За последние десять лет исследователи при поддержке государственного и частного финансирования постепенно совершенствуют технологию квантовых вычислений. Тем не менее, эта отрасль все еще не достигла зрелости, и когда она сможет окупить вложения — неясно.
В последнее время разработчики сосредоточились на увеличении мощности квантовых машин. Для достижения этой цели необходимо найти эффективный способ коррекции ошибок. Любые вычислительные аппараты время от времени совершают ошибки. Классические компьютеры исправляют их, сохраняя информацию с избыточностью. Квантовые не могут так делать, поэтому им требуются специальные методы коррекции.
Квантовая коррекция ошибок подразумевает хранение одной единицы информации в нескольких кубитах. Конкретные методы различаются в зависимости от типа аппаратного обеспечения квантового компьютера: некоторым машинам требуется больше кубитов на единицу информации, чем другим. Единицу квантовой информации с исправленными ошибками называют «логическим кубитом».
Компьютеру Helios требуется два иона, или «физических кубита», для создания одного логического кубита. Это меньше, чем требуется современным квантовым компьютерам, построенным на сверхпроводящих схемах. В 2024 году Google использовала 105 физических кубитов для создания одного логического кубита. В этом году IBM задействововала 12 физических кубитов на один логический, пишет Technology Review.
Кроме того, Helios примечателен точностью своих кубитов. Это означает, что ему не нужно выделять много аппаратных ресурсов на исправление ошибок. В ходе испытаний было обнаружено, что пары запутанных кубитов вели себя предсказуемым образом в 99,921% случаев. По словам разработчиков, это лучший результат в отрасли.
Ядро Helios — микросхема размером с ноготь, содержащая ионы бария. Helios одновременно обрабатывает 98 ионов бария. Его предшественник, H2, использовал 56 кубитов иттербия, однако, как выяснилось, ионами бария легче управлять. Все эти компоненты находятся в камере, охлажденной примерно до 15 Кельвинов (-258°С). Удаленный доступ к компьютеру осуществляется через облако.
Как и у всех существующих квантовых компьютеров, мощности Helios недостаточно для реализации самых востребованных и окупаемых алгоритмов, например, тех, которые ищут новые материалы или создают финансовые прогнозы. Однако процессоры Quantinuum на захваченных ионах проще масштабировать, чем компьютеры, использующие в качестве кубитов сверхпроводящие цепи, как, например, у Google и IBM. Тем не менее, какой подход к квантовым вычислениям победит в долгосрочной перспективе, сказать пока сложно.
Почти год назад компания Quantinuum из Колорадо установила новый рекорд в квантовых вычислениях, запутав 50 логических кубитов. Это более чем вдвое превысило предыдущий результат, достигнутый Microsoft и Atom Computing.
