Россия потратит более 23 млрд рублей на разработку квантовых процессоров

ИТ в госсекторе

, Текст: Игорь Королев

На развитие квантовых вычислений в России потратят ₽23,6 млрд, из которых ₽1,5 млрд готова вложить госкорпорация «Росатом». Основные затраты будут связаны с разработкой квантовых процессоров четырех разных типов. Также запланировано создание облачной платформы для доступа к квантовым вычислениям.

Сколько в России дорожных карт по развитию квантовых технологий

В распоряжении CNews оказался проект дорожной карты по развитию технологий квантовых вычислений. Документ подготовлен госкорпорацией «Росатом» в рамках соответствующего контракта с правительством страны.

В прошлом году в рамках реализации мероприятий федерального проекта «Цифровые технологии» национальной программы «Цифровая экономика» национальный технический университет МИСиС подготовил дорожную карту по развитию квантовых технологий в России. В ней было выделено три суб-технологии — квантовые вычисления, квантовые коммуникации и квантовая сенсорика. По каждой из них госкорпорациями подготовлены отдельные дорожные карты.

Сколько денег потратят на разработку квантовых процессоров четырех разных типов

Согласно проекту дорожной карты по квантовым вычислениям, общее финансирование соответствующих мероприятий в 2020-2024 гг. должно составить ₽23,66 млрд. Из этой суммы федеральный бюджет выделит ₽13,25 млрд, внебюджетные источники — ₽10,4 млрд. Сам «Росатом» в рамках внебюджетного финансирования выделит на развитие квантовых вычислений ₽1,5 млрд.

quants2.png
Кубиты — двухуровневые квантовые системы

Наиболее дорогостоящей частью дорожной карты является разработка квантовых процессоров нескольких типов. На это будут выделены ₽18,6 млрд, из которых ₽9,12 млрд поступят из федерального бюджета, а ₽9,49 млрд — из внебюджетных источников (вклад «Росатома» — ₽1,2 млрд). Квантовые процессоры с десятками кубитов без коррекции ошибок должны быть готовы до конца 2024 г., после чего начнется продажа готовых устройств, созданных на их основе.

Архитектура систем квантовых вычислений

План создания перспективных разработок в области квантовых вычислений в России

№ п/п Наименование приоритетной технологии Отрасль Срок окончания разработки Срок вывода на рынок Тематики НИОКР Источники финансирования Объемы средств, 2020 г. млн руб Объемы средств, 2021 г. млн руб Объемы средств, 2022 г. млн руб Объемы средств, 2023 г. млн руб Объемы средств, 2024 г. млн руб
Сервис по предоставлению доступа к облачной платформе для квантовых вычислений
1.0 Разработка полного стека программного обеспечения для квантовых вычислений 1. Деятельность в области информации и связи
2. Деятельность финансовая и страховая
3. Государственное управление и обеспечение военной безопасности; социальное обеспечение
4. Деятельность в области здравоохранения и социальных услуг
5. Транспортировка и хранение
6. Добыча полезных ископаемых
декабрь 2022 январь 2023 состав НИОКР см. ниже Федеральный бюджет, вкл. целевую субсидию на возмещение затрат (РВК) 150,4 164,7 124,9 193,9 174,8
Внебюджетные источники («Росатом», организации-партнеры) 92,7 164,7 231,9 193,8 232,2
1.1. Создание методов коррекции и подавления ошибок — разработаны методы коррекции и подавления ошибок для лидирующих аппаратных платформ X X X X X
1.2. Создание квантовых алгоритмов для решения прикладных задач — разработаны и оптимизированы алгоритмы для решения прикладных задач: оптимизации, квантовой химии, квантового моделирования, материаловедения, большие данные X X X X X
1.3. Разработка эмуляторов квантовых процессоров — разработан эмулятор квантовых процессоров с реалистичными моделями декогеренции для отладки квантовых алгоритмов, кодов коррекции ошибок и проведения тестирований X X X X X
1.4. Разработка облачной платформы квантовых вычислений — открыт доступ к облачной платформе, объединяющей существующие квантовые процессоры и эмуляторы квантовых вычислений X X X X X
Конечный квантовый процессор с десятками кубитов без кодов коррекции ошибок
2.0 Квантовые вычисления на основе сверхпроводников 1. Деятельность в области информации и связи
2. Деятельность финансовая и страховая
3. Государственное управление и обеспечение военной безопасности; социальное обеспечение
4. Деятельность в области здравоохранения и социальных услуг
5. Транспортировка и хранение
6. Добыча полезных ископаемых
декабрь 2024 декабрь 2025 — декабрь 2030 состав НИОКР см. ниже Федеральный бюджет, вкл. целевую субсидию на возмещение затрат (РВК) 1 825,3 1 309,1 990,4 389,4 298,4
Внебюджетные источники («Росатом», организации-партнеры) 1 124,9 1 309,1 1 839,3 389,4 396,7
2.1. Разработка и реализация многокубитного квантового процессора — реализован квантовый процессор не менее чем из 16 физических кубитов Х Х Х
2.2. Разработка и реализация многокубитного квантового процессора с облачным доступом — реализован квантовый процессор не менее чем из 30 физических кубитов с облачным интерфейсом доступа Х Х Х Х Х
2.3. Реализация технологии флип-чип, совместимой со сверхпроводниковыми кубитами — разработана технология изготовления сверхпроводниковых микросхем с использованием технологии флип-чип Х Х Х
2.4. Разработка и реализация многокубитного квантового процессора с облачным доступом — реализован квантовый процессор не менее чем из 30 физических кубитов с облачным интерфейсом доступа на основе технологии флип-чип Х Х Х
2.5. Разработка и реализация новых типов сверхпроводниковых кубитов с высокими временами когерентности — разработаны сверхпроводниковые кубиты с временами релаксации более 100 мкс Х Х Х
2.6. Разработка и реализация новых типов сверхпроводниковых кубитов с высокими временами когерентности — разработаны сверхпроводниковые кубиты с временами релаксации более 300 мкс Х Х
2.7. Разработка и реализация квантового симулятора на основе сверхпроводниковых кубитов — разработаны квантовые симуляторы не менее чем из 4 кубитов X X
2.8. Разработка и реализация квантового симулятора на основе сверхпроводниковых кубитов — разработаны квантовые симуляторы не менее чем из 16 кубитов X X
2.9. Разработка и реализация квантового симулятора на основе сверхпроводниковых кубитов — разработаны квантовые симуляторы не менее чем из 30 кубитов X X
3.0 Квантовые вычисления на основе нейтральных атомов 1. Деятельность в области информации и связи
2. Деятельность финансовая и страховая
3. Государственное управление и обеспечение военной безопасности; социальное обеспечение
4. Деятельность в области здравоохранения и социальных услуг
5. Транспортировка и хранение
6. Добыча полезных ископаемых
декабрь 2024 декабрь 2025 — декабрь 2030 состав НИОКР см. ниже Федеральный бюджет, вкл. целевую субсидию на возмещение затрат (РВК) 369,2 270 150,2 186,5 79,6
Внебюджетные источники («Росатом», организации-партнеры) 227,5 270 278,8 186,5 105,7
3.1. Создание прототипа квантового симулятора примерно на 50 физических кубитов на основе одиночных холодных атомов — продемонстрирован однородно заполненный атомный массив не менее чем из 50 атомов, с точностью однокубитных операций в атомном регистре не менее 0,95 и двухкубитных операций в атомном регистре не менее 0,9. Продемонстрировано выполнение тестового вариационного алгоритма в атомном регистре X X
3.2. Создание прототипа программируемого универсального квантового компьютера с кубитами на основе одиночных нейтральных атомов в оптических ловушках — продемонстрирован однородно заполненный атомный массив не менее чем из 100 атомов, с точностью однокубитных операций в атомном регистре не менее 0,95 и двухкубитных операций в атомном регистре не менее 0,9. Продемонстрировано выполнение тестового вариационного алгоритма в атомном регистре X X X X X
3.3. Создание симулятора с 1000 атомами, демонстрация квантовго превосходства, экспериментальная симуляция магнитных состояний — достигнуто квантовое превосходство путем разработки аналоговых квантовых симуляторов моделей Хаббарда с >1000 атомами, выявлены взаимосвязи с моделями сложных материалов, изучены механизмы высокотемпературной сверхпроводимости и магнитных свойств X X X X X
4.0 Квантовые вычисления на основе ионов в ловушках 1. Деятельность в области информации и связи
2. Деятельность финансовая и страховая
3. Государственное управление и обеспечение военной безопасности; социальное обеспечение
4. Деятельность в области здравоохранения и социальных услуг
5. Транспортировка и хранение
6. Добыча полезных ископаемых
декабрь 2024 декабрь 2025 — декабрь 2030 состав НИОКР см. ниже Федеральный бюджет, вкл. целевую субсидию на возмещение затрат (РВК) 439,3 748,8 266,6 457,8 171,3
Внебюджетные источники («Росатом», организации-партнеры) 270,7 748,8 495,2 457,8 227,7
4.1. Создание прототип квантового компьютера с реализацией двухкубитных операций — создан прототип квантового процессора на ионах с 2-5 кубитами, точностью однокубитных операций 0,9, точностью двухкубитных операций 0,8 X X
4.2. Создание второго прототипа квантового компьютера с реализацией двухкубитных операций — создан прототип квантового процессора на ионах с 2-5 кубитами с точностью однокубитных операций 0,99 и двухкубитных операций 0,98 X X
4.3. Создание третьего прототипа квантового компьютера, который решает полезные задачи на уровне существующих компьютеров — создан прототип квантового процессора на ионах с 20 кубитами с точностью однокубитных операций 0,999 и двухкубитных операций 0,99 X X X
4.4. Создание четвертого прототипа квантового компьютера, который достигает квантового превосходства, и квантового аниллера для решения оптимизационных задач — создан прототип квантового процессора на ионах с 100 кубитами (2 цепочки по 50 кубитов) с точностью однокубитных операций 0,999 и двухкубитных операций 0,99 X X
5.0 Квантовые вычисления на основе фотонных чипов 1. Деятельность в области информации и связи
2. Деятельность финансовая и страховая
3. Государственное управление и обеспечение военной безопасности; социальное обеспечение
4. Деятельность в области здравоохранения и социальных услуг
5. Транспортировка и хранение
6. Добыча полезных ископаемых
декабрь 2024 декабрь 2025 — декабрь 2030 состав НИОКР см. ниже Федеральный бюджет, вкл. целевую субсидию на возмещение затрат (РВК) 461,5 232,8 163 214,2 98,1
Внебюджетные источники («Росатом», организации-партнеры) 284,4 232,8 302,6 214,2 130,4
5.1. Создание прототипа фотонного чипа примерно на 50 кубитов — достигнута точность однокубитных операций не менее 0,97 и двухкубитных операций не менее 0,95; выполнены тестовые вариационные алгоритмы на линейно-оптическом чипе X X X
5.2. Разработка квантовых вычислительных систем с полностью монолитными оптическими схемами, интегрирующими в себя источники, преобразователи и детекторы одиночных фотонов — продемонстрирован прототип программируемого линейно-оптического квантового процессора, использующего более 20 фотонов и более 50 каналов, с размерностью пространства квантовых состояний не менее 2^50 и возможностью реализации универсальных квантовых алгоритмов X X X X X

