Важный шаг на пути технологического суверенитета России стал возможен благодаря совместной работе МГТУ им. Н.Э. Баумана, Всероссийского НИИ автоматики им. Н.Л. Духова и «Криотрейд инжиниринг». Учёные этих организаций анонсировали готовность отечественных криостатов, без которых невозможна эксплуатация современного квантового компьютера. Такие установки создают условия максимально низких температур, что является ключевым требованием для работы сверхпроводниковых кубитов.
Разработка криостатов, необходимых для реализации сложнейших вычислительных систем, велась в течение двух с половиной лет. В процессе опытно-конструкторских работ сформировались два типа технологий: сухие криостаты, способные обеспечивать сверхнизкие температуры, и системы, отличающиеся высокой производительностью охлаждения.
Российские учёные продемонстрировали не только научный потенциал, но и проявили символичную любовь к традициям. Новые криогенные устройства получили имена Yurta и Yaranga, как напоминание о жилищах народов Крайнего Севера, где тема холода имеет особое значение. Это — аллегория, подчеркивающая уникальность и аутентичность российских инноваций.
Проект стал масштабным вызовом для специалистов и инженеров ключевых исследовательских центров страны. Как отмечает ректор МГТУ им. Н.Э. Баумана Михаил Гордин, разработка такого сложного прибора открывает новые горизонты для российской науки, способствует инновациям в физике низких температур, позволяет независимое развитие отечественных квантовых технологий и создает устойчивую основу для будущих достижений.
Созданные криостаты могут использоваться не только для научных исследований в квантовой информатике, но и для работы нейроморфных процессоров, точных сенсорных систем и в астрономии. Директор Научно-образовательного центра «Функциональные микро/нано системы» МГТУ им. Н.Э. Баумана и ВНИИА Илья Родионов обращает внимание, что спектр применения оборудования гораздо шире, чем кажется на первый взгляд.
Значимость абсолютного нуля в квантовых технологиях
Основной задачей криостата является обеспечение сверхнизких температур — вблизи абсолютного нуля, то есть минус 273,15°C по шкале Кельвина. Лишь при таких условиях возможно стабильное функционирование кубитов, базовых ячеек квантового компьютера. На этих температурах материя начинает проявлять свою квантовую природу, и именно здесь рождаются уникальные вычислительные возможности, недостижимые классическими машинами.
Комплекс Yurta способен добиться охлаждения до 0,45 К, что почти в 600 раз ниже температуры таяния льда. Еще более впечатляющие характеристики демонстрирует криостат Yaranga — он опускает температуру ниже 0,01 К, едва не достигая абсолютного минимума, при котором движение атомов практически полностью прекращается.
Наличие такой техники в России теперь позволяет не зависеть от импорта дорогостоящих зарубежных установок. Это не только ускоряет развитие отечественного квантового оборудования, но и дает реальные перспективы для конкуренции на мировых рынках, ведь уникальный промышленный дизайн и высокая надежность российских криостатов уже вызвали интерес у потенциальных зарубежных партнеров.
Интеграция в российский квантовый компьютер на базе SnowDrop 4Q
Знаковым событием стало открытие доступа к облачному квантово-классическому вычислителю, созданному на базе отечественного криостата Yaranga. Презентация прошла в стенах МГТУ им. Н.Э. Баумана при участии первого вице-премьера Дениса Мантурова и министра науки и высшего образования Валерия Фалькова.
Сердцем новой вычислительной установки выступает квантовый сопроцессор SnowDrop 4Q отечественной разработки. Все компоненты, от процессора до элементов системы охлаждения, спроектированы и собраны в исследовательском консорциуме МГТУ и Всероссийского НИИ автоматики. Новая система позволяет разрабатывать и тестировать квантовые алгоритмы на четырёх кубитах, что открывает путь для решения широкого спектра реальных задач. Точность операций впечатляет: однокубитные манипуляции проходят с 99,9% надежности, а двухкубитные — с 99%.
Claster SnowDrop 4Q положил начало применению российских квантовых компьютеров в учебных и научных целях, ускоряя подготовку отечественных IТ-специалистов и инженеров в новом сегменте мировой науки.
Наука и государство: инвестиции в будущее
Развитие отечественных квантовых технологий неразрывно связано с поддержкой на государственном уровне. Министерство науки и высшего образования выделило значительное финансирование на создание научно-технической базы и формирование технологических решений для новых приборов и систем на базе квантовой и сверхпроводниковой электроники.
Благодаря этим вливаниям в 2024 году завершён первый этап российской «дорожной карты» квантовых вычислений. В стране создан работоспособный 50-кубитный квантовый компьютер на ионных ловушках, и Россия по праву входит в число мировых лидеров в области квантовой науки и технологий — как по количеству разработок, так и по уровню научной экспертизы.
Сильная кооперация НИИ, ведущих вузов, промышленных предприятий и государства формирует прочную экосистему, в которой инновационные продукты стремительно доходят до стадии внедрения и производства.
Достижения и оптимистичный взгляд в будущее
Внедрение отечественных криостатов Yurta и Yaranga, интеграция с современными квантовыми процессорами SnowDrop 4Q и запуск облачного доступа к гибридным вычислителям знаменуют новую эру в развитии высоких технологий в стране. Михаил Гордин заверил, что эта работа – прочная основа для дальнейших фундаментальных и прикладных исследований, дающая шанс российским компаниям занять достойное место на мировом рынке оборудования для квантовых технологий.
Появление подобных устройств и систем сделает Россию не только независимой от закупок за рубежом, но и позволит стать экспортером столь сложных и высокотехнологичных изделий. Этот успех доказывает: российская наука и промышленность способны брать на себя амбициозные вызовы и с блеском достигать поставленных целей, внося ощутимый вклад в будущее мировой квантовой индустрии.
