Квантовое измерение в новом масштабе

Результаты реализации дорожной карты и стратегические планы развития квантовых вычислений в атомной отрасли

По сравнению с 2020 годом, когда под эгидой правительства России только стартовала системная работа по развитию квантовых вычислений, а «Росатом» был определен ответственным за реализацию дорожной карты высокотехнологичной области «Квантовые вычисления», заметно принципиальное наращивание позиций нашей страны в этом направлении. Сегодня Россия уверенно приближается к группе лидеров квантовой гонки.

От инноваций — к формированию индустрии

В январе 2026 года состоялась первая отраслевая Квантовая неделя, проведенная «Росатомом». «Квантовый марафон» прошел в рамках целой индустрии и стал первой в стране акцией, объединившей различные форматы обсуждения квантового будущего.

Центральным событием недели стала Первая отраслевая конференция по квантовым вычислениям, в которой приняли участие более 600 сотрудников атомной отрасли. В фокусе дискуссий участников конференции находилось движение от квантовых инноваций к активной фазе апробации и внедрения квантовых вычислений, а затем к формированию полноценной отечественной индустрии. По общему мнению, именно такой переход определит содержание нового этапа отечественного квантового проекта на горизонте 2030 года.

В рамках конференции было подчеркнуто, что благодаря реализации дорожной карты по квантовым вычислениям с 2020 года наша страна значительно укрепила позиции в мировой квантовой сфере: несмотря на старт с существенным отставанием от мировых лидеров, удалось разработать прототипы квантовых вычислителей на четырех основных платформах — по этому показателю Россия, наряду с США и Китаем, входит в тройку лидеров. Важным достижением является реализация в стране, и прежде всего в атомной отрасли, проектов по практическому применению квантовых вычислений.

«Сейчас на первый план выходит задача создания прототипов квантовых процессоров, достаточно мощных для того, чтобы начать переход к практическому внедрению квантовых вычислений. Важно активизировать и масштабировать начатую в атомной отрасли работу по пилотированию квантовых вычислений, обеспечив тиражирование лучших практик в ключевых отраслях экономики России… На горизонте до 2030 года необходимо обеспечить создание конкурентоспособной квантовой отрасли в России, одним из важнейших элементов которой должно стать наличие действующих современных квантовых вычислений», — отметил в приветственном адресе Дмитрий Григоренко, заместитель председателя правительства РФ — руководитель аппарата правительства РФ.

«Квантовая тематика находится в сфере постоянного внимания правительства Российской Федерации. Развитие квантовых технологий — не просто перспективная область научной и инженерной мысли. Это один из ключей к решению задачи обеспечения технологического суверенитета и национальной безопасности, которая поставлена перед нами президентом страны… Россия входит в число мировых квантовых лидеров. Разрабатываются передовые образцы квантовых процессов, новые алгоритмы. По поручению президента России создается сетевой Квантовый университет… На повестке дня — построение в нашей стране суверенной квантовой индустрии с участием научных институтов и образовательных центров, промышленных компаний и корпораций, стартапов и инвесторов. Решение этой задачи требует серьезных обсуждений, тщательного анализа и выбора наиболее эффективных инструментов», — подчеркнул в приветственном слове Дмитрий Чернышенко, заместитель председателя правительства РФ по вопросам цифровой экономики и инноваций.

Квантовый скачок

Генеральный директор госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачев в ходе своего выступления на пленарной сессии отметил, что достигнутые результаты дорожной карты по квантовым вычислениям открывают возможности выхода квантового проекта на следующий мощный виток. «Главное — горизонт планирования. Важно не только решить научную задачу в моменте, например достичь 70, 100 или 170 кубитов, но и посмотреть за горизонт десятилетий, попробовать найти решение завтрашнего и послезавтрашнего дня. Сегодня с учеными мы начали говорить о десятилетнем планировании с выходом на длительное целеполагание, чтобы мы понимали, к чему идем не только в 2035-м, но и в 2040–2045 годах», — сказал Алексей Лихачев. Руководитель «Росатома» подчеркнул необходимость максимально использовать возможности квантовых вычислений сегодня и в ближайшем будущем. «Настало время переосмыслить масштаб квантового измерения, вывести его на более высокий приоритетный уровень. Нужен проект «Квантовый прорыв»», — заключил он.

