В Германии запустили квантовый компьютер JION который объединят с суперкомпьютером

В Германии официально запустили новый квантовый компьютер JION на захваченных ионах, который должен работать не изолированно, а совместно с классическими суперкомпьютерами Юлихского исследовательского центра. Система использует необычную технологию управления кубитами с помощью микроволн и градиентов магнитного поля, а в дальнейшем её разработчики рассчитывают масштабировать архитектуру до десятков кубитов.

JION был создан немецким квантовым стартапом eleQtron совместно с Юлихским суперкомпьютерным центром. Название расшифровывается как Jülich trapped ION — «Юлихский квантовый компьютер на захваченных ионах». Официальная церемония запуска состоялась 3 сентября 2026 года в исследовательском центре Forschungszentrum Jülich в земле Северный Рейн — Вестфалия.

В качестве кубитов JION использует отдельные ионы. Они удерживаются внутри вакуумной системы электромагнитными полями и располагаются в ловушке подобно бусинам на нити. Квантовая информация хранится во внутренних состояниях этих частиц, которыми затем необходимо с высокой точностью управлять для выполнения вычислений.

Особенность JION заключается в способе такого управления. eleQtron применяет технологию MAGIC — Magnetic Gradient Induced Coupling, то есть связь, создаваемую градиентом магнитного поля. Вместо сложной системы сфокусированных лазерных лучей для выполнения части операций используются микроволны в сочетании со специально сформированными градиентами магнитного поля.

Микроволновые сигналы позволяют управлять отдельными кубитами, а магнитные градиенты создают необходимую связь между ионами. Разработчики считают, что такой подход способен упростить управляющую электронику и в перспективе облегчить создание более крупных квантовых процессоров.

Это одно из принципиальных отличий JION от многих других ионных квантовых компьютеров, в которых большая часть операций осуществляется при помощи сложных оптических систем. Технология MAGIC была разработана на основе исследований Университета Зигена и впоследствии стала основой архитектуры eleQtron.

Ионные кубиты также отличаются от широко используемых сверхпроводящих кубитов. Последним обычно требуется охлаждение до температур всего на доли градуса выше абсолютного нуля. Ионные системы способны работать без такого криогенного охлаждения самих кубитов, хотя им всё равно необходимы сверхвысокий вакуум, очень стабильные электромагнитные поля и точные системы управления.

Главная задача JION заключается не только в демонстрации нового квантового процессора. Его постепенно интегрируют в JUNIQ — объединённую инфраструктуру квантовых вычислений Юлихского суперкомпьютерного центра. Через неё исследователи и компании получают доступ к различным типам квантовых систем.

В дальнейшем JION должен быть соединён с классическим суперкомпьютером JURECA-DC. Это позволит создавать гибридные вычислительные схемы, при которых обычный суперкомпьютер выполняет ту часть задачи, для которой классическая архитектура подходит лучше всего, а отдельные операции передаются квантовому процессору.

Подобный подход считается одним из наиболее реалистичных способов использования квантовых компьютеров в ближайшие годы. Современные квантовые процессоры пока недостаточно велики и устойчивы, чтобы полностью заменить классические суперкомпьютеры. Вместо этого исследователи пытаются использовать их как специализированные ускорители внутри значительно более крупной вычислительной системы.

Например, классический компьютер может заниматься подготовкой данных, оптимизацией параметров и обработкой результатов, а квантовый модуль — выполнять отдельный алгоритм, для которого квантовая архитектура потенциально даёт преимущество. Затем результаты возвращаются в классическую часть вычислительного комплекса.

Именно такие гибридные рабочие процессы планируют отрабатывать в Юлихе. JUNIQ уже объединяет несколько квантовых платформ различных типов, что позволяет исследователям сравнивать архитектуры и выбирать наиболее подходящую для конкретной задачи.

На момент официального запуска JION ещё не является крупным квантовым компьютером с сотнями или тысячами кубитов. Юлихский суперкомпьютерный центр сообщает, что систему будут постепенно расширять до 10 кубитов к середине 2027 года.

Следующим этапом станет JION+ — новое поколение системы на основе более масштабируемой чиповой архитектуры. Для него разработчики ставят цель примерно в 40 кубитов к середине 2028 года. Таким образом, нынешний JION рассматривается не как конечная система, а как первая ступень более крупной платформы.

Работа ведётся в рамках проекта EPIQ — партнёрства eleQtron и Юлихского суперкомпьютерного центра по разработке ионных квантовых вычислений в Северном Рейне — Вестфалии. Земельное министерство культуры и науки выделяет на программу около €21 млн в течение четырёх с половиной лет.

Одновременно власти объявили о следующем этапе развития технологии. Проект SQALING получит до €25 млн из европейских фондов через программу Северного Рейна — Вестфалии. Его задача — превратить разработанную eleQtron ионную технологию в более масштабируемую квантовую платформу на чипах, пригодную в перспективе для промышленного использования.

Отдельно развивается проект Q-STAR.NRW, который предусматривает интеграцию в JUNIQ масштабируемого квантового компьютера на полупроводниковых кубитах. На него заявлено финансирование до €35 млн, а целевой размер будущей системы составляет до 200 кубитов. В исходной публикации Interesting Engineering сумма €25 млн для этого проекта указана неверно.

В результате в Юлихе формируется инфраструктура, где рядом будут работать квантовые компьютеры совершенно разных типов — на захваченных ионах, сверхпроводящих и полупроводниковых кубитах, а также квантовые оптимизаторы и симуляторы. Их предполагается объединять с классическими высокопроизводительными вычислительными системами.

Такой подход позволяет не делать ставку на одну ещё не доказавшую превосходство архитектуру, а непосредственно сравнивать технологии на одинаковых научных и промышленных задачах.

JION должен использоваться для исследований в области оптимизации, материаловедения, естественных наук, медицины и искусственного интеллекта. Однако говорить о том, что система уже способна решать эти задачи быстрее классических суперкомпьютеров, пока рано. На нынешнем этапе её основная ценность заключается в отработке технологии, масштабирования и гибридного взаимодействия квантовых и традиционных вычислительных систем.

Официальный запуск квантового компьютера JION состоялся 3 сентября 2026 года в Forschungszentrum Jülich. Система уже работоспособна и теперь будет поэтапно дорабатываться и предоставляться исследователям и компаниям через инфраструктуру JUNIQ.