Если вам кажется, что ваш ноутбук иногда «тормозит», вспомните: квантовый компьютер может сломаться от космического луча — и попробуйте после этого пожаловаться техподдержке.

Мир квантовых вычислений сейчас живёт ожиданием 2026 года. Не потому что тогда чудом появятся машины, которые за секунду взломают весь Интернет, а потому что индустрия надеется перейти с «уровня игрушек» на уровень два — первые небольшие квантовые компьютеры с настоящей коррекцией ошибок. Microsoft даже формализовала это в своём трёхступенчатом фреймворке развития квантовой техники.

От шумных прототипов к логическим кубитам

Сегодняшние NISQ‑компьютеры — это тысячи физических кубитов, которые постоянно ошибаются. Классическая электроника борется с ошибками повторением: отправили «0» три раза, получили «010», по большинству понятно, что хотели передать ноль. С кубитами так нельзя — их нельзя просто скопировать.

Выход — хитрый: один логический кубит кодируется в ансамбле из многих физических. Ошибки неизбежны, но специальные алгоритмы по «следам» в этом ансамбле восстанавливают исходную квантовую информацию. Ключевой экспериментальный вопрос: становится ли логический кубит реально надёжнее, чем «голый» физический?

Ответ уже дважды был «да». В 2023‑м QuEra с командами Гарварда, MIT и Мэриленда показала преимущество логических кубитов в Nature. В 2024‑м то же смогли Microsoft и Atom Computing (preprint на arXiv: 2411.11822). Следующий шаг — от красивых графиков к настоящим машинам.

Нейтральные атомы: квантовый конструктор на лазерах

И QuEra, и Microsoft с Atom Computing делают ставку на нейтральные атомы. Внутри вакуумной камеры газ охлаждают почти до абсолютного нуля, а отдельные атомы ловят и двигают прицельными лазерами — оптическими пинцетами. Каждый атом — один физический кубит. Их можно:

  • выстраивать в 2D и даже 3D‑решётки,
  • переставлять соседями для нужных взаимодействий,
  • одновременно облучать большими лазерными пятнами, делая один и тот же квантовый «гейт» на множестве пар сразу.

Отсюда два ключевых плюса: манёвренность и параллелизм. Коррекция ошибок требует тесного «общения» кубитов — и атомы тут почти идеальны. Минус — они медленнее сверхпроводников на 100–1000 раз. Но, как утверждает QuEra, это компенсируется параллельностью и меньшими накладными расходами на коррекцию: важен не частотный «разгон», а общее время до решения задачи.

Разные дороги к квантовой пользе

Microsoft говорит: сперва выстраиваем мост из корректируемых логических кубитов, потом по нему поедут серьёзные алгоритмы. IBM возражает: не обязательно ждать «идеального завтра» — можно уже сегодня искать полезные задачи для шумных машин и постепенно усиливать защиту от ошибок, нацеливаясь на полноценную коррекцию к 2029 году.

В чём индустрия солидарна, так это в одном слове: масштабируемость. Нейтральные атомы обещают сотни тысяч кубитов в одной вакуумной камере, и это уже похоже на размеры тех самых «уровень три» — больших, устойчивых квантовых компьютеров, которые смогут решать задачи, недоступные даже классическим суперкомпьютерам.

До этого будущего ещё предстоит дойти. Но впервые за долгое время у квантового мира есть не только красивые теории, но и расписание поставок конкретных машин — с вполне осязаемыми логическими кубитами внутри.