных уровней кудитов исключительно на этапах выполнения определённых операций, после чего система возвращается к стандартной кубитной работе. Такой подход обеспечивает сокращение количества шагов, необходимых для реализации сложных квантовых алгоритмов, и уменьшает риск ошибок, поскольку меньшее число операций означает меньшую вероятность возникновения декогеренции и других технологических проблем. Учёные подчёркивают, что их схемы не привязаны к конкретной технологической платформе, будь то сверхпроводниковые цепи, ионные ловушки или фотонные системы. Предложенное учёными «включение» кудитов в классические квантовые алгоритмические схемы позволит незнакомым с многоуровневыми системами коллегам начать использовать кудиты без переосмысления хорошо знакомых им алгоритмов. В то же время кудиты могут сократить число операций в классических алгоритмах или позволят запускать алгоритмы на платформах с меньшим числом физических элементов, чем требуется для работы этих алгоритмов в обычном режиме. «Мы сознательно фокусируемся на квантовых алгоритмах, представленных в виде кубитных цепочек, поскольку именно в таком виде сегодня описывается подавляющее большинство квантовых алгоритмов. Это позволяет напрямую связать теоретические идеи с реальными аппаратными платформами и показать, как кудиты могут быть использованы без необходимости полностью переосмысливать существующие алгоритмы», — уточнила к.ф.-м.н. Анастасия Николаева, старший научный сотрудник группы квантовых информационных технологий РКЦ и НИТУ МИСИС. IBM объявила 2026 год годом рассвета квантовых вычислений
10.01.2026 [21:31],
Геннадий Детинич
На выставке CES 2026 компания IBM собрала полный зал слушателей, заворожив их перспективой неминуемого рассвета квантовых вычислений. По мнению компании, которое озвучил ведущий алгоритмист IBM Quantum Борха Перопадре (Borja Peropadre), текущий год станет годом уверенного проявления в вычислениях квантового преимущества. Можно даже сказать, что в 2026 году случится долгожданный рассвет квантовых технологий в вычислениях, что невозможно будет оспорить. 
Источник изображения: IBM Докладчик отметил, что у компании есть план, и она его придерживается. Более того, IBM последовательно выполняет пункты этого плана. Например, один из первых пунктов — о достижении «квантовой полезности» вычислителей на кубитах — был достигнут в 2023 году, как и планировалось. Тогда компания IBM вместе с исследователями из Беркли доказала, что 127-кубитовый QPU Eagle в составе вычислителя исполнил алгоритм из 3000 двухкубитовых операций, впервые показав полезность квантового вычислителя для решения практически значимых задач, «превосходя возможности классических вычислений методом перебора». Следующий этап — доказать квантовое преимущество вычислителей на кубитах. По словам Перопадре, это будет сделано в текущем году, что также станет подтверждением его прогноза о квантовом рассвете в 2026 году. Третий этап наступит в 2029 году, когда компания представит первый отказоустойчивый имеющий практическую ценность универсальный квантовый компьютер. Центральным элементом наступления или проявления квантового преимущества IBM считает сочетание двух критериев: квантового отделения или разделения от классических вычислений и возможности проверить результат квантовых вычислений. Квантовое разделение подразумевает наличие чётко измеряемого превосходства квантового алгоритма над лучшими классическими подходами: по скорости, точности, глубине моделирования или энергоэффективности. Проверка же позволяет убедиться, что полученное решение верно, что особенно важно для задач, где классические методы не дают точного результата. При этом квантовое превосходство не произойдёт окончательно и бесповоротно. Всегда будет место и время для совершенствования классических алгоритмов. В этом останется преимущество конкуренции, которое будет подстёгивать развитие классического и квантового метода расчётов. В ряде экспериментов квантовые системы IBM уже начали демонстрировать превосходство над классическими алгоритмами в задачах, связанных с моделированием энергетических состояний молекулярных систем, однако компания подчёркивает, что это соревнование будет продолжаться: развитие квантовых методов стимулирует появление улучшенных классических моделей, что временно нивелирует преимущества и задаёт новые ориентиры. Как считают в IBM, достижение квантового преимущества наиболее вероятно сначала в таких областях, как оценка количественных (и поэтому наблюдаемых) характеристик в квантовой химии и материаловедении, оптимизация энергетических состояний систем (квантовая химия), а также при решении задач, позволяющих классическую проверку, например, такие как вычислительная факторизация (алгоритм Шора), моделирование цепочек Маркова или специализированные схемы тестирования. Всё это легко проверяется (что может быть проще перемножения чисел после факторизации?) и доказать квантовое превосходство особого труда не составит. С точки зрения аппаратной