MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Гонку за создание полезных квантовых компьютеров выиграет компания, которая первой найдёт способ исправлять ошибки вычислений без значительного увеличения числа физических кубитов на каждый логический кубит. Вперёд на этом пути неожиданно вырвалась компания Quantinuum, заявившая о 100-кратном превосходстве своих алгоритмов над алгоритмами коррекции ошибок Google Quantum AI.
Источник изображения: Quantinuum
Основанная на работе представленного год назад 98-кубитового квантового компьютера Helios технология коррекции ошибок Quantinuum обеспечила точность вычислений на уровне 99,9995 %, что примерно соответствует пