Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Optoelectronics Instrumentation and Data Processing

PROGRESS AND PROSPECTS IN THE FIELD OF QUANTUM COMPUTING

Ilya I. Beterov

Published Feb 29, 2024• 0 citations
Publisher

Abstract

В статье представлен краткий обзор современных достижений в квантовой информатике, проблем и перспектив развития квантовых вычислений. Обсуждаются элементарная математическая модель квантовых вычислений и понятие квантового превосходства. Рассматривается применение ультрахолодных атомов для реализации квантовых процессоров. The article provides a brief overview of modern achievements in quantum information science, problems and prospects for the development of quantum computing. The elementary mathematical model of quantum computing and the concept of quantum supremacy are discussed. The use of ultracold atoms for the implementation of quantum processors is considered.

DOI
10.15372/aut20240104

Related papers

Progress and Prospects in the Field of Quantum Computing

Ilya I. Beterov

Abstract The paper provides a brief review of modern achievements in quantum information science with problems and prospects in the development of quantum computing. The elementary mathematical model of quantum computing and the concept of quantum supremacy are discussed. The application of ultracold atoms for the implementation of quantum processors is considered.

Optoelectronics Instrumentation and Data Processing•Feb 1, 2024•2 citations

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КВАНТОВЫХ КОМПЬЮТЕРОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА СОВРЕМЕННУЮ НАУКУ И ТЕХНИКУ

E.V. Kharin, M.N.A. Azman

Quantum computers are one of the most interesting and promising areas of modern information technology. With their help, solving complex problems is performed several times faster than on traditional computers. The development of this technology allows not only to expand the boundaries of computing, but also to revise all areas of scientific research in a new way. This article analyzes the theoretical foundations of quantum computers, the level of their development, prospects, and influence on modern science and technology.

ВЕСТНИК КАРАГАНДИНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ИНДУСТРИАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА•Mar 12, 2026•0 citations

О некоторых прикладных аспектах квантовой криптографии в контексте развития квантовых вычислений и появления квантовых компьютеров

Корольков Андрей Вячеславович

The applied and theoretical aspects of quantum-cryptographic technologies are considered. The inter­related elements that make up the concept and content determined by the application of quantum cryptog­raphy are analyzed. The systematic analysis of quantum algorithms, quantum cryptography and quantum hashing are presented. The development of specialized quantum computers, focused on solving crypto­graphic problems is justified. The forecast of development of the field of quantum communication is done. The immediate prospects for the development of means of quantum cryptographic key distribution, quantum communication channels, channels of communication based on quantum teleportation, quantum networks of high-precision synchronization for secure management systems are highlighted. The independent signifi­cance of quantum random number generation is noted.

Voprosy kiberbezopasnosti•Jan 1, 2015•1 citation

Квантовые вычисления: принципы и перспективы

М.Ю. Павлов, В.А. Самойлов

В статье рассматриваются принципы квантовых вычислений на основе спиновых состояний. Анализируются фундаментальные принципы квантовой физики, такие как суперпозиция, запутанность и корпускулярно-волновой дуализм. Описаны математические модели кубитов в сфере Блоха, уравнение Шрёдингера и процесс коллапса волновой функции при измерении. Показана роль спиновой запутанности в реализации квантовых алгоритмов. Проведен анализ возможностей применения квантовых алгоритмов в области криптографии, моделирования сложных систем и др. The article examines the principles of quantum computing based on spin states. It analyzes the fundamental principles of quantum physics, such as superposition, entanglement, and particle-wave duality. Mathematical models of qubits on the Bloch sphere, the Schrödinger equation, and the wave function collapse during measurement are described. The role of spin entanglement in implementing quantum algorithms is demonstrated. The possibilities of using quantum algorithms in cryptography, complex systems modeling, and optimization.

Автоматика, связь, информатика.•Sep 3, 2025•0 citations

Квантовые вычисления на перспективных платформах

Ilya I. Beterov, Ц. Чэнь, Е.А. Ложкина

В работе представлен краткий обзор современного состояния дел в области квантовых вычислений. В последние годы в этой сфере исследований наблюдается стремительный прогресс, в первую очередь в развитии экспериментальных методов управления состояниями многочастичных квантовых систем. В то же время, вопрос о практическом применении квантовых вычислений остается открытым. Наиболее перспективные направления, где такие приложения могут появиться уже в ближайшие годы – это решение задач квантовой химии, материаловедение, различные оптимизационные задачи. Большой интерес научной общественности вызывают современные экспериментальные работы по реализации различных квантовых алгоритмов с использованием квантовых процессоров промежуточного масштаба с десятками и сотнями кубитов – двухуровневых квантовых систем, которые являются основными логическими элементами квантового компьютера. Это хорошо видно по результатам библиометрического анализа, проведенного с помощью Google Scholar и ChatGPT. Экспериментальная реализация квантовых вычислений в настоящее время характеризуется соревнованием нескольких физических платформ, среди которой лидирует сверхпроводящая платформа, что было отмечено Нобелевской премией по физике в 2025 году. В то же время, альтернативные платформы – фотоны, ионы, нейтральные атомы – обладают рядом потенциальных преимуществ. Наиболее значимое направление развития экспериментальных квантовых вычислений в последние годы – это квантовая коррекция ошибок, которая должна увеличить глубину квантовых алгоритмов и позволить реализовать наиболее сложные универсальные квантовые алгоритмы. Основные принципы квантовой коррекции ошибок и реализации поверхностного кода, наилучшим образом соответствующего архитектуре современных квантовых процессоров, приведены в статье. На базе существующих сверхпроводящих квантовых процессоров реализован облачный доступ, позволяющий исследователям проводить как численное моделирование, так и эксперименты по реализации квантовых вычислений. Для этого широко используется ставшая де-факто стандартом библиотека IBM Qiskit. В качестве примера в работе приведена демонстрация элементов поверхностного кода квантовой коррекции ошибок, реализованная с помощью больших языковых моделей. This work presents a brief overview of the current state of quantum computing. In recent years, this field of research has seen rapid progress, primarily in the development of experimental methods for controlling the states of multiparticle quantum systems. At the same time, the question of the practical applications of quantum computing remains open. The most promising areas, where such applications may emerge in the coming years, include solving problems in quantum chemistry, materials science, and various optimization problems. Current experimental work on the implementation of various quantum algorithms using intermediate-scale quantum processors with tens and hundreds of qubits—two-level quantum systems that are the fundamental logical elements of a quantum computer—has generated considerable interest in the scientific community. This is clearly demonstrated by the results of a bibliometric analysis conducted using Google Scholar and ChatGPT. The experimental implementation of quantum computing is currently characterized by competition among several physical platforms, with the superconducting platform leading the way, a feat recognized by the 2025 Nobel Prize in Physics. At the same time, alternative platforms—photons, ions, and neutral atoms—offer a number of potential advantages. The most significant development in experimental quantum computing in future years is quantum error correction, which should increase the depth of quantum algorithms and enable the implementation of the most complex universal quantum algorithms. The basic principles of quantum error correction and the implementation of a surface code that best suits the architecture of modern quantum processors are presented in the article. Based on existing superconducting quantum processors, cloud access has been implemented, allowing researchers to conduct both numerical simulations and experiments on the implementation of quantum computing. The IBM Qiskit library, which has become the de facto standard, is widely used for this purpose. As an example, the paper presents a demonstration of elements of a surface code for quantum error correction, implemented using large language models.

Информационные и математические технологии в науке и управлении•Mar 5, 2026•1 citation

Quantum Computing and Information: Recent Developments and Future Prospects

Meera Mittal

Recent advancements in quantum computing have sparked significant interest due to their potential to revolutionize various fields, from cryptography to optimization problems. This paper reviews recent developments in quantum computing and quantum information theory, focusing on breakthroughs in qubit stability, error correction codes, and quantum algorithm design. Key achievements include the demonstration of quantum supremacy in specific tasks and progress towards scalable quantum processors. Looking forward, the prospects of quantum computing in solving complex computational problems and its implications for cybersecurity and scientific simulations are discussed. The paper concludes with an outlook on the challenges that must be overcome to realize the full potential of quantum technologies in the coming years.

