Quantinuum представила квантовый процессор Helios с 96 кубитами и новой архитектурой перемещения ионов

Компания Quantinuum представила квантовый процессор Helios, в котором число кубитов увеличено с 56 до 96 без потери точности операций. Устройство относится к категории ионных квантовых компьютеров — систем, где каждый кубит представляет собой отдельный ион, удерживаемый электромагнитным полем и управляемый лазерами.

Главное преимущество таких машин в том, что атомы-кубиты не нужно производить: все они идентичны и могут перемещаться внутри ловушки. Это позволяет соединять («запутывать») любые два кубита, а значит — строить гибкие схемы алгоритмов и коррекции ошибок. Однако рост числа кубитов усложняет физическое перемещение ионов: при длинных траекториях время операций может превысить допустимое время когерентности, то есть устойчивости квантового состояния.

В процессоре Helios инженеры реализовали новую перекрёстную топологию каналов, напоминающую дорожное пересечение, соединяющее два ионных хранилища. В ней ионы циркулируют по замкнутому «кольцу», а при необходимости направляются в боковые ветви для выполнения двухкубитных операций. Такая организация уменьшает «пробки» при перемещении частиц и ускоряет выполнение квантовых схем.

«Мы сохранили и даже улучшили точность двухкубитных операций при увеличении числа кубитов», — подчеркнула вице-президент Quantinuum Дженни Страбли. По её словам, новая конструкция помогает отрабатывать надёжность узлов пересечения, что станет основой для будущих крупномасштабных систем.

Управление Helios осуществляется через собственный компилятор и программную среду Guppy, основанную на Python. Новая версия поддерживает циклы и условные операторы, что позволяет реализовать начальные формы квантовой коррекции ошибок — автоматического обнаружения и исправления сбоев. При этом Helios может работать как с 94 активными кубитами, контролируя ошибки, так и в конфигурации с 48 логическими кубитами, объединёнными в один кодовый блок.

На новом процессоре команда Quantinuum уже провела квантовую симуляцию модели Ферми–Хаббарда, описывающей образование электронных пар при переходе вещества в сверхпроводящее состояние. Даже без встроенной коррекции ошибок система показала почти идеальное совпадение с теоретическими расчётами.

Helios станет переходным этапом перед созданием квантовых чипов с двумерной сеточной архитектурой, где ионы смогут перемещаться по множеству пересечений. Как отмечают в компании, принципы, опробованные в Helios, помогут перейти к большим системам, где тысячи кубитов смогут взаимодействовать параллельно.

 Источник: arstechnica