Россия — один из ключевых участников глобального квантового рынка. Российские ученые добились больших успехов: создали квантовые процессоры с десятками кубитов и начали проводить на них первые вычисления для решения модельных задач. «Росатом» отвечает за дорожную карту развития квантовых вычислений в России, выстраивает альянсы с российскими и зарубежными партнерами.
Главная особенность квантовых вычислений, которая делает их потенциально гораздо более перспективными по сравнению с классическими компьютерами, — скорость. В основе работы квантового компьютера — кубиты: минимальные единицы информации. Если два классических бита в некоторый момент могут принимать только одно из четырех значений: 00, 01, 10, 11, то два кубита могут в один и тот же момент быть сразу во всех этих состояниях — это называется суперпозиция.
На этой фундаментальной особенности базируется квантовый параллелизм. Классический компьютер за один раз может выполнить алгоритм только для одного набора входных данных. Квантовый компьютер, если ему на вход подать суперпозицию из всевозможных входных значений, выполнит операцию для них всех сразу. Благодаря суперпозиции и основанному на ней параллелизму квантовые компьютеры способны проводить вычисления гораздо быстрее обычных компьютеров. Чем больше квантовый процессор, тем выше параллелизм вычислений: система из n кубитов, находящихся в суперпозиции, находится сразу во всех 2n состояниях.
Благодаря этому квантовые процессоры особенно хороши для вычислений определенного типа. Это, например, задачи, связанные с перебором многих вариантов для поиска оптимальных комбинаций с большим числом параметров. Области применения — фармацевтика и материаловедение, логистика, кибербезопасность. Решение таких задач нужно для развития искусственного интеллекта, создания точнейших часов, оптимизации производственных процессов и проч.
Пока во всем мире предпринимаются первые попытки использовать квантовые процессоры для решения реальных полезных задач. Единичные успехи уже есть.
Россия — одна из немногих стран, которые создают квантовые процессоры на четырех физических платформах — ионах, холодных атомах, сверхпроводниках и фотонах. Большинство стран развивают одну-две платформы.
Российские ученые добились серьезных успехов в создании квантовых процессоров. Так, на ионах иттербия создан процессор размерностью в 70 кубитов. На ионах кальция и холодных атомах — в 72 кубита. 16 кубитов-флаксониумов в процессоре на сверхпроводниках и 35 — на фотонах.
Отдельное важное направление — квантовое ПО: специальные алгоритмы для решения практических задач. Российские ученые создали 43 алгоритма. Семь организаций атомной отрасли тестируют на своих предприятиях квантовые алгоритмы для решения модельных задач. Например, для проекта «Прорыв», в рамках которого создается система энергетики IV поколения с замкнутым ядерным топливным циклом, была решена модельная задача теплопереноса. Расчеты проводили на 50-кубитном ионном квантовом вычислителе с помощью облачной платформы квантовых вычислений.
Всего в портфеле 7 проектов по оптимизации производственных процессов, 12 — по решению задач в области моделирования, 4 проекта связаны с интеллектуальным анализом данных.
Около десяти стран проявляют интерес к наработкам России в области квантовых вычислений. Это неудивительно, учитывая стремительную скорость развития этих технологий в России (еще десять лет назад в стране не было ни одного квантового процессора даже на паре кубитов) и эффективность их развития. Так, находясь на 11-м месте в мире по объему финансирования госпрограмм в квантовых вычислениях, Россия показала один из самых высоких практических результатов и приближается к лидерам — США и Китаю. К этому стоит добавить широту возможностей: в развитии квантовых процессоров участвуют научные команды из целого ряда университетов и научных институтов страны, это позволяет, например, развивать ионные процессоры одновременно на иттербии и кальции.
Россия и, конечно, «Росатом» готовы развивать сотрудничество по квантовому направлению с другими странами. Для активизации этой работы в апреле 2026 года «Росатом» совместно с Министерством образования и науки РФ и Министерством цифрового развития, связи и массовых коммуникаций РФ проведет в Москве первый Форум квантовых технологий стран БРИКС.
К участию в форуме приглашены представители научного сообщества, органов власти и бизнеса из стран — участниц объединения и стран-партнеров. Ожидается, что создание единого пространства сотрудничества в рамках БРИКС ускорит разработку прикладных квантовых решений, а также усилит позиции объединения как глобального технологического центра.
«В 2025 году наши ученые подтвердили устойчивые позиции страны в квантовых исследованиях и создании прототипов квантовых компьютеров. Обладая серьезным потенциалом, мы выступаем за справедливый доступ стран к высоким технологиям, ведь в конечном итоге целью научно-технического прогресса является улучшение качества жизни людей во всем мире», — прокомментировала проведение форума директор по квантовым технологиям «Росатома» Екатерина Солнцева.
Фото: Медиацентр Физфака МГУ, газета «Страна Росатом»
