Компания Quantinuum совершила значительный скачок в области квантовых вычислений, представив систему Helios. Разработчики утверждают, что её вычислительная мощность превосходит все существующие аналоги в мире. Уникальность Helios заключается не в количестве, а в качестве кубитов: используя всего 98 физических кубитов, что меньше, чем у многих конкурентов, система достигает беспрецедентной производительности благодаря передовой архитектуре и минимальному уровню ошибок. Этот компьютер способен решать задачи, которые для классических суперкомпьютеров были бы либо невыполнимы, либо требовали колоссальных энергозатрат.
Принцип работы и ключевые вызовы
Мощность квантовых компьютеров основана на использовании свойств запутанных частиц — ионов, фотонов или атомов. В отличие от классических битов, которые могут быть либо 0, либо 1, квантовые биты (кубиты) благодаря суперпозиции могут находиться в обоих состояниях одновременно. Это открывает путь к решению задач невероятной сложности, недоступных традиционным машинам. Однако главным препятствием на этом пути остаётся высокая чувствительность кубитов к внешним помехам и, как следствие, высокий уровень ошибок, требующий сложных методов коррекции.
Революция в коррекции ошибок
Для борьбы с ошибками информацию в квантовых системах кодируют не в одном, а в нескольких кубитах. Такой исправленный набор называется «логическим кубитом», а его составляющие — «физическими кубитами». Ранее считалось, что для создания одного надёжного логического кубита требуется в среднем около десяти физических. Инженерам Quantinuum удалось кардинально изменить это соотношение, создав логический кубит всего из двух физических. Этот прорыв стал возможен благодаря инновационной технологии — ионной ловушке с линейным пересечением, которая радикально снизила уровень шума и повысила стабильность системы.
Новый компьютер Helios работает на 98 физических кубитах, из которых сформировано 48 высококачественных логических кубитов (48 пар плюс два резервных).
Обратите внимание: NASA инвестирует в футуристический телескоп, который будет строить сам себя в космосе.
Для сравнения: в 2024 году Google использовала 105 физических кубитов для создания одного логического, IBM — 12, а Amazon Web Services — девять. Ключевое преимущество Helios — его архитектура, где в качестве физических кубитов выступают ионы бария, удерживаемые в электромагнитной ловушке. Эта конфигурация значительно улучшает процессы обнаружения и исправления ошибок, что и выводит производительность на новый уровень.Преимущества ионных кубитов и практические результаты
Дополнительное преимущество проистекает из самой природы ионных кубитов. В отличие от сверхпроводящих кубитов, которые жёстко закреплены на чипе, ионы могут свободно перемещаться и взаимодействовать с любыми другими ионами в системе. Эта «полная связность» позволяет более эффективно выполнять операции и сокращает количество ресурсов, необходимых для создания стабильного логического кубита. В стандартном тесте Random Circuit Sample система Helios продемонстрировала уровень верности (fidelity) в 99,921% для всех пар физических кубитов, что эксперты признают непревзойдённым результатом.
Исследователи заявляют, что Helios преодолел критически важный порог полезной квантовой коррекции ошибок, когда расчёт с применением коррекции становится точнее, чем без неё. В другом эксперименте компьютер использовали для моделирования сверхпроводящего металла при высокой температуре. Симмуляции выявили ранее ненаблюдаемое электронное поведение: электроны объединялись в пары посредством квантовой запутанности, формируя общее состояние в момент проявления сверхпроводимости материала. По словам разработчиков, Helios стал первым квантовым компьютером, позволившим напрямую наблюдать этот фундаментальный феномен.
Планы на будущее
Quantinuum не планирует останавливаться на достигнутом. Уже к 2027 году компания намерена представить усовершенствованную версию под названием Sol, которая будет обладать 192 физическими кубитами. А ещё более мощная система Apollo, объединяющая тысячи отказоустойчивых физических кубитов, ожидается к 2029 году. Эти разработки открывают новую главу в гонке за создание практичного и мощного квантового компьютера.
18.11.2025 444 FacebookXVKontakteOdnoklassnikiTelegram Подпишитесь на нас:Вконтакте / Telegram / Дзен НовостиБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.