архитектуры IBM продолжает наращивать вычислительные возможности квантовых процессоров, оценивая прогресс по количеству доступных двухкубитных гейтов, определяющих глубину и сложность реализуемых алгоритмов. Если в 2023 году квантовые системы IBM могли выполнять примерно 3000 двухкубитных операций, то к 2025 году показатель вырос до 5000, а на 2026 год компания прогнозирует около 7500. Процессор «Козодой» (Nighthawk) на 120 кубитах, обладающий улучшенной топологией соединений и низким уровнем ошибок, рассматривается как ключевой элемент для выхода на устойчивые преимущества в практических задачах. IBM также подчёркивает критическую роль алгоритмов и поэтому развивает партнёрскую экосистему, включая проекты с открытыми данными. В компании понимают, что самостоятельно могут долго идти к нужному результату. Для квантовых вычислителей сегодня в мире придумано очень мало имеющих практическую ценность алгоритмов и любая помощь со стороны будет только приветствоваться. В России создали первый в мире квантовый компьютер на кусептах — это решит проблему масштабирования
30.12.2025 [10:05],
Геннадий Детинич
«Долго запрягают, но быстро ездят» — эта, то ли цитата, то ли пословица хорошо ложится на разработку квантовых платформ в России. Эти платформы плохо масштабируются, что вынуждает думать об основе, прежде чем начинать создавать практичные решения. И тогда перспективы открываются у многоуровневых кубитов — кудитов (qudit). Лучшие разработки в этой сфере смог обойти Российский квантовый центр, представив квантовую систему на семиуровневых кусептах. 
Источник изображения: Российский квантовый центр За последние годы российская наука сделала заметный шаг в деле создания квантовых вычислительных машин, и появление первого отечественного ионного квантового компьютера на кусептах — семиуровневых квантовых элементах — можно считать кульминацией этой работы. Такой подход позволяет расширить вычислительную ёмкость системы без простого увеличения числа кубитов (но эта линейная простота лишь кажущаяся). Многоуровневые квантовые состояния, реализованные учёными Российского квантового центра на основе 26 ионов кальция, обеспечивают эквивалент 72-кубитной вычислительной мощности и, помимо прочего, демонстрируют рекордную для систем такого масштаба точность ключевых операций. Классический подход к масштабированию квантовых систем с помощью наращивания числа двухуровневых кубитов давно известен, но он сталкивается с ограничениями по контролю, устойчивости и габаритам платформы. Команда учёных во главе с Кириллом Лахманским пошла иным путём: они сосредоточились на многоуровневых квантовых состояниях — так называемых кудитах и, в частности, кусептах, способных принимать значения от 0 до 6. Такая стратегия позволяет увеличить объём информации, которую может обрабатывать один квантовый элемент, и тем самым выйти на качественно иной уровень масштабирования и вычислительных возможностей. Создание этой системы стало возможным благодаря комплексному решению инженерных и научных задач: разработке специализированных лазерных комплексов, сложной оптической архитектуры, а также модернизации управляющей электроники и программного обеспечения. На стадии контрольных испытаний новые вычислительные блоки продемонстрировали среднюю точность однокубитных операций 99,92 % и двухкубитных 96,5 %, что соответствует высокому уровню исполнения и подтверждает работоспособность архитектуры. В планах научной группы — интеграция ионных ловушек с индивидуальным контролем частиц и реализация алгоритмов для решения практических задач комбинаторной оптимизации (алгоритма MaxCut). Таким образом, новый квантовый компьютер представляет собой не только научный прорыв, но и технологическую платформу для решения сложных прикладных задач в логистике, моделировании и оптимизации, хотя когда это время придёт сегодня вряд ли кто-то точно может сказать. По крайней мере, многоуровневые состояния создают хорошую основу для масштабирования, тогда как классические двухуровневые явно испытывают с этим трудности. Добавим, квантовая платформа на 72 кубитах на ионах кальция стала третьей за последние дни, представленной российскими учёными в этой интересной области вычислений. Ранее были показаны 70-кубитный компьютер на ионах иттербия от научной группы Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН), а также 72-кубитная платформа на холодных атомах рубидия от МГУ. Китай вторым после Google шагнул к отказоустойчивым квантовым компьютерам и сделал это элегантно
26.12.2025 [18:22],
Геннадий Детинич
«Вековая» проблема квантовых вычислителей — рост числа ошибок вместе с наращиванием числа кубитов. Больше кубитов — больше ошибок, что затрудняет масштабирование и появление мощных отказоустойчивых квантовых компьютеров. Год назад Google сообщила, что вместе с новым процессором Willow она первой в мире решила проблему масштабирования, создав процессор с большим числом кубитов и вдвое меньшей вероятностью появления ошибок. Теперь Китай её в этом догнал. 
