Поделиться
Создан ионный квантовый компьютер с рекордно высоким уровнем точности
Один из лидеров гонки за создание продуктивного и точного квантового компьютера американский Quantinuum изменил архитектуру своего ионного процессора Helios и добился рекордно низкого процента ошибок в вычислениях.
Helios от Quantinuum
Специалисты компании Quantinuum создали новую версию квантового процессора Helios, которая продемонстрировала рекордный уровень точности вычислений, пишет ТАСС.
Первые тесты Helios на базе 98 ионов бария с новой архитектурой показали способность выполнять операции с одиночными кубитами с точностью в 99,9975%, а с двумя ячейками памяти — в 99,92%. При этом ученые добились обмена данными между всеми кубитами системы, что в прошлом было сложно осуществить.
«Квантовые компьютеры на базе ионов обладают самой высокой стойкостью к ошибкам, однако при этом наращивать число кубитов в них очень сложно, не снижая при этом производительность данных вычислителей. Мы разработали новую архитектуру ионного компьютера, которая позволяет быстро исполнять произвольные программы на большом наборе кубитов с рекордно высоким уровнем точности», — отметили авторы исследования. В работе принимали участие американские, британские и японские физики.
Подход к построению архитектуры компьютера
Helios состоит из трех соединенных друг с другом электромагнитных ловушек. Эти ловушки объединены в некое подобие круговой гоночной трассы, по которой движутся в одном направлении не автомобили, а ионы бария-137, охлажденные до сверхнизких температур. На этой трассе есть «перекресток» и несколько близких друг к другу участков, по которым ионы движутся в противоположных направлениях, пояснили ученые.
При такой архитектуре ловушек ионы взаимодействуют друг с другом, а ученые могут перенаправлять их движение, сортировать их и использовать часть из них в качестве долговременного хранилища квантовой информации.
Новый подход позволяет повысить производительность вычислительной системы, исполнять произвольные квантовые алгоритмы с произвольным числом кубитов.
Конкуренция квантовых вычислений
По словам представителей Quantinuum, благодаря возможностям обновленного Helios им удалось, например, просчитать за очень короткое время то, как ведут себя электроны в сверхпроводящих материалах, а также решить другие фундаментальные физические задачи, на которые обычно уходят месяцы расчетов.
Квантовые вычислители способны осуществлять вычисления, которые очень сложно или невозможно сделать при помощи классических суперкомпьютеров. Поэтому в мире ускоряется гонка за создание квантового компьютера, пригодного к практическому применению. Активно развиваются и конкурируют несколько различных архитектурных подходов.
В ионных компьютерах ионы атомов удерживаются электромагнитными полями и управляются лазерными импульсами. Сверхпроводящие кубиты — наиболее распространенный сегодня подход, используемый лидерами индустрии, такими как IBM, Google, Rigetti. Есть еще фотонные, спиновые системы, включая спины электронов в полупроводниках, азотно-вакуумные центры в алмазах (NV-центры), кремниевые спины и топологические кубиты.
В 2025 г. Quantinuum представил одну из двух самых производительных системы — Quantinuum Helios на 96 кубитах. Вторым лидером стали ионные процессоры IonQ Tempo от компания IonQ (США) на 100 кубитах.
В декабре 2025 г. ученые из Российского квантового центра (РКЦ) представили первый ионный квантовый компьютер на кусептах, эквивалентный 72 кубитам и обеспечивающий точность однокубитных и двухкубитных операций на уровне 99,92% и 96,5% соответственно, как писал CNews.
Ученые НИТУ МИСИС и ИНМЭ РАН в июне 2025 г. сообщили, что разработали уникальную технологию создания кубитов-флаксониумов, точность вычислений которых в эксперименте достигла 99,993%.
Короткая ссылка
