Resultados récord de la computadora cuántica de 98 cúbits publicados en Nature

La computadora cuántica Helios de 98 cúbits de Quantinuum alcanzó fidelidades de puerta récord validadas por los Sandia National Laboratories, con resultados publicados en Nature el martes.nature+1
El sistema de iones atrapados cuenta con conectividad de todos con todos entre cúbits y codifica hasta 48 cúbits lógicos con corrección de errores en una proporción sin precedentes de 2:1 de físicos a lógicos.arxiv+1
Pruebas de rendimiento independientes utilizando la supercomputadora exaescala JUPITER de Europa confirmaron que Helios mantiene un rendimiento coherente hasta 93 cúbits y más de 12.000 puertas de dos cúbits.arXiv.org

Quantinuum y los Sandia National Laboratories han publicado resultados revisados por pares en Nature que demuestran que Helios, una computadora cuántica de iones atrapados de 98 cúbits, opera mucho más allá del alcance de la simulación clásica mientras mantiene las fidelidades de puerta más altas de cualquier sistema cuántico comercial.nature+1

Precisión récord a escala

El artículo, publicado el 17 de junio, informa una fidelidad de puerta de un solo cúbit del 99,9975% y una fidelidad de puerta de dos cúbits del 99,921% promediadas en todas las zonas operativas del sistema, cifras que superan a las plataformas superconductoras competidoras de Google Alphabet Inc. e IBM International Business Machines Corporation . El sistema utiliza cúbits hiperfinos de bario-137 y logra una infidelidad de preparación y medición de estado de solo 4,8 × 10⁻⁴.arxiv+1

"Necesitarías recolectar todos los soles del universo para alimentar una máquina clásica que pudiera reproducir lo que hicimos en Helios", dijo un investigador de Quantinuum, refiriéndose al rendimiento del sistema en pruebas de muestreo de circuitos aleatorios que establecen "una nueva frontera de fidelidad y complejidad para las computadoras cuánticas".linkedin+1

Arquitectura y conectividad

Helios está construido sobre una arquitectura de Dispositivo Cuántico Acoplado por Carga (QCCD) que presenta un diseño de trampa de iones de "diapasón" con un anillo de almacenamiento de iones giratorio que conecta dos regiones de operación cuántica a través de una unión. Esto permite la conectividad de todos con todos entre cúbits, lo que significa que dos cúbits cualesquiera en el sistema pueden interactuar directamente, una propiedad que distingue a los sistemas de iones atrapados de la topología de rejilla fija de los procesadores superconductores.Nature+3

El sistema también codifica hasta 48 cúbits lógicos totalmente corregidos contra errores en una proporción de 2:1 de físicos a lógicos, y hasta 94 cúbits lógicos con detección de errores con un rendimiento que supera al de los cúbits físicos brutos.Quantum Computing Report+1

Validación e implicaciones

Los Sandia National Laboratories validaron de forma independiente el rendimiento de Helios a través de pruebas rigurosas, una asociación que apoya el objetivo del Departamento de Energía de EE. UU. de lograr una computación cuántica tolerante a fallos. Un trabajo separado utilizando la supercomputadora exaescala JUPITER de Europa confirmó que Helios mantiene un rendimiento coherente hasta 93 cúbits y más de 12.000 puertas de dos cúbits antes de que las salidas se vuelvan indistinguibles del ruido.hpcwire+2

Los resultados posicionan a Helios como el primer sistema de iones atrapados a escala de 100 cúbits en demostrar que la tecnología puede igualar a los circuitos superconductores en número de cúbits mientras mantiene tasas de error más bajas, un hito en la competencia entre plataformas de hardware cuántico.Quantum Zeitgeist+1

Fuentes (21)