«Крупнейшие мировые компании уже заинтересованы в проведении пилотных проектов с использованием квантовых вычислений в задачах оптимизации и машинного обучения — в финансах, транспорте, логистике, на сложных производствах. А на горизонте 2028–2033 годов, по мнению аналитиков, квантовые компьютеры смогут соревноваться с классическими в эффективности выполнения реальных индустриальных задач. На наших глазах квантовые технологии выходят из стен исследовательских лабораторий и становятся основой новой глобальной индустрии. Мы — «Росатом» и страна в целом — намерены быть в этой формирующейся технологической реальности не пассивными наблюдателями, а значимыми действующими лицами», — подчеркнула Екатерина Солнцева, директор по квантовым технологиям госкорпорации «Росатом».

Вопросу внедрения квантовых вычислений в атомной отрасли была посвящена сессия «Квантовый Росатом». Представители дивизионов госкорпорации, ставшие пионерами внедрения, поделились ходом реализации пилотных проектов по применению этой технологии для решения отраслевых задач. Основными сферами, где уже получены или ожидаются первые практические результаты на модельных задачах, названы оптимизация производственных и логистических процессов, сложные инженерные расчеты, ускорение машинного обучения, создание молекул и другие.

В ходе экспертной сессии «Квантовый человек» эксперты обсудили, как сформировать «квантовый» кадровый резерв и сделать Россию лучшей страной для реализации в профессиях будущего. «Мы выстроили образовательную экосистему, которая позволяет быстро наращивать кадровый потенциал. Занимаемся школьниками, студентами, повышением квалификации собственных сотрудников. В части кадрового обеспечения квантового проекта — по сути, новой отрасли — мы будем следовать принципам своей экосистемы», — объяснила Татьяна Терентьева, заместитель генерального директора госкорпорации «Росатом» по персоналу.

Также в программу мероприятий Квантовой недели вошли авторские лекции, направленные на популяризацию квантовых технологий и повышение квантовой грамотности. Ведущие ученые квантового проекта рассказали о фундаментальных основах этого научного направления, устройстве квантовых вычислителей и перспективах квантового искусственного интеллекта. Особое внимание было уделено возможностям практического применения квантовых новаций. Так, ученый квантового проекта Илья Заливако рассказал: «Мы решали задачу в области теплопроводности с помощью ионного процессора. Для этого мы переложили ее на язык математики — создали систему дифференциальных уравнений, которую надо решить. Потом мы использовали один из известных квантовых алгоритмов, с помощью которых можно решать системы дифференциальных уравнений. Получили квантовые цепочки, то есть последовательность квантовых операций. Мы запустили их на квантовом компьютере и получили результаты — с какой вероятностью какое квантовое состояние получается. Затем мы запустили вариационный алгоритм, с помощью которого уточнили начальное решение и смогли приблизиться к истинному ответу. Повторив цепочку несколько тысяч раз, мы получили точный ответ».

Для практических задач

На Форуме будущих технологий, который состоялся в Москве в феврале, квантовой тематике, в том числе практическому применению квантовых технологий, также было уделено значительное внимание. Генеральный директор госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачев рассказал президенту России Владимиру Путину о развитии квантового проекта и представил первый опыт атомной отрасли по пилотному применению квантовых вычислений для практических задач.

 «Росатом» начал работу над пилотным применением квантовых новаций, развернув масштабную отраслевую программу, в которую сегодня входит более 30 проектов. Поставленные перед квантовыми программистами задачи касаются оптимизации производственных процессов, моделирования химических и биохимических реакций, ИИ.

Так, для инновационного проекта атомной отрасли «Прорыв» с помощью квантовых вычислений решались модельные задачи по планированию топливообеспечения АЭС и моделированию теплопереноса в твердотельных конструкциях. В числе других квантовых задач для предприятий «Росатома» — оптимизация технологических цепочек добычи, переработки, производства и поставки, формирование производственного расписания, оптимизация календарного плана сооружения АЭС.

Ряд задач, например повышение точности автоматизированной медицинской диагностики, связан с применением квантовой информатики для искусственного интеллекта, что сокращает время обучения нейросети, увеличивает точность расчетов, снижает энергозатраты.

Квантовые вычисления считаются перспективной технологией для решения задач биоэкономики, например моделирования и оптимизации химических реакций для повышения глубины переработки и уровня выхода годного продукта и моделирования таргетных радиофармпрепаратов.