Национальная лаборатория Sandia и компания Quantinuum представили результаты испытаний 98-кубитной квантовой системы Helios. Опубликованные в журнале Nature данные подтверждают значительный прогресс в создании отказоустойчивых квантовых вычислений, достигнутый благодаря высокой точности операций.
Helios — это коммерческий квантовый процессор, построенный на архитектуре ионных ловушек. В ходе тестирования система продемонстрировала выдающиеся показатели: точность однокубитных операций составила 99,9975%, а двухкубитных — 99,921%. Такие результаты позволяют считать Helios одной из самых стабильных и эффективных платформ в своем классе.
Исследование стало результатом долгосрочного партнерства в рамках соглашения (CRADA) между Sandia и Quantinuum. Национальная лаборатория, подотчетная Министерству энергетики США, на протяжении двух десятилетий занимается изучением квантовых технологий, анализируя их влияние на криптографию, энергетический сектор, фармацевтику и современные системы связи.
Основной вызов в этой области — не просто увеличение количества кубитов, а их стабильность. В квантовых системах вычисления крайне чувствительны к внешним помехам, будь то микроскопические атомные колебания или нестабильность лазеров. Архитектура ионных ловушек, используемая в Helios, позволяет удерживать ионы с помощью электромагнитных полей и перемещать их в зонах обработки, однако требует сложнейших инженерных решений для контроля и охлаждения.
Особое значение в работе имеют «промежуточные измерения» (mid-circuit measurements). Эта технология позволяет считывать состояние отдельных кубитов в ходе выполнения вычислений и проводить коррекцию ошибок, не прерывая работу всей системы. Специалисты Sandia разработали уникальные методы бенчмаркинга, которые помогли подтвердить эффективность этого процесса.
Ученые подчеркивают, что на данном этапе развития квантовых технологий надежность операций важнее их чистой скорости. Накопление даже малых погрешностей, вызванных смещением иона или разбросом лазерного излучения, способно полностью обесценить результат вычислений.
Параллельно Sandia активно работает над технологиями интегрированной фотоники, которые позволяют передавать квантовую информацию с помощью света в микроскопических оптических структурах. Ожидается, что этот метод поможет масштабировать системы будущего, снизив их энергопотребление и повысив общую стабильность.
Тесты показали, что Helios уже работает на уровне сложности, превосходящем возможности классического моделирования. Тем не менее, эксперты уточняют: это еще не практическое превосходство над всеми традиционными системами, а демонстрация перехода квантовых компьютеров в фазу инженерной управляемости. Это критически важный шаг для создания по-настоящему масштабируемых вычислительных мощностей нового поколения.
