98-qubit kvantdators rekordresultat publicerade i Nature

Quantinuums 98-qubit Helios kvantdator uppnådde rekordhög grindtrohet validerad av Sandia National Laboratories, med resultat publicerade i Nature på tisdagen.nature+1
Systemet med jonfällor har all-till-all qubit-anslutning och kodar upp till 48 felkorrigerade logiska qubits med ett oöverträffat 2:1 fysiskt-till-logiskt förhållande.arxiv+1
Separat benchmarking med hjälp av Europas JUPITER exascale-superdator bekräftade att Helios bibehåller koherent prestanda upp till 93 qubits och över 12 000 två-qubit-grindar.arXiv.org

Quantinuum och Sandia National Laboratories har publicerat referentgranskade resultat i Nature som visar att Helios, en 98-qubit jonfältskvantdator, opererar långt bortom räckvidden för klassisk simulering samtidigt som den bibehåller den högsta grindtroheten av alla kommersiella kvantsystem.nature+1

Rekordsättande noggrannhet i skala

Artikeln, som publicerades den 17 juni, rapporterar en trohet för en-qubit-grindar på 99,9975 % och en trohet för två-qubit-grindar på 99,921 % i genomsnitt över alla operativa zoner i systemet – siffror som överträffar konkurrerande supraledande plattformar från Google Alphabet Inc. och IBM International Business Machines Corporation . Systemet använder barium-137 hyperfina qubits och uppnår en felmarginal för tillståndsförberedelse och mätning på endast 4,8 × 10⁻⁴.arxiv+1

"Du skulle behöva skörda varje sol i universum för att driva en klassisk maskin som skulle kunna reproducera det vi gjorde på Helios," sade en Quantinuum-forskare, med hänvisning till systemets prestanda i slumpmässiga kretssamplings-benchmarks som etablerar "en ny gräns för trohet och komplexitet för kvantdatorer."linkedin+1

Arkitektur och anslutning

Helios är byggd på en QCCD-arkitektur (Quantum Charge-Coupled Device) med en "stämgaffel"-jonfältsdesign med en roterbar jonlagringsring som kopplar samman två kvantoperationsregioner via en korsning. Detta möjliggör all-till-all qubit-anslutning – vilket innebär att vilka två qubits som helst i systemet kan interagera direkt – en egenskap som skiljer jonfältsystem från den fasta rutnätstopologin hos supraledande processorer.Nature+3

Systemet kodar också upp till 48 fullt felkorrigerade logiska qubits med ett 2:1 fysiskt-till-logiskt förhållande, och upp till 94 feldetekterade logiska qubits med prestanda som överträffar råa fysiska qubits.Quantum Computing Report+1

Validering och implikationer

Sandia National Laboratories validerade oberoende Helios prestanda genom rigorös benchmarking, ett partnerskap som stöder det amerikanska energidepartementets mål att uppnå feltolerant kvantberäkning. Separat arbete med hjälp av Europas JUPITER exascale-superdator bekräftade att Helios bibehåller koherent prestanda upp till 93 qubits och över 12 000 två-qubit-grindar innan utdata blir omöjliga att skilja från brus.hpcwire+2

Resultaten positionerar Helios som det första jonfältsystemet i 100-qubit-skala som visar att tekniken kan matcha supraledande kretsar i qubit-antal samtidigt som den bibehåller lägre felmarginaler – en milstolpe i konkurrensen mellan kvanthårdvaruplattformar.Quantum Zeitgeist+1

Källor (21)