Квантовый процессор на основе сверхпроводников

На разработку квантовых процессоров на основе сверхпроводников будет потрачено ₽9,87 млрд. Из этой суммы ₽4,8 млрд выделит федеральный бюджет, а еще ₽5,06 млрд — поступления из внебюджетных источников (в том числе от «Росатома» — ₽380 млн). Объем глобального рынка квантовых процессоров на основе полупроводников увеличится с $30 млн в 2020 г. до $250 млн в 2024 г.

Планируется, что к 2022 г. будет готов многокубитный квантовый процессор, состоящий не менее чем из 16 физических кубитов. К 2024 г. в процессоре будет уже не менее 30 физических кубитов, при этом он будет поддерживать облачный интерфейс доступа.

quants14.png
Закон Мура для сверхпроводниковых кубитов

Также к 2022 г. будет готова технология флип-чип, совместимая со сверхпроводниковыми кубитами. К 2024 г. многокубитный квантовый процессор будет иметь облачный интерфейс доступа на основе флип-чип.

К 2022 г. будут готовы новые типы сверхпроводниковых кубитов с высокими временами когерентности — время релаксации составит более 100 мкс. К 2024 г. этот параметр превысит отметку в 300 мкс.

К 2021 г. будет разработан квантовый симулятор на основе сверхпроводниковых кубитов, состоящий не менее чем из 4 кубитов. К 2023 г. в нем будет не менее 16 кубитов, а к 2024 г. — не менее 30.

Различные типы кубитов на основе сверхпроводниковых технологий

Квантовый процессор на основе нейтральных атомов

Создание квантового процессора на основе нейтральных атомов обойдется в ₽2,12 млрд. Из этой суммы федеральный бюджет выделит 1 млрд, внебюджетные источники — ₽1,07 млрд (от «Росатома» поступит ₽270 млн). Объем мирового рынка квантовых процессоров на основе нейтральных атомов к 2024 г. составит $100 млн.

Планируется, что к 2021 г. будет создан прототип квантового симулятора примерно на 50 физических кубитов на основе одиночных холодных атомов. Будет продемонстрирован однородно заполненный атомный массив не менее чем из 50 атомов с точностью однокубитных операций в атомном регистре не менее 0,95 и двухкубитных операций в атомном регистре не менее 0,9. Также будет продемонстрировано выполнение тестового вариационного алгоритма в атомном регистре.

Квантовые процессоры компании IBM: 5-кубитный процессор (слева) и 16-кубитный процессор (справа)

К 2024 г. будет создан прототип программируемого универсального квантового компьютера с кубитами на основе одиночных нейтральных атомов в оптических ловушках. Будет продемонстрирован однородно заполненный атомный массив не менее чем из 100 атомов с точностью однокубитных операций в атомном регистре не менее 0,95 и двухкубитных операций — не менее 0,9. Также будет продемонстрировано выполнение тестового вариационного алгоритма в атомном регистре.

Кроме того, к 2024 г. будет создан симулятор с 1 тыс. атомов, проведена демонстрация квантового превосходства и экспериментальная симуляция магнитных состояний. Речь идет о достижении квантового превосходства путем разработки аналоговых квантовых симуляторов моделей Хаббарда с более чем 1 тыс. атомов, выявлением взаимосвязи с моделями сложных материалов, изучением механизмов высокотемпературной сверхпроводимости и магнитных свойств.