Journal of Quantum Science and Technology.•Jul 2, 2024•2 citations
В статье представлен краткий обзор современных достижений в квантовой информатике, проблем и перспектив развития квантовых вычислений. Обсуждаются элементарная математическая модель квантовых вычислений и понятие квантового превосходства. Рассматривается применение ультрахолодных атомов для реализации квантовых процессоров. The article provides a brief overview of modern achievements in quantum information science, problems and prospects for the development of quantum computing. The elementary mathematical model of quantum computing and the concept of quantum supremacy are discussed. The use of ultracold atoms for the implementation of quantum processors is considered.
Quantum computers are one of the most interesting and promising areas of modern information technology. With their help, solving complex problems is performed several times faster than on traditional computers. The development of this technology allows not only to expand the boundaries of computing, but also to revise all areas of scientific research in a new way. This article analyzes the theoretical foundations of quantum computers, the level of their development, prospects, and influence on modern science and technology.
The applied and theoretical aspects of quantum-cryptographic technologies are considered. The inter­related elements that make up the concept and content determined by the application of quantum cryptog­raphy are analyzed. The systematic analysis of quantum algorithms, quantum cryptography and quantum hashing are presented. The development of specialized quantum computers, focused on solving crypto­graphic problems is justified. The forecast of development of the field of quantum communication is done. The immediate prospects for the development of means of quantum cryptographic key distribution, quantum communication channels, channels of communication based on quantum teleportation, quantum networks of high-precision synchronization for secure management systems are highlighted. The independent signifi­cance of quantum random number generation is noted.
В статье рассматриваются принципы квантовых вычислений на основе спиновых состояний. Анализируются фундаментальные принципы квантовой физики, такие как суперпозиция, запутанность и корпускулярно-волновой дуализм. Описаны математические модели кубитов в сфере Блоха, уравнение Шрёдингера и процесс коллапса волновой функции при измерении. Показана роль спиновой запутанности в реализации квантовых алгоритмов. Проведен анализ возможностей применения квантовых алгоритмов в области криптографии, моделирования сложных систем и др. The article examines the principles of quantum computing based on spin states. It analyzes the fundamental principles of quantum physics, such as superposition, entanglement, and particle-wave duality. Mathematical models of qubits on the Bloch sphere, the Schrödinger equation, and the wave function collapse during measurement are described. The role of spin entanglement in implementing quantum algorithms is demonstrated. The possibilities of using quantum algorithms in cryptography, complex systems modeling, and optimization.
В работе представлен краткий обзор современного состояния дел в области квантовых вычислений. В последние годы в этой сфере исследований наблюдается стремительный прогресс, в первую очередь в развитии экспериментальных методов управления состояниями многочастичных квантовых систем. В то же время, вопрос о практическом применении квантовых вычислений остается открытым. Наиболее перспективные направления, где такие приложения могут появиться уже в ближайшие годы – это решение задач квантовой химии, материаловедение, различные оптимизационные задачи. Большой интерес научной общественности вызывают современные экспериментальные работы по реализации различных квантовых алгоритмов с использованием квантовых процессоров промежуточного масштаба с десятками и сотнями кубитов – двухуровневых квантовых систем, которые являются основными логическими элементами квантового компьютера. Это хорошо видно по результатам библиометрического анализа, проведенного с помощью Google Scholar и ChatGPT. Экспериментальная реализация квантовых вычислений в настоящее время характеризуется соревнованием нескольких физических платформ, среди которой лидирует сверхпроводящая платформа, что было отмечено Нобелевской премией по физике в 2025 году. В то же время, альтернативные платформы – фотоны, ионы, нейтральные атомы – обладают рядом потенциальных преимуществ. Наиболее значимое направление развития экспериментальных квантовых вычислений в последние годы – это квантовая коррекция ошибок, которая должна увеличить глубину квантовых алгоритмов и позволить реализовать наиболее сложные универсальные квантовые алгоритмы. Основные принципы квантовой коррекции ошибок и реализации поверхностного кода, наилучшим образом соответствующего архитектуре современных квантовых процессоров, приведены в статье. На базе существующих сверхпроводящих квантовых процессоров реализован облачный доступ, позволяющий исследователям проводить как численное моделирование, так и эксперименты по реализации квантовых вычислений. Для этого широко используется ставшая де-факто стандартом библиотека IBM Qiskit. В качестве примера в работе приведена демонстрация элементов поверхностного кода квантовой коррекции ошибок, реализованная с помощью больших языковых моделей. This work presents a brief overview of the current state of quantum computing. In recent years, this field of research has seen rapid progress, primarily in the development of experimental methods for controlling the states of multiparticle quantum systems. At the same time, the question of the practical applications of quantum computing remains open. The most promising areas, where such applications may emerge in the coming years, include solving problems in quantum chemistry, materials science, and various optimization problems. Current experimental work on the implementation of various quantum algorithms using intermediate-scale quantum processors with tens and hundreds of qubits—two-level quantum systems that are the fundamental logical elements of a quantum computer—has generated considerable interest in the scientific community. This is clearly demonstrated by the results of a bibliometric analysis conducted using Google Scholar and ChatGPT. The experimental implementation of quantum computing is currently characterized by competition among several physical platforms, with the superconducting platform leading the way, a feat recognized by the 2025 Nobel Prize in Physics. At the same time, alternative platforms—photons, ions, and neutral atoms—offer a number of potential advantages. The most significant development in experimental quantum computing in future years is quantum error correction, which should increase the depth of quantum algorithms and enable the implementation of the most complex universal quantum algorithms. The basic principles of quantum error correction and the implementation of a surface code that best suits the architecture of modern quantum processors are presented in the article. Based on existing superconducting quantum processors, cloud access has been implemented, allowing researchers to conduct both numerical simulations and experiments on the implementation of quantum computing. The IBM Qiskit library, which has become the de facto standard, is widely used for this purpose. As an example, the paper presents a demonstration of elements of a surface code for quantum error correction, implemented using large language models.
Recent advancements in quantum computing have sparked significant interest due to their potential to revolutionize various fields, from cryptography to optimization problems. This paper reviews recent developments in quantum computing and quantum information theory, focusing on breakthroughs in qubit stability, error correction codes, and quantum algorithm design. Key achievements include the demonstration of quantum supremacy in specific tasks and progress towards scalable quantum processors. Looking forward, the prospects of quantum computing in solving complex computational problems and its implications for cybersecurity and scientific simulations are discussed. The paper concludes with an outlook on the challenges that must be overcome to realize the full potential of quantum technologies in the coming years.