Источник изображения: University of Science and Technology of China Команда исследователей из Университета науки и технологии Китая (University of Science and Technology of China) опубликовала в журнале Physical Review Letters работу, которую эксперты уже назвали «впечатляющей». Представленный почти одновременно с Google Willow процессор Zuchongzhi 3 с 107 кубитами (у Willow — 105 кубитов), как и его американский соперник, также показал увеличение числа кубитов с одновременным снижением частоты возникновения ошибок. Тем самым китайская команда заявляет о достижении порога отказоустойчивых квантовых систем — второй в мире и первой вне США. Более того, китайские разработчики утверждают, что им удалось реализовать более изящное и простое аппаратное решение проблемы коррекции ошибок. Так, если Google в процессоре Willow «подавляет ошибки» короткими импульсами тока, то в китайском процессоре Zuchongzhi 3.2 это происходит беспроводным способом — с помощью микроволнового излучения. В итоге китайская квантовая вычислительная платформа получается проще и эффективнее, а значит, её будет легче масштабировать. Как и Google Willow, китайский процессор Zuchongzhi 3.2 для коррекции ошибок использует поверхностный код и матрицу с разрядностью d=7. Эксперименты показали, что увеличение числа кубитов привело к снижению частоты появления ошибок с коэффициентом 1,4. Это хороший задел для совершенствования квантовых вычислителей, которых сегодня всё ещё не хватает для решения задач, неподъёмных для классических компьютеров. IBM и Cisco к концу 30-х годов создадут интернет для котов Шрёдингера — квантовый и запутанный
20.11.2025 [20:10],
Геннадий Детинич
По мнению компаний IBM и Cisco, недалёк тот час, когда данные будут мгновенно загружаться на удалённый компьютер просто телепортируясь на него в соответствии с законами квантовой механики. Для этого они вошли в стратегическое партнёрство и обещают в течение пяти лет представить работающий прототип квантового интернета, чтобы уже к концу 30-х годов он стал глобальным. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews Компании IBM и Cisco объявили о стратегическом партнёрстве по созданию сети крупномасштабных отказоустойчивых квантовых компьютеров. Вкладом компании IBM в партнёрство станут достижения в области создания квантовых вычислительных платформ, тогда как компания Cisco представит свой опыт и знания в сфере квантовых сетей, протоколов и устройств. 
Представление о квантовом преобразователе микроволн в оптический свет. Источник изображения: Cisco Очевидно, что рано или поздно квантовые компьютеры выйдут за рамки «персональных» решений и потребуют работы в распределённой сети. Подобный подход позволит значительно увеличить вычислительную мощность квантовых вычислений. Партнёры не намерены откладывать сетевые разработки в долгий ящик и уже в течение следующих пяти лет обещают представить «доказательство концепции» — работающий прототип квантовой сети, объединяющей два отдельных и самостоятельных квантовых компьютера в единый вычислительный кластер, а к концу 30-х годов намерены заложить основу для глобального квантового интернета. 
Представление о первом коммерческом квантовом компьютере IBM «Скворец». Источник изображения: IBM Если с квантовыми компьютерами какая-то ясность есть, по крайней мере, IBM лично обещает представить к 2029 году первый коммерческий квантовый отказоустойчивый компьютер — то с квантовыми сетями всё очень сложно. Главная сложность в том, что технологий для их создания нет на базовых уровнях сетевой модели. Сетевым устройствам и протоколам придётся оперировать хрупкими квантовыми состояниями, о которых даже подумать страшно, не то что куда-то пересылать. Компания IBM в некотором роде поможет партнёру, обещая создать выходное сетевое устройство — Quantum Networking Unit (QNU), сопряжённое с квантовым процессором для вывода квантовых состояний из процессорного блока. Но затем в работу должна вступить Cisco. В квантовой архитектуре IBM данные на начальном этапе представлены в формате микроволнового сигнала. В Cisco берутся создать преобразователь микроволновых сигналов в оптические — для передачи по обычным каналам связи. Также Cisco будет работать над сетевым стеком и, в целом, над программно-аппаратной реализацией сетевого квантового соединения, включая распределение состояния запутанности между удалёнными квантовыми компьютерами. 
Элементы квантового интернета Будущий квантовый интернет начнёт свой путь с лаборатории, продолжит его в ЦОД, затем — в масштабах мегаполиса и выйдет на глобальный простор. Эта сеть также будет включать в себя квантовые датчики, невероятная чувствительность которых позволит отслеживать погоду, землетрясения и многое другое. В конечном итоге распределённые квантовые вычисления приведут к появлению множества технологических чудес, которые долго ещё будут не по зубам локальным квантовым вычислителям. |
© 1997—2026 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