Квантовый процессор на основе фотонных чипов

На создание квантового процессора на основе фотонных чипов будет потрачено ₽2,33 млрд. Из этой суммы федеральный бюджет выделит ₽1,17 млрд, внебюджетные источники — ₽1,16 млрд (в том числе «Росатом» — ₽210 млн).

Предполагается, что к 2022 г. будет создан прототип фотонного чипа примерно на 50 кубитов. Речь идет о достижении точности однокубитных операций не менее 0,97 и двухкубитных операций — не менее 0,95. Также будут выполнены тестовые вариационные алгоритмы на линейно-оптическом чипе.

Квантовые процессоры компании Google: 16-кубитный процессор (слева) и 72-кубитный процессор (справа)

К 2024 г. будут разработаны квантовые вычислительные системы с полностью монолитными оптическими схемами, интегрирующими в себя источники, преобразователи и детекторы одиночных фотонов. Речь идет о демонстрации прототипа программируемого линейно-оптического квантового процессора, использующего более 20 фотонов и более 50 каналов, с размерностью пространства квантовых состояний не менее 2 в степени 50 и возможностью реализации универсальных квантовых алгоритмов.

Квантовый процессор на основе ионов в ловушках

На создание квантового процессора на основе ионов в ловушках будет потрачено ₽4,29 млрд. Из этой суммы федеральный бюджет выделит ₽2,09 млрд, внебюджетные источники — ₽2,2 млрд («Росатом» выделит ₽340 млн). Объем мирового рынка квантовых процессоров этого типа к 2024 г. составит $150 млн.

Планируется, что к 2021 г. будет создан прототип квантового компьютера с реализацией двухкубитных операций. В его основе будут ионы с 2-5 куббитами; точность однокубитных операций составит 0,9, двухкубитных — 0,8.

К 2023 г. будет создан второй прототип квантового компьютера с реализацией двухкубитных операций. В этом варианте (также на ионах с 2-5 кубитами) точность однокубитных операций достигнет 0,99, двухкубитных — 0,98.

К 2023 г. появится уже третий прототип компьютера, в основе которого будет квантовый процессор на ионах с 20 кубитами и точностью однокубитных операций 0,999, двухкубитных — 0,99.

К 2024 г. будет создан четвертый прототип квантового компьютера, который достигнет квантового превосходства и квантового аниллера для решения оптимизированных задач. Квантовый процессор на ионах со 100 кубитами (две цепочки по 50 кубитов) покажет точность однокубитных и двухкубитных операций на уровне 0,99.

Облачная платформа для доступа к квантовым вычислениям

Реализация сервиса по предоставлению доступа к облачной платформе для квантовых вычислений обойдется в ₽1,72 млрд. Из этой суммы ₽810 млн выделит федеральный бюджет, ₽915 млн — внебюджетные источники (от «Росатома» поступят ₽300 млн). Подразумевается предоставление облачного доступа к квантовым процессорам и сопровождение решения на нем задач.

В 2022 г. будет реализован пилотный проект на базе эмулятора и зарубежных ресурсов, спустя всего два года в проекте уже будут участвовать российские квантовые процессоры. Доступ будет осуществляться не только к отечественным, но и к зарубежным платформам и вычислителям, прогнозируется проведение работ на коммерческой основе (например, это могут быть консалтинговые услуги для индустрии). Объем мирового рынка услуг доступа к облачным платформам квантовых вычислений в 2024 г. составит $200 млн.

quants19.png
Схема линейного ионного квантового вычислителя, разрабатываемого К. Монро (США)

Среди прочего, в рамках реализации этой инициативы к 2024 г. будут созданы методы коррекции и подавления ошибок для лидирующих аппаратных платформ, квантовые алгоритмы для решения прикладных задач (оптимизация, квантовая химия, квантовое моделирование, материаловедение, большие данные), эмуляторы квантовых процессоров с реалистичными моделями декогеренции для отладки квантовых алгоритмов, кодов коррекции ошибок и проведения тестирований.

Перспективные разработки в области квантовых вычислений

№ п/п Наименование продукта или сервиса Отрасль Срок окончания разработки Срок вывода на рынок Описание продукта и ключевых потребительских характеристик Приоритетные технологии для создания продуктов Объемы продаж, 2019 г., базовое значение Объемы продаж, 2020 г. Объемы продаж, 2021 г. Объемы продаж, 2022 г. Объемы продаж, 2023 г. Объемы продаж, 2024 г. Источники данных
Рынок по предоставлению доступа к облачной платформе для квантовых вычислений
1.0 Сервис по предоставлению доступа к облачной платформе для квантовых вычислений 1. Деятельность в области информации и связи
2. Деятельность финансовая и страховая
3. Государственное управление и обеспечение военной безопасности; социальное обеспечение
4. Деятельность в области здравоохранения и социальных услуг
5. Транспортировка и хранение
6. Добыча полезных ископаемых
декабрь 2022 январь 2023 Облачный сервис к квантовым процессорам, включая сопровождение решения на нем вычислительных задач Разработка полного стека программного обеспечения для квантовых вычислений
1.1. Объем мирового рынка, $ млн 0 0 5 20 50 200 Экспертная оценка Российского квантового центра (РКЦ)
Рынок конечных квантовых процессоров
2. Квантовый процессор на основе сверхпроводников 1. Деятельность в области информации и связи
2. Деятельность финансовая и страховая
3. Государственное управление и обеспечение военной безопасности; социальное обеспечение
4. Деятельность в области здравоохранения и социальных услуг
5. Транспортировка и хранение
6. Добыча полезных ископаемых
декабрь 2024 декабрь 2025 — декабрь 2030 Конечные квантовые процессоры с десятками кубитов без кодов коррекции ошибок Квантовые вычисления на основе сверхпроводников
2.1. Объем мирового рынка, $ млн 0 30 50 80 100 250 Экспертная оценка РКЦ
3. Квантовый процессор на основе нейтральных атомов 1. Деятельность в области информации и связи
2. Деятельность финансовая и страховая
3. Государственное управление и обеспечение военной безопасности; социальное обеспечение
4. Деятельность в области здравоохранения и социальных услуг
5. Транспортировка и хранение
6. Добыча полезных ископаемых
декабрь 2024 декабрь 2025 — декабрь 2030 Конечные квантовые процессоры с десятками кубитов без кодов коррекции ошибок Квантовые вычисления на основе нейтральных атомов
3.1. Объем мирового рынка, $ млн 0 10 15 35 70 100 Экспертная оценка РКЦ
4. Квантовый процессор на ионах в ловушках 1. Деятельность в области информации и связи
2. Деятельность финансовая и страховая
3. Государственное управление и обеспечение военной безопасности; социальное обеспечение
4. Деятельность в области здравоохранения и социальных услуг
5. Транспортировка и хранение
6. Добыча полезных ископаемых
декабрь 2024 декабрь 2025 — декабрь 2030 Конечные квантовые процессоры с десятками кубитов без кодов коррекции ошибок Квантовые вычисления на основе ионов в ловушках
4.1. Объем мирового рынка, $ млн 0 10 15 35 80 150 Экспертная оценка РКЦ
5. Квантовый процессор на основе фотонных чипов 1. Деятельность в области информации и связи
2. Деятельность финансовая и страховая
3. Государственное управление и обеспечение военной безопасности; социальное обеспечение
4. Деятельность в области здравоохранения и социальных услуг
5. Транспортировка и хранение
6. Добыча полезных ископаемых
декабрь 2024 декабрь 2025 — декабрь 2030 Конечные квантовые процессоры с десятками кубитов без кодов коррекции ошибок Квантовые вычисления на основе фотонных чипов

Кто и как поддержит стартапы в области квантовых вычислений

В документе определены меры поддержки стартапов в области квантовых вычислений. Малые и средние проекты с объемом бюджетного финансирования до ₽500 млн, представляющие из себя идеи и прототипы, будут получать гранты от Фонда содействия развития малых форм предприятий в научно-технической сфере (Фонд Бортника). Проекты на уровне исследований и разработок будут получать от «Российской венчурной компании» (РВК) целевые субсидии на возмещение затрат.

