мгу

В МГУ представлен первый в России прототип 50–кубитного квантового компьютера

Учеными Московского университета и Российского квантового центра в рамках дорожной карты «Квантовые вычисления», которую координирует госкорпорация «Росатом», создан первый в России прототип 50-кубитного квантового вычислителя на одиночных нейтральных атомах рубидия. Прототип был успешно протестирован 19 декабря 2024 года в рамках контрольного эксперимента.

В 2020 году Правительством РФ была утверждена дорожная карта развития высокотехнологичной области «Квантовые вычисления». Одной из ее целей было создание до конца 2024 года квантового вычислителя мощностью не менее 50 кубитов. При этом в России есть несколько научных групп, которые развивают свои прототипы на разных технологических платформах: нейтральных атомах, ионах, сверхпроводниках и фотонах. Прототип квантового компьютера Центра квантовых технологий (ЦКТ) физического факультета МГУ основан на одиночных нейтральных атомах рубидия, которые захватываются оптическими пинцетами (сфокусированными лазерными лучами). Кубит кодируется во внутренних степенях свободы этого одиночного атома. 

«Наш прототип – это оптический стол, большую часть которого занимает лазерная система, которая используется для охлаждения и управления состояниями атомов и для создания массива оптических пинцетов, система со сверхвысоким вакуумом и оптическим доступом. В этой вакуумной системе мы создаём магнитооптическую ловушку, в которую захватываем атомы из паров рубидия и охлаждаем лазером. А потом из холодного облака газа захватываем одиночные атомы в сфокусированные оптические микроловушки. В настоящий момент в Центре квантовых технологий МГУ мы можем создавать квантовые регистры из 50 атомов, расположенных в упорядоченном массиве, реализовывать операции над одиночными кубитами с точностью более 0.998 и запутывающие двухкубитные операции с точностью более 0.9. Нейтральные атомы в оптических пинцетах – хорошая система с точки зрения перспектив масштабирования, нам более-менее понятно, как дойти от систем из десятков кубитов к сотням и даже тысячам кубитов», – рассказал руководитель сектора квантовых вычислений Центра квантовых технологий физического факультета МГУ Станислав Страупе.

Работоспособность этой системы, а также возможность подключаться к ней удалённо с помощью облачной платформы была продемонстрирована в рамках контрольного эксперимента 19 декабря 2024 года, который зафиксировал успешное выполнение заявленных в дорожной карте показателей. Работы были выполнены в рамках договора между физическим факультетом МГУ и Российским квантовым центром (РКЦ). На приемке работ присутствовали представители Госкорпорации «Росатом», «Росатом – Квантовые технологии» (ООО «СП «Квант»), РКЦ, Физического института им. П.Н. Лебедева РАН и ряда других организаций.

«Результаты, полученные в рамках дорожной карты, стали возможными благодаря многолетним исследованиям, которые велись в Центре квантовых технологий МГУ имени М.В. Ломоносова. За последние 10 лет здесь сформировался коллектив высокопрофессиональных специалистов – в основном, из числа студентов, аспирантов и выпускников физического факультета Московского университета», – добавил научный руководитель Центра квантовых технологий МГУ, профессор физического факультета МГУ Сергей Кулик.

Это достижение является прекрасным заделом для развития этой системы до уровня 300 и более кубитов, реализации коррекции ошибок и логических кубитов, которые запланированы на следующих этапах работ уже в рамках нового национального проекта и новой дорожной карты. В ближайших планах ученых Центра квантовых технологий физического факультета МГУ – работа по увеличению точности операций и запуску полезных алгоритмов.

«Результат, полученный Центром квантовых технологий Московского университета, – это важный шаг к достижению технологического суверенитета нашей страны. Фокус завершающейся в этом году дорожной карты по квантовым вычислениям – это собственно разработка квантовых вычислителей. На новом этапе для нас важно стартовать практическое применение квантовых инноваций. Атомная отрасль уже запустила программу пилотных внедрений квантовых вычислений. Мы рассчитываем на синергию в этой области усилий Росатома и научных коллективов страны, включая ЦКТ МГУ имени М.В. Ломоносова», – отметила директор по цифровизации госкорпорации «Росатом» Екатерина Солнцева.

https://msu.ru/news/novosti-nauki/v-mgu-predstavlen-pervyy-v-rossii-prototip-50-kubitnogo-kvantovogo-kompyutera-.html?sphrase_id=3871277

В МГУ открыли новый суперкомпьютер, решающий задачи ИИ.

