Квантовые вычисления выходят в космос 06.10.2026

Космос предъявляет к вычислительной технике требования, с которыми практически невозможно столкнуться на Земле. Вакуум, радиация, сильные вибрации при запуске, перепады условий освещения и ограниченные возможности обслуживания превращают даже относительно компактное устройство в сложную инженерную систему. Тем интереснее результат исследователей из Венского университета, которым впервые удалось запустить квантовый компьютер непосредственно в космосе и подтвердить его работоспособность на орбите.

Аппарат отправился в космос в июле 2025 года на ракете Falcon 9. Сам факт доставки устройства на орбиту, однако, был лишь началом эксперимента. Перед запуском специалисты провели длительные испытания, поскольку квантовые системы значительно чувствительнее обычной электроники к внешним воздействиям. Особенно сложной задачей стало обеспечить сохранность компонентов во время старта ракеты, когда аппаратура испытывает сильные вибрации и механические нагрузки. Для защиты конструкции исследователи использовали титановые опорные пластины, а хрупкие оптические волокна дополнительно закрепили эпоксидной смолой.

Еще одной проблемой стала регистрация фотонов. Для этого в системе установили шесть кремниевых лавинных фотодиодов (SPAD), однако даже после масштабных вибрационных испытаний до орбиты добрались только три из них. Уже в космосе выяснилось, что интенсивный солнечный свет создает настолько сильный фоновый шум, что полноценные измерения становятся невозможными. Поэтому исследователям пришлось выбирать специальные интервалы продолжительностью 30 минут, когда Луна находилась в тени Земли и условия для работы фотодетекторов становились более подходящими.

Не менее серьезным испытанием оказалась радиация. Орбитальный аппарат подвергался воздействию поясов Ван Аллена, которые формируются магнитным полем Земли и удерживают заряженные частицы, в том числе электроны и протоны. Ученые заранее учитывали эту угрозу и разместили оборудование внутри корпуса из алюминия аэрокосмического класса. Такая защита хорошо сдерживала электроны, но не обеспечивала аналогичной защиты от протонов. В результате работа фотонных детекторов все же оказалась под воздействием радиационных помех.

Проблемы возникли даже с материалами, которые на Земле казались вполне подходящими. Клей, примененный для закрепления лазера, в условиях вакуума начал разрушаться и загрязнять оптические элементы. Последствия оказались весьма ощутимыми: выходная мощность лазера уменьшилась с 20 мВт до 4 мВт. Для обычной аппаратуры подобные изменения могли бы означать необходимость ремонта или замены компонента, но находившийся на орбите квантовый эксперимент лишен такой возможности. Поэтому исследователям пришлось работать с тем состоянием системы, которое удалось получить после запуска.

Несмотря на все эти сложности, специалистам удалось провести ключевую проверку. Их интересовало, могут ли фотоны, проходящие через схемы устройства, оставаться неразличимыми - свойство, имеющее принципиальное значение для работы квантовых технологий. Предварительное моделирование на Земле показало, что нужное состояние должно возникнуть при достижении кристаллами, испускающими фотоны, температуры 32,5°C. Именно такую температуру исследователи впоследствии наблюдали уже на орбите, получив экспериментальное подтверждение расчетов.

Пока этот эксперимент нельзя назвать полноценной системой космической обработки данных. Спутник по-прежнему не получил универсального квантового компьютера, способного заменить наземные вычислительные центры. Однако сама идея имеет важное практическое значение. Сегодня космические аппараты способны собирать огромные объемы необработанной информации, но для ее полноценной обработки многие данные приходится передавать на Землю. Пропускная способность нисходящего канала и доступность наземных станций при этом ограничивают объем информации, который можно передать.