- Университет Ватерлоо и Институт квантовых вычислений начали разработку первого в мире квантового компьютера с открытым исходным кодом.
- Проект осуществляется в рамках некоммерческой организации Open Quantum Design, которая объединяет более 30 разработчиков и научных сотрудников.
- Квантовый компьютер базируется на технологии захвата ионов с использованием ионов иттербия и бария, планируется реализация до 50 кубитов.
Группа учёных Университета Ватерлоо и Института квантовых вычислений (IQC) совместно с некоммерческой организацией Open Quantum Design (OQD) приступила к созданию первого в истории квантового компьютера с открытым исходным кодом. Инициатива направлена на предоставление свободного доступа к полной технологической платформе — от аппаратного обеспечения до программного обеспечения — что позволит научному сообществу и партнёрам открыто обмениваться результатами и ускорит развитие квантовых вычислений.
Проект основан на технологии захвата ионов, при которой заряженные атомы (ионы) удерживаются в вакууме и управляются с помощью лазеров и электромагнитных полей. Это позволяет использовать ионы в качестве кубитов — основных элементов квантовой информации, способных хранить и обрабатывать данные с высокой точностью. В качестве носителей квантовой информации в прототипах OQD задействованы ионы иттербия (171Yb+) и бария (138Ba+), в которых планируется реализовать 30–50 и 16 кубитов соответственно. Такой подход обеспечивает высокое качество операций и длительное время когерентности квантовых состояний.
Организация OQD была создана в 2024 году группой ведущих исследователей — Кристал Сенко, Раджибулом Исламом и Роджером Мелко, а также генеральным директором Грегом Диком. В команде насчитывается более 30 разработчиков программного обеспечения и множество сотрудников лаборатории, включая студентов и аспирантов. Основой инициативы послужили многолетние наработки IQC, где ранее были созданы прототипы квантовых компьютеров на основе захваченных ионов.
Open Quantum Design выступает платформой для сотрудничества, формируя открытую экосистему, свободную от коммерческого давления. Это позволяет исследовательским группам делиться не только программным кодом, но и аппаратными решениями, что способствует более прозрачному и быстрому прогрессу в области квантовых вычислений. К организации уже присоединились крупные партнёры, такие как Университет Ватерлоо, компания Xanadu и другие, которые обеспечивают совместное управление проектом и получают полный доступ к его ресурсам.
Технически квантовый компьютер OQD включает вакуумную камеру, электроды для захвата ионов, массив лазеров для их манипуляции, а также элементы управления на базе FPGA и современных радиочастотных компонентов. Всё это интегрировано в модульную аппаратную архитектуру с открытым исходным кодом, а программный интерфейс позволяет пользователям запускать и тестировать свои алгоритмы. В дополнение к физическому устройству создан набор классических эмуляторов для прототипирования квантовых программ.
Все исходные коды, включая эмуляторы и стек разработки приложений, открыто доступны на GitHub под лицензией Apache, а также сопровождаются подробной документацией на официальном сайте проекта. Такой подход направлен на подготовку квалифицированных специалистов в области квантовых вычислений и стимулирование развития квантовой информационной науки.
Стоит отметить, что параллельно с этим в Массачусетском технологическом институте и MIT Lincoln Laboratory достигнут важный прогресс в охлаждении захваченных ионов, что также может способствовать масштабированию ионных квантовых компьютеров в будущем.