1 сентября 2023 года в МГУ имени М.В. Ломоносова ректор В.А. Садовничий открыл новый суперкомпьютер, обладающий специализированной архитектурой. Компьютер поможет в проведении научных исследований в области искусственного интеллекта (ИИ), решении задач по разработке отечественного программного обеспечения и подготовке высококвалифицированных специалистов.

Ректор Московского университета академик В.А. Садовничий: «В середине 1950-х годов именно Московский университет стал первым вузом в стране с собственным вычислительным центром. В стенах МГУ сосредоточились лучшие умы в области информационных технологий, многие из которых – наши выпускники. Здесь разрабатывались и внедрялись передовые вычислительные машины. Московский университет и сегодня остается отечественным лидером в области современных вычислительных технологий. Ввод нового супервычислителя позволит конкурировать с мировыми лидерами, даст новый импульс для решения задач по разработке отечественного программного обеспечения, подготовке высококвалифицированных кадров в области суперкомпьютерных технологий и проведения научных исследований в области искусственного интеллекта».

Компьютер с новой архитектурой, основанной на активном использовании графических процессоров, составит единый вычислительный кластер с суперкомпьютером «Ломоносов-2». Суммарная производительность нового суперкомпьютера составит 400 AI Петафлопс. Архитектура компьютерной системы была «вдохновлена» передовыми образцами реализованных проектов суперкомпьютеров в лучших университетах мира, а используемые технологии основаны на практиках и существующих разработках ведущих производителей.

В качестве вычислительной сети используется сеть с пропускной способностью 200 Гбит/с. Сеть обладает высокой надежностью и характеризуется минимальными задержками. Сеть хранения имеет аналогичные показатели. Для сети управления и интеграции с внешними системами выбрана сеть с пропускной способностью 100 Гбит/с и необходимым резервированием компонентов. В супервычислительный комплекс также входят новые системы энергообеспечения, охлаждения и коммуникации. При создании комплекса активно применялись отечественные узлы и компоненты.

Научная программа предполагает продолжение актуальных исследований, связанных с ИИ и работой с большими данными. Среди них – разработка новых методов и инструментов ИИ, решение задач в сфере информационной безопасности, создание программных и аппаратных средств систем ИИ, конструирование репрезентативных наборов данных для обучения систем ИИ в различных областях знаний и многое другое.

Новый компьютер является уникальным рабочим инструментом для ученых Научно-исследовательского вычислительного центра МГУ, механико-математического факультета, факультета вычислительной математики и кибернетики и иных структурных подразделений университета.

При помощи суперкомпьютера специалисты научно-образовательных школ МГУ «Математические методы анализа сложных систем» и «Мозг, когнитивные системы, искусственный интеллект» займутся разработкой математических методов машинного обучения для обработки текстовой научной информации большого объема, интеллектуальным анализом изображений для высокопроизводительного фенотипирования растений и точного земледелия, прогнозированием качества гетерогенных каналов в сетях передачи данных на основе вероятностных моделей и методов машинного обучения и решением ряда других задач.

Кроме того, суперкомпьютер будет активно использоваться в учебном процессе. Планируется обширная практическая поддержка общих, специальных и межфакультетских курсов в области ИИ, разработка новых специализированных магистерских программ в области ИИ, использование систем ИИ для цифровизации/автоматизации учебного процесса, проведение соревнований (хакатонов) в области ИИ и прочее.

Суперкомпьютер в МГУ имени М.В. Ломоносова стал важным звеном в системе ведущих суперкомпьютерных центров России. Проект реализован в рамках Программы развития МГУ до 2030 года при финансовой поддержке Правительства России.

Источник:

https://www.msu.ru/news/v-mgu-otkryli-novyy-superkompyuter-reshayushchiy-zadachi-ii.html