98-քյուբիթանոց քվანտային համակարգչի ռեկորդային արդյունքները հրապարակվել են Nature-ում

Quantinuum-ի 98-քյուբիթանոց Helios քվանտային համակարգիչը հասել է դարպասների հավատարմության (gate fidelity) ռեկորդային ցուցանիշների, որոնք հաստատվել են Sandia National Laboratories-ի կողմից և հրապարակվել Nature-ում երեքշաբթի օրը:nature+1
Իոնային թակարդի համակարգն ունի քյուբիթների լիարժեք կապակցվածություն (all-to-all connectivity) և կոդավորում է մինչև 48 սխալների ուղղում ունեցող տրամաբանական քյուբիթ՝ ֆիզիկական-տրամաբանական աննախադեպ 2:1 հարաբերակցությամբ:arxiv+1
Եվրոպայի JUPITER էքսասկալարային գերհամակարգչի օգտագործմամբ առանձին թեստավորումը հաստատել է, որ Helios-ը պահպանում է կոհերենտ աշխատանքը մինչև 93 քյուբիթ և ավելի քան 12,000 երկքյուբիթանոց դարպասների դեպքում:arXiv.org

Quantinuum -ը և Sandia National Laboratories-ը Nature-ում հրապարակել են գրախոսվող արդյունքներ, որոնք ցույց են տալիս, որ Helios-ը՝ 98-քյուբիթանոց իոնային թակարդի քվանտային համակարգիչը, գործում է դասական սիմուլյացիայի հնարավորություններից շատ ավելի հեռու՝ պահպանելով դարպասների ամենաբարձր հավատարմությունը ցանկացած առևտրային քվանտային համակարգի շրջանում:nature+1

Ռեկորդային ճշգրտություն մասշտաբով

Հունիսի 17-ին հրապարակված հոդվածում նշվում է միաքյուբիթանոց դարպասի 99,9975% և երկքյուբիթանոց դարպասի 99,921% հավատարմության մասին՝ հաշվարկված համակարգի բոլոր գործառնական գոտիներում. այս ցուցանիշները գերազանցում են Google Alphabet Inc. և IBM International Business Machines Corporation ընկերությունների մրցակից գերհաղորդիչ հարթակները: Համակարգն օգտագործում է բարիում-137-ի հիպերնուրբ քյուբիթներ և հասնում է վիճակի պատրաստման և չափման սխալի ընդամենը 4,8 × 10⁻⁴ մակարդակի:arxiv+1

«Ձեզ անհրաժեշտ կլիներ հավաքել տիեզերքի բոլոր արեգակների էներգիան՝ դասական մեքենա աշխատեցնելու համար, որը կկարողանար կրկնել այն, ինչ մենք արեցինք Helios-ի վրա», — ասել է Quantinuum-ի հետազոտողը՝ անդրադառնալով պատահական սխեմաների ընտրանքային թեստերում համակարգի աշխատանքին, որոնք «քվանտային համակարգիչների համար հավատարմության և բարդության նոր սահման» են սահմանում:linkedin+1

Ճարտարապետություն և կապակցվածություն

Helios-ը կառուցված է քվանտային լիցքի զուգակցված սարքի (QCCD) ճարտարապետության վրա, որը ներառում է «կամերտոնի» տիպի իոնային թակարդի դիզայն՝ պտտվող իոնների պահեստավորման օղակով, որը միացնում է երկու քվանտային գործառնական գոտիներ միացման միջոցով: Սա ապահովում է քյուբիթների լիարժեք կապակցվածություն, ինչը նշանակում է, որ համակարգում ցանկացած երկու քյուբիթ կարող է անմիջականորեն փոխազդել. հատկություն, որը տարբերում է իոնային թակարդի համակարգերը գերհաղորդիչ պրոցեսորների ֆիքսված ցանցային տոպոլոգիայից:Nature+3

Համակարգը նաև կոդավորում է մինչև 48 լիարժեք սխալների ուղղում ունեցող տրամաբանական քյուբիթ՝ 2:1 ֆիզիկական-տրամաբանական հարաբերակցությամբ և մինչև 94 սխալներ հայտնաբերող տրամաբանական քյուբիթ, որոնց աշխատանքը գերազանցում է հում ֆիզիկական քյուբիթների ցուցանիշները:Quantum Computing Report+1

Վավերացում և նշանակություն

Sandia National Laboratories-ը անկախ կերպով հաստատել է Helios-ի աշխատանքը խիստ թեստավորման միջոցով. այս գործընկերությունը աջակցում է ԱՄՆ էներգետիկայի դեպարտամենտի նպատակին՝ հասնել սխալների նկատմամբ կայուն քվանտային հաշվարկների: Եվրոպայի JUPITER էքսասկալարային գերհամակարգչի օգտագործմամբ առանձին աշխատանքները հաստատել են, որ Helios-ը պահպանում է կոհերենտ աշխատանքը մինչև 93 քյուբիթ և ավելի քան 12,000 երկքյուբիթանոց դարպասների դեպքում, մինչև ելքային տվյալները դառնան աղմուկից անտարբերելի:hpcwire+2

Արդյունքները Helios-ը դասում են որպես առաջին 100-քյուբիթանոց մասշտաբի իոնային թակարդի համակարգ, որը ցույց է տվել, որ տեխնոլոգիան կարող է հավասարվել գերհաղորդիչ սխեմաներին քյուբիթների քանակով՝ միաժամանակ պահպանելով սխալների ավելի ցածր մակարդակ, ինչը կարևոր հանգրվան է քվանտային սարքավորումների հարթակների միջև մրցակցության մեջ:Quantum Zeitgeist+1

Աղբյուրներ (21)