Компании Quantinuum и Sandia National Laboratories опубликовали в журнале Nature рецензируемые результаты, демонстрирующие, что Helios — 98-кубитный квантовый компьютер на захваченных ионах — работает далеко за пределами возможностей классического моделирования, обеспечивая при этом наивысшую точность вентилей среди всех коммерческих квантовых систем.
Рекордная точность в масштабе
В статье, опубликованной 17 июня, сообщается о точности однокубитных операций на уровне 99,9975% и двухкубитных операций — 99,921% в среднем по всем рабочим зонам системы. Эти показатели превосходят конкурирующие сверхпроводниковые платформы от Google и IBM. Система использует гиперфинные кубиты на основе бария-137 и достигает погрешности подготовки и измерения состояний всего 4,8 × 10⁻⁴.
«Чтобы воспроизвести то, что мы сделали на Helios, потребовалась бы энергия каждой звезды во Вселенной», — заявил исследователь из Quantinuum, имея в виду результаты системы в тестах на выборку случайных схем, которые устанавливают «новый рубеж точности и сложности для квантовых компьютеров».
Архитектура и связность
Helios построен на архитектуре квантового прибора с зарядовой связью (QCCD) с ловушкой ионов типа «камертон» и вращающимся кольцом хранения ионов, соединяющим две квантовые рабочие зоны через переход. Это обеспечивает полносвязную топологию кубитов — то есть любые два кубита в системе могут взаимодействовать напрямую, — что принципиально отличает системы с захваченными ионами от фиксированной решёточной топологии сверхпроводящих процессоров.
Система также кодирует до 48 полностью исправляющих ошибки логических кубитов при физическом соотношении 2:1, а также до 94 логических кубитов с обнаружением ошибок, производительность которых превосходит характеристики необработанных физических кубитов.
Валидация и последствия
Национальные лаборатории Сандиа провели независимую проверку производительности Helios путём строгого бенчмаркинга — это партнёрство поддерживает цель Министерства энергетики США по достижению отказоустойчивых квантовых вычислений. В ходе отдельных исследований с использованием европейского экзаскейл-суперкомпьютера JUPITER было подтверждено, что Helios сохраняет когерентную производительность при работе до 93 кубитов и более чем 12 000 двухкубитных вентилей — после этого предела результаты становятся неотличимы от шума.
Полученные результаты выводят Helios на позицию первой ловушечно-ионной системы масштаба 100 кубитов, которая доказала: данная технология способна сравняться со сверхпроводящими схемами по количеству кубитов, сохраняя при этом более низкие показатели ошибок, — что является важной вехой в конкуренции между платформами квантового оборудования.
Комментариев нет:
Отправить комментарий