Проектам, представляющим из себя опытные и демо-образцы, РВК предоставит венчурные инвестиции. Стартапам, которые добрались до стадии коммерциализации и масштабирования, венчурные инвестиции предоставят «Роснано» и «ВЭБ Венчурс». А Российский фонд развития информационных технологий (РФИТ) гарантирует им целевые субсидии на возмещение затрат на внедрение и субсидирование процентных ставок.

Находящиеся на уровне прототипов, исследований и разработок и опытных образцов комплексные и инфраструктурные проекты с объемом финансирования более ₽1 млрд, из которых более ₽500 млн придется на федеральный бюджет, получат от РВК целевые субсидии на возмещение затрат. Стартапам, находящимся на стадии коммерциализации и масштабирования, «Роснано» предоставит прямые инвестиции, а фонд «Сколково» — целевые субсидии на возмещение затрат.

Инструменты и меры поддержки стартапов в области квантовых вычислений в России

Тип проекта Стадия проекта Институты развития Инструменты поддержки
Малые и средние проекты (бюджетное финансирование до 500 млн руб.) Идея/прототип Фонт содействия инновациям Гранты
Исследования и разработки РВК Целевая субсидия (грантовое соглашение) на возмещение затрат
Опытный/демо-образец Венчурные инвестиции
Коммерциализация и масштабирование «ВЭБ Венчурс» Венчурные инвестиции
«Роснано» Венчурные инвестиции
РФРИТ Целевая субсидия (грантовое соглашение) на возмещение затрат на внедрение
Субсидирование % ставок (льготное кредитование)
Комплексные и инфраструктурные проекты (объем проекта более 1 млрд руб., бюджетное финансирование более 500 млн руб.) Идея/прототип. Исследования и разработки. Опытный/демо-образец РВК Целевая субсидия (трантовое соглашение) на возмещение затрат
«Роснано» Прямые инвестиции
Коммерциализация и масштабирование «Сколково» Целевая субсидия (грнтовое соглашение) на возмещение затрат
Экосистемные проекты Реализация совместно с центрами компетенций мероприятий федерального проекта: запуск образовательных программ, создание полигонов, организация технологических конкурсов, стандартизация, формирование сертификационных центров и др.

Зачем нужны центр компетенций и проектный офис по квантовым вычислениям

На организационные мероприятия в рамках развития квантовых вычислений федеральный бюджет потратит ₽1,75 млрд. Из них ₽710 млн будут направлены на создание центра компетенций и проектного офиса по квантовым вычислениям на базе «Росатома».

Под руководством проектного офиса планируется сформировать консорциум из команд-разработчиков квантовых вычислений, ведущих университетов и исследовательских центров. На стороне ключевых заказчиков будут созданы центры компетенций с целью имплементации практических задач на конкретные квантовые платформы и выработки моделей бизнес-применения решений задач в сфере квантовых вычислений.

Среди компаний-партнеров авторы дорожной карты называют «Сбербанк», «Газпром» и «Газпромбанк», «Ростелеком», «Ростех», «Роскосмос», «Газпромнефть», «Сибур», «Сургутнефтегаз», «Новатэк», «Транснефть», «Северсталь», «Норникель», «Лукойл», «Роснефть», «Аэрофлот», РЖД, «Татнефть», «Яндекс», а также Минобороны, ФСБ, МВД и Минздрав. С ними будут вестись работы по направлениям обеспечения информационной безопасности, квантовой химии и новых материалов, биомедицины, логистической оптимизации, использования больших данных и машинного обучения, финтеха и так далее.

Центр компетенций развития квантовых вычислений «Росатома» будет управлять портфелем проектов в сфере квантовых вычислений. Сопровождение проектов и приемка результатов будут вестись выделенными менеджерами проектов Проектного офиса. А для организации международной экспертизы проектов (первоначальный отбор и уточнение заявок и ежегодная оценка результатов деятельности проектов) будет создан международный консультативный совет. Кроме того, будут установлены ключевые показатели эффективности по направлениям деятельности центра компетенций.

Международная кооперация и подготовка кадров в области квантовых вычислений

На создание специальных фондов поддержки новых проектов в сфере квантовых вычислений и внедрения с участием «Росатома» соответствующих готовых решений в России и за рубежом федеральный бюджет потратит ₽420 млн.

Разработка рейтинговой системы оценки стран по различным параметрам, позволяющей обеспечить подтверждение конкурентоспособности разработанных технологий посредством эталонных критериев (benchmark testing) оценки производительности, качества и надежности квантовых вычислительных систем и их структурных компонентов, обойдется в ₽50 млн.

Развитие международной кооперации, в том числе при реализации научно-исследовательских проектов и создании совместных лабораторий, обеспечивающих реализацию конкурентных преимуществ России по сформированным научно-техническим заделам, потребует затрат в размере ₽565 млн. В том числе речь идет о создании альянсов с другими государствами, которые активно не вовлечены в развитие квантовых вычислений, но заинтересованы в получении доступа к решениям на их основе.

На подготовку кадров в сфере квантовых вычислений федеральный бюджет выделит ₽420 млн. Из них на повышение компетенций и переквалификацию сотрудников для удовлетворения потребности в развитии данной технологии будет направлено ₽45 млн. Речь идет о запуске не менее двух центров дополнительного образования на базе профильных коммерческих предприятий (например, на базе академии «Росатома»).

На привлечение иностранных специалистов выделят ₽100 млн. К 2024 г. предполагается привлечь 10 специалистов по квантовым вычислениям, имеющим высший рейтинг в глобальном разрезе. Также в рамках проектного офиса будет функционировать международный консультативный совет, обеспечивающий качественный отбор проектов, а к их реализации будут привлечены научные консультанты — ведущие мировые ученые из соответствующей области.

Мероприятия в сфере высшего образования потребуют затрат в размере ₽90 млн. Будет обеспечена профориентация и вовлечение школьников старшего возраста и абитуриентов в предметную область квантовых технологий. Привлечение молодых специалистов и обучающихся будет осуществляться за счет проведения лекций, семинаров и лабораторных работ на профильных площадках, например, сети детских технопарков «Кванториум» и образовательного центра «Сириус». Ожидаемый охват — 300-1000 человек.

Мероприятия в сфере высшего и профессионального образования потребуют затрат в размере ₽50 млн. Будет согласован и направлен на утверждение федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования «Квантовые технологии» в рамках магистратуры и аспирантуры с целью подготовки специалистов, владеющих комплексом современных знаний, умений, навыков и компетенций в сфере квантовых вычислений. В 2020 г. планируется реализация этого стандарта в рамках трех вузов, к 2024 г. их число достигнет 12.

На организацию долгосрочной информационно-просветительской кампании для привлечения отечественных специалистов в российские исследовательские и коммерческие организации потребуется ₽135 млн. Планируется обеспечить для российских научных организаций в области квантовых вычислений более 100 упоминаний в год в ключевых российских и международных СМИ.

Формирование экосистемы для квантовых вычислений

На формирование экосистемы для квантовых вычислений федеральный бюджет потратит ₽545 млн. На анализ и обобщение лучших практик в сфере разработки коммерчески успешных сервисов и технологий пойдут ₽40 млн. Планируется, что будет сформирован список существующих в мире и в России центров квантовых вычислений, включающий в себя подробную информацию о направлениях их развития, анализ и обобщение лучших практик в сфере коммерческого применения квантовых вычислений и поиск моделей коммерциализации указанных технологий.

Также будет подготовлен отчет о деятельности и результатах в сфере исследований и разработок, в сфере производства аппаратного обеспечения и создания алгоритмов для квантовых вычислений, а также о потенциальных отраслевых заказчиках (РЖД, «Ростех» и т.д.). При этом в случае необходимости будет проводиться актуализация и дополнение или исправление соответствующих разделов плана мероприятий, перечня и значений целевых показателей этой дорожной карты.

Формирование и развитие профессиональных сообществ потребует затрат в размере ₽50 млн. Будет проведено не менее 20 мероприятий, в числе которых — воркшопы, семинары, конференции (внутрироссийские — 2 раза в год, международные — раз в 2 года), обсуждение текущих результатов и достижений в реализации дорожной карты, а также поддержка вовлеченности команд и сообществ.

План мероприятий по развитию квантовых вычислений в России

№ п/п Наименование мероприятия Источники финансирования Всего до 2024 года,млн. руб.
на 2020 год на 2021 год на 2022 год на 2023 год на 2024 год
Объем средств, млн. руб. Указание источника Объем средств, млн. руб. Указание источника Объем средств, млн. руб. Указание источника Объем средств, млн. руб. Указание источника Объем средств, млн. руб. Указание источника
Объемы финансирования плана мероприятий
бюджетные средства 3 729 3 369 2 427 2 174 1 554 13 253
внебюджетные средства, в т.ч.: 2 000 2 725 3 148 1 442 1 093 10 408
средства «Росатома» 500 350 300 200 150 1 500
1. Создание условий для реализации технологии
1.1. Организационные мероприятия бюджетные средства 235 Экосистемные проекты 354 Экосистемные проекты 402 Экосистемные проекты 377 Экосистемные проекты 377 Экосистемные проекты 1 745
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
1.1.1. Создание центра компетенций, проектного офиса в периметре «Росатома»; формирование центров компетенций у ключевых организаций-заказчиков в сфере квантовых вычислений; создание механизма управлениями портфелем проектов с учетом лидирующей роли «Росатома» бюджетные средства 150 Экосистемные проекты 150 Экосистемные проекты 150 Экосистемные проекты 130 Экосистемные проекты 130 Экосистемные проекты 710
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
1.1.2. Создание специальных фондов поддержки новых проектов и внедрения готовых технологий бюджетные средства 0 Экосистемные проекты 64 Экосистемные проекты 122 Экосистемные проекты 117 Экосистемные проекты 117 Экосистемные проекты 420
бюджетные средства (доп.финансирование)
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
1.1.4. Разработка международного рейтинга стран, осуществляющих национальные инициативы по развитию квантовых технологий, в т.ч. квантовых вычислений бюджетные средства 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 50
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
1.1.5. Развитие международной кооперации, в том числе при реализации научно-исследовательских проектов, обеспечивающих реализацию конкурентных преимуществ РФ по сформированным научно-техническим заделам, в том числе путем создания альянсов с другими государствами, которые активно не вовлечены в развитие отрасли квантовых вычислений бюджетные средства 75 Экосистемные проекты 130 Экосистемные проекты 120 Экосистемные проекты 120 Экосистемные проекты 120 Экосистемные проекты 565
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
Итого по задаче 1,1. 235 354 402 377 377 1 745
1.2. Развитие кадрового потенциала бюджетные средства 65 Экосистемные проекты 80 Экосистемные проекты 90 Экосистемные проекты 95 Экосистемные проекты 90 Экосистемные проекты 420
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
1.2.1. Повышение компетенций и переквалификация сотрудников для удовлетворения потребности в развитии технологии бюджетные средства 5 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 45
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
1.2.2. Привлечение иностранных специалистов бюджетные средства 10 Экосистемные проекты 15 Экосистемные проекты 20 Экосистемные проекты 25 Экосистемные проекты 30 Экосистемные проекты 100
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
1.2.3. Мероприятия в сфере общего образования бюджетные средства 15 Экосистемные проекты 15 Экосистемные проекты 20 Экосистемные проекты 20 Экосистемные проекты 20 Экосистемные проекты 90
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
1.2.4. Мероприятия в сфере высшего профессионального образования бюджетные средства 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 50
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
1.2.5. Организация долгосрочной информационно-просветительской кампании для привлечения отечественных специалистов в российские исследовательские и коммерческие организации бюджетные средства 25 Экосистемные проекты 30 Экосистемные проекты 30 Экосистемные проекты 30 Экосистемные проекты 20 Экосистемные проекты 135
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
Итого по задаче 1,2 65 80 90 95 90 420
1.4. Формирование экосистемы бюджетные средства 70 Экосистемные проекты 90 Экосистемные проекты 120 Экосистемные проекты 130 Экосистемные проекты 135 Экосистемные проекты 545
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
1.4.1. Анализ и обобщение лучших практик в сфере разработки коммерчески успешных сервисов и технологий бюджетные средства 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 5 Экосистемные проекты 5 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 40
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
1.4.2. Формирование и развитие профессиональных сообществ бюджетные средства 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 50
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
1.4.3. Акселерация и содействие предприятиям-разработчикам в т.ч. в части предоставления мер поддержки бюджетные средства 0 Экосистемные проекты 0 Экосистемные проекты 45 Экосистемные проекты 65 Экосистемные проекты 65 Экосистемные проекты 175
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
1.4.4. Создание Национальной квантовой лаборатории бюджетные средства 50 Экосистемные проекты 70 Экосистемные проекты 60 Экосистемные проекты 50 Экосистемные проекты 50 Экосистемные проекты 280
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
Итого по задаче 1,4. 70 90 120 130 135 545
1.5. Подготовка инфраструктуры бюджетные средства 83 Экосистемные проекты 70 Экосистемные проекты 40 Экосистемные проекты 40 Экосистемные проекты 40 Экосистемные проекты 273
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
1.5.1. Создание платформы взаимодействия ключевых участников развития квантовых вычислений, включая научно-образовательные организации, стартапы, организации-заказчики, институты развития бюджетные средства 83 Экосистемные проекты 70 Экосистемные проекты 40 Экосистемные проекты 40 Экосистемные проекты 40 Экосистемные проекты 273
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
Итого по задаче 1,5. 83 70 40 40 40 273
2. Квантовый процессор
2.1. Создание продукта или суб-технологии бюджетные средства 3 095 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 2 561 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 1 570 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 1 248 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 647 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 9 121
внебюджетные средства, в т.ч.: 1 908 2 561 2 916 1 248 861 9 494
средства «Росатома» 430 270 220 160 120 1 200
2.1.1. Создание квантовых процессоров основе сверхпроводников бюджетные средства 1 825 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 1 309 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 990 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 389 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 298 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 4 811
внебюджетные средства, в т.ч.: 1 125 1 309 1 839 389 397 5 059
средства «Росатома» 150 90 70 40 30 380
2.1.2. Создание квантовых процессоров на основе нейтральных атомов бюджетные средства 369 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 270 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 150 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 187 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 79,6 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 1 056
внебюджетные средства, в т.ч.: 228 270 279 187 105,7 1 070
средства «Росатома» 80 70 50 40 30 270
2.1.3. Создание квантовых процессоров на ионах в ловушках бюджетные средства 439 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 749 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 267 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 458 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 171 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 2 084
внебюджетные средства, в т.ч.: 271 749 495 458 228 2 201
средства «Росатома» 150 70 50 40 30 340
2.1.4. Создание квантовых процессоров на основе фотонных чипов бюджетные средства 462 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 233 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 163 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 214 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 98 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 1 170
внебюджетные средства, в т.ч.: 284 233 302 214 130 1 164
средства «Росатома» 50 40 50 40 30 210
Итого по задаче 2,1. 5 003 5 122 4 486 2 496 1 508 18 615
2.2. Облачная платформа для квантовых вычислений бюджетные средства 150 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 165 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 125 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 194 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 175 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 809
внебюджетные средства, в т.ч.: 93 165 232 194 232 916
средства «Росатома» 70 80 80 40 30 300
2.2.1. Реализация сервиса по предоставлению доступа к облачной платформе для квантовых вычислений бюджетные средства 150 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 165 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 125 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 194 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 175 Целевая субсидия на возмещение затрат (РВК) 809
внебюджетные средства, в т.ч.: 93 165 232 194 232 916
средства «Росатома» 70 80 80 40 30 300
Итого по задаче 2,2. 243 329 357 388 407 1 725
2.3. Формирование и развитие спроса, рынков сбыта бюджетные средства 30 Экосистемные проекты 50 Экосистемные проекты 80 Экосистемные проекты 90 Экосистемные проекты 90 Экосистемные проекты 340
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
2.3.1. Организация работы межотраслевого центра внедрения квантовых вычислений в деятельность отечественных корпораций бюджетные средства 8 Экосистемные проекты 15 Экосистемные проекты 20 Экосистемные проекты 25 Экосистемные проекты 25 Экосистемные проекты 93
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
2.3.2. Организация работы межотраслевого центра управления знаниями в формате веб-ресурса бюджетные средства 5 Экосистемные проекты 5 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 10 Экосистемные проекты 40
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
2.3.3. Организация серии мероприятий и хакатонов, в том числе конкурсов, в целях преодоления технологических барьеров и формирования команд в тех областях квантовых вычислений, в которых среди участников реализации ДК наблюдается дефицит собственных компетенций, с последующим финансированием лучших проектов бюджетные средства 10 Экосистемные проекты 15 Экосистемные проекты 25 Экосистемные проекты 30 Экосистемные проекты 30 Экосистемные проекты 110
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
2.3.4. Формирование отраслевых проектов высокотехнологичной области «Квантовые вычисления» бюджетные средства 7 Экосистемные проекты 15 Экосистемные проекты 25 Экосистемные проекты 25 Экосистемные проекты 25 Экосистемные проекты 97
внебюджетные средства, в т.ч.: 0 0 0 0 0 0
средства «Росатома» х
Итого по задаче 2,3. 30 50 80 90 90 340

Национальная квантовая лаборатория

Акселерация и содействие предприятиям-разработчикам в виде предоставления мер поддержки потребует затрат в размере ₽175 млн. В том числе будет оказано содействие в получении поддержки семи малым и средним предприятиям-разработчикам в сфере квантовых вычислений до 2024 г. Сюда включено сопровождение проектов и организаций в части бесшовного перехода от одного института развития к другому для получения соответствующих мер поддержки по мере развития указанных организаций (гранты НТИ, ФСИ, фонда «Сколково», субсидии РВК и т.д.).

Также будет обеспечено вовлечение ведущих российских площадок, обладающих опытом в этой сфере, и запуск акселератора на площадке Национальной квантовой лаборатории совместно с фондом «Сколково».

Создание Национальной квантовой лаборатории обойдется в ₽280 млн. Одним из ключевых факторов по сокращению технологического отставания и консолидации научного сообщества в рамках реализации дорожной карты является формирование и управлением развитием научно-технической экосистемы. Создание указанной лаборатории, которая станет центром всей экосистемы, позволит эффективно осуществлять предусмотренные планом мероприятий дорожной карты научно-технические, образовательные и организационные активности, оперативно обеспечивать системную координацию работы по реализации дорожной карты, накоплению и ускоренной коммерциализации исследований и разработок.

Квантовый метаматериал, созданный в России в лаборатории РКЦ/НИТУ МИСиС, состоящий из 20 потовых кубитов

Речь идет о создании площадки, где, помимо обмена опытом между внешними и внутренними разработчиками, будет формироваться экосистема в режиме 24/7: образовательная активность (регуляторный научный семинар, профильные конференции, воркшопы, университетские образовательные курсы), работа с интеллектуальной собственностью, хакатоны, маркетинговая и аналитическая поддержка, сервисы по аутсорсингу юридических и финансовых услуг, помощь в поиске кадров, привлечение международной экспертизы, помощь в работе с институтами развития и индустрией, доступ к инфраструктуре (центры коллективного пользования, лабораторное оборудование), инкубатор и акселератор для стартапов.

При этом действующие центры продолжат получать поддержку на площадках МГТУ, МИСиС и других вузов, которые станут партнерами данной лаборатории. Также будет учтен задел российских организаций по развитию квантовых вычислений, который сформировали проекты «Лиман» (технологии обработки информации на основе сверхпроводящих кубитов), «Прибой» (оптические системы квантовых вычислений»), проекты, поддержанные Фондом перспективных исследований и т.д.

Инфраструктура для квантовых вычислений

На подготовку инфраструктуры для квантовых вычислений федеральный бюджет потратит ₽273 млн. Будет создана платформа для взаимодействия ключевых участников развития квантовых вычислений, включая научно-образовательные организации, стартапы, организации-заказчики, институты развития. Также для функционирования экосистемы в рамках Национальной квантовой лаборатории будет создана соответствующая инфраструктура: выделены и подготовлены помещения для лабораторий, офисов, площадки для проведения мероприятий.

Центр коллективного пользования и лаборатории будут комплектоваться необходимым оборудованием. Здесь также будет учтен задел российских организаций по развитию квантовых вычислений — проекты «Лиман», «Прибой», проекты, поддержанные Фондом перспективных исследований и другие, которые будут использоваться для дальнейших работ по реализации дорожной карты.

На формирование и развитие спроса и рынков сбыта федеральный бюджет выделит ₽340 млн. Здесь ₽93 млн будет направлено на организацию работы межотраслевого центра внедрения квантовых вычислений в деятельность отечественных корпораций. Это обеспечит формирование механизмов внедрения продуктов и технологий в бизнес-процессы отечественных корпораций в ключевых отраслях экономики.

Организация работы межотраслевого центра управления знаниями в веб-формате, который обеспечит повышение эффективности взаимодействия профильных научных и коммерческих организаций, обойдется в ₽40 млн.

Организация серии мероприятий, хакатонов и конкурсов обойдется в ₽100 млн. Их целью станет преодоление технологических барьеров и формирование команд в тех областях квантовых вычислений, в которых среди участников реализации дорожной карты наблюдается дефицит собственных компетенций; предполагается и последующее финансирование лучших проектов. Мероприятие позволит выявлять талантливые команды, а также помогать формированию и поддерживать уже существующие стартапы в области квантовых вычислений.

На формирование отраслевых проектов высокотехнологичной области «Квантовые вычисления» будет потрачено ₽97 млн. Это позволит обеспечить рост ключевых финансовых показателей в пяти российских предприятиях из топ-10.

Ожидаемые результаты

Авторы дорожной карты ожидают, что по результатам реализации заложенных в документе мероприятий объем продаж российских компаний на внутреннем рынке решений на базе технологий квантовых вычислений в 2024 г. составит ₽150 млн. Интегральный показатель QTRL, отражающий уровень развития технологий квантовых вычислений, увеличится с «3» в 2019 г. до максимального возможного «9» в 2030 г.

К 2030 г. в России появится как минимум один стартап-«единорог» в области квантовых вычислений с капитализацией более $1 млрд. Объем инвестиций в капитал российских компаний, производящих продукты и сервисы на базе технологий квантовых вычислений, к 2024 г. составит ₽2,45 млрд. Из них ₽750 млн придется на посевное финансирование, а ₽1,7 млрд — на венчурное.

Объем затрат на исследования и разработки российских компаний, производящих продукты и сервисы на базе квантовых вычислений (дополнительно к мероприятиям дорожной карты), к 2024 г. составит ₽6,1 млрд. Из них на фундаментальные и поисковые исследования будет выделено ₽3,7 млрд, на прикладные исследования — ₽1,5 млрд, на опытно-конструкторские — ₽900 млн.

Число специалистов, закончившихся магистратуру по направлениям, связанным с квантовыми вычислениям, к 2024 г. достигнет 60. К проектам, связанным с квантовыми вычислениями, будет привлечено 30 специалистов, имеющих высший рейтинг в глобальном разрезе. Также будет привлечено 5 международных специалистов. Два российских вуза войдут в число 100 ведущих университетов согласно отраслевым международным рейтингам.

К 2030 г. российские юридические и физические лица зарегистрируют по процедуре РСТ 102 патента, связанные с квантовыми вычислениями. В научных журналах, индексируемых в базе данных Web of Science, российскими резидентами будет опубликовано 2650 статей по тематике квантовых вычислений (в 2019 г. таких статей было опубликовано 240).

Доля публикаций российских резидентов по этой тематике в общемировом количестве публикаций в научных журналах, индексируемых в Web of Science, увеличится с 1% в 2019 г. до 5% в 2030 г. Средняя цитируемость публикаций российских резидентов по этой тематике увеличится с 4 в 2019 г. до 8 в 2024 г.

К 2030 г. в России будет 20 вузов, реализующих образовательные программы по направлению квантовых вычислений. Число зарегистрированных результатов интеллектуальной деятельности по направлению квантовых вычислений достигнет 60. Число зарегистрированных результатов интеллектуальной деятельности по данному направлению за рубежом достигнет 35. Количество публикаций по данному направлению в журналах с показателем impact factor (IF) более двух увеличится со 100 в 2019 г. до 400 в 2030 г.

Прогноз технических параметров квантовых вычислений

Количество кубитов в квантовом процессоре на основе сверхпроводников увеличится с двух в 2019 г. до 30 в 2024 г. Точность двухкубитных операций в двухкубитном подпространстве для квантовых процессоров на основе сверхпроводников увеличится за этот период с 0,85 до 0,97. Количество кубитов в квантовом процессоре на основе нейтральных атомов составит 500. Точность двухкубитных операций в двухкубитном подпространстве для квантовых процессоров на основе нейтральных атомов составит 0,99.

Количество кубитов в квантовом процессоре на основе ионов в ловушках к 2024 г. составит 100. Точность двухкубитных операций в двухкубитном подпространстве для квантовых процессоров на основе ионов в ловушках составит 0,99. Количество кубитов в квантовом процессоре на основе фотонных чипов увеличится с двух в 2019 г. до 1 тыс. к 2030 г. Точность двухкубитных операций в двухкубитном подпространстве для квантовых процессоров на основе фотонных чипов за этот период увеличится с 0,9 до 0,999.

Количество частиц в квантовом симуляторе к 2030 г. составит 1 тыс. Количество кубитов в эмуляторе квантового процессора с реалистичными моделями декогеренции увеличится с 10 в 2019 г. до 30 в 2030 г. Количество экспериментов и работ, выполненных на облачной платформе для квантовых вычислений, превысит 1 млн к 2030 г.

Максимальное количество одновременно запутанных частиц для квантовых процессоров к 2030 г. составит 500. Количество операций, реализуемых квантовым процессором, увеличится с одной в 2019 г. до 10 тыс. в 2030 г. Демонстрация одного логичесткого кубита на сверхпроводниковом квантовом процессоре начнется с 2024 г. Максимальное количество одновременно запутанных частиц в квантовых симуляторах к 2030 г составит 50.

Схема программируемого квантового симулятора на основе ридберговских атомов, созданная группой М. Лукина в Гарвардском университете (США)

К этому времени будет существовать 20 квантовых алгоритмов, созданных и отлаживаемых в облачной платформе с использованием квантовых процессоров (среди них — квантовая оптимизация, квантовая химия, квантовое моделирование, большие данные). Количество процессоров и эмуляторов в части разработки программного обеспечения для облачной платформы с доступом к эмулятору и квантовым процессорам увеличится с одного в 2019 г. до 8 в 2030 г.

Количество экспериментальных тестов с использованием платформы в части разработки и экспериментального тестирования кодов коррекции ошибок к 2030 г. составит 50. В облачной платформе будет 10 модулей для осуществления квантовых вычислений и разработки элементов различных уровней стека программного обеспечения.

Целевые показатели развития технологий квантовых вычислений в России

№ п/п Наименование целевого показателя Единицы измерения 2019 год, базовое значение 2020 2021 2022 2023 2024 2030
1.0 Объем производства и продаж на внутреннем и внешнем рынках продукции (товаров, работ, услуг), основывающейся в том числе на отечественных технологиях квантовых вычислений млрд рублей 0 0 0 0 0,05 0,15 требует уточнения
1.1. Совокупная доля российских компаний на мировом рынке решений на базе технологий квантовых вычислений проценты 0 0 0 0 0 0 требует уточнения
1.2. Объем продаж российских компаний на внешнем рынке решений на базе технологий квантовых вычислений млрд рублей 0 0 0 0 0 0 требует уточнения
1.3. Объем продаж российских компаний на внутреннем рынке решений на базе технологий квантовых вычислений млрд рублей 0 0 0 0 0,05 0,15 требует уточнения
1.3.1. Услуги по предоставлению доступа к облачной платформе для квантовых вычислений 0 0 0 0 0,05 0,15 требует уточнения
1.3.2. Продажи конечных квантовых процессоров 0 0 0 0 0 0 требует уточнения
2.0 Интегральный показатель, отражающий уровень развития технологий квантовых вычислений QTRL 3 4 5 6 6 7 9
2.1. Количество российских компаний-стартапов, капитализация которых превысила $1 млрд («единороги») единицы 0 0 0 0 0 0 1
3.0 Объем инвестиций в основной капитал российских компаний, производящих продукты и сервисы на базе технологий квантовых вычислений млрд рублей 0 0 0,05 0,45 0,85 1,1 требует уточнения
3.1. Объем предоставленного посевного финансирования млрд рублей 0 0 0,05 0,15 0,25 0,3 требует уточнения
3.2. Объем предоставленного венчурного финансирования млрд рублей 0 0 0 0,3 0,6 0,8 требует уточнения
3.3. Объем предоставленных прямых инвестиций млрд рублей 0 0 0 0 0 0 требует уточнения
4.0 Объем затрат на исследования и разработки российских компаний, производящих продукты и сервисы на базе технологий квантовых вычислений (дополнительно к ДК) млрд рублей 0 0,4 0,8 1,3 1,6 2 нет данных
4.1. фундаментальные и поисковые исследования млрд рублей 0 0,2 0,5 0,8 1 1,2 требует уточнения
4.2. прикладные исследования млрд рублей 0 0,2 0,3 0,3 0,3 0,4 требует уточнения
4.3. опытно-конструкторские работы млрд рублей 0 0 0 0,2 0,3 0,4 требует уточнения
5.0 Обеспеченность кадрами с необходимым уровнем квалификации
5.1. число специалистов, закончивших магистратуру (специалитет) по соответствующему направлению человек в год 0 0 10 25 45 60 требует уточнения
5.2. количество привлеченных в соответствующих проектах специалистов, имеющих высший рейтинг в глобальном разрезе человек в год 0 10 12 14 16 18 30
5.3. число привлеченных международных (зарубежных) специалистов человек в год 0 3 3 4 4 5 требует уточнения
5.4. количество российских организаций высшего образования, входящих в число 100 ведущих университетов согласно отраслевым международным рейтингам единицы требует уточнения требует уточнения 1 1 1 2 требует уточнения
6.0 Количественные характеристики созданных результатов интеллектуальной деятельности и научных исследований
6.1. Доля патентов, ежегодно регистрируемых российскими физическими и юридическими лицами по процедуре PCT, в общем количестве ежегодно регистрируемых патентов по соответствующим отраслевым рубрикаторам проценты требует уточнения требует уточнения требует уточнения требует уточнения требует уточнения требует уточнения требует уточнения
6.2. Количество патентов, ежегодно регистрируемых российскими физическими и юридическими лицами по процедуре PCT, по соответствующим отраслевым рубрикаторам единицы 0 0 10 12 20 25 35
6.3. Доля публикаций российских резидентов в общемировом количестве публикаций в научных журналах, индексируемых в базе данных Web of Science, по соответствующим отраслевым рубрикаторам проценты 1 1 1 1 2 2 5
6.4. Количество публикаций российских резидентов в научных журналах, индексируемых в базе данных Web of Science, по соответствующим отраслевым рубрикаторам единицы 240 250 340 400 450 510 700
6.5. Средняя цитируемость публикаций российских резидентов в научных журналах, индексируемых в базе данных Web of Science, по соответствующим отраслевым рубрикаторам единицы 4 4 5 6 7 8 требует уточнения
7.0 Позиция России в международных рейтингах по соответствующему направлению развития технологий место требует уточнения требует уточнения требует уточнения требует уточнения требует уточнения требует уточнения требует уточнения
8.0 Дополнительные показатели
8.1. Основные технологические показатели
8.1.1. Количество кубитов в квантовом процессоре на основе сверхпроводников единицы 2 2 4 16 16 30 требует уточнения
8.1.2. Точность двухкубитных операций в двухкубитном подпространстве для квантовых процессоров на основе сверхпроводников единицы 0,85 0,85 0,95 0,95 0,95 0,97 требует уточнения
8.1.3. Количество кубитов в квантовом процессоре на основе нейтральных атомов единицы 0 10 50 50 100 100 500
8.1.4. Точность двухкубитных операций в двухкубитном подпространстве для квантовых процессоров на основе нейтральных атомов единицы 0 0,8 0,9 0,95 0,97 0,97 0,999
8.1.5. Количество кубитов в квантовом процессоре на основе ионов в ловушках единицы 0 0 2;5 2;5 20 100 требует уточнения
8.1.6. Точность двухкубитных операций в двухкубитном подпространстве для квантовых процессоров на основе ионов в ловушках единицы 0 0 0,8 0,98 0,99 0,99 требует уточнения
8.1.7. Количество кубитов в квантовом процессоре на основе фотонных чипов единицы 2 10 20 50 50 50 1 000
8.1.8. Точность двухкубитных операций в двухкубитном подпространстве для квантовых процессоров на основе фотонных чипов единицы 0,9 0,95 0,95 0,95 0,98 0,99 0,999
8.1.9. Количество частиц в квантовом симуляторе единицы 0 50 100 200 350 500 1 000
8.1.10. Количество кубитов в эмуляторе квантового процессора с реалистичными моделями декогеренции единицы 10 10 20 22 24 30 30
8.1.11. Количество экспериментов/работ, выполненных на облачной платформе единицы 0 0 1 000 5 000 7 500 10 000 1 000 000
8.2. Прочие технологические показатели
8.2.1. Максимальное количество одновременно запутанных частиц для квантовых процессоров единицы 0 0 10 15 20 50 500
8.2.2. Количество операций, реализуемых квантовым процессором единицы 1 1 100 500 1 000 5 000 10 000
8.2.3. Демонстрация одного логического кубита на сверхпроводниковом квантовом процессоре да/нет нет нет нет нет нет да да
8.2.4. Максимальное количество одновременно запутанных частиц в квантовых симуляторах единицы 0 10 12 15 20 50
8.2.5. Количество квантовых алгоритмов, созданных и отлаживаемых в облачной платформе с использованием квантовых процессоров (в т.ч. квантовая оптимизация, квантовая химия, квантовое моделирование, большие данные) единицы 0 0 5 7 8 10 20
8.2.6. Количество процессоров/эмуляторов с доступом в части разработки программного обеспечения для облачной платформы с доступом к эмулятору и квантовым процессорам единицы 1 1 3 4 4 5 8
8.2.7. Количество экспериментальных тестов с использованием платформы в части разработки и экспериментального тестирования кодов коррекции ошибок единицы 0 0 10 12 20 30 50
8.2.8. Количество модулей облачной платформы для осуществления квантовых вычислений и разработки элементов различных уровней стека программного обеспечения единицы 0 0 3 4 5 6 10
8.3. Прочие экосистемные показатели
8.3.1. Количество организаций, реализующих образовательные программы по направлению (количество вузов-партнеров) единицы 0 3 4 6 8 12 20
8.3.2. Число зарегистрированных результатов интеллектуальной деятельности по направлению (всего в год) единицы 0 2 20 24 30 40 60
8.3.3. Число зарегистрированных результатов интеллектуальной деятельности по направлению за рубежом (Европа, США; всего в год) единицы 0 0 10 12 20 25 35
8.3.4. Количество публикаций в журналах с IF (impact factor) больше 2 единицы 110 120 180 200 220 300 400

Читать новость в источнике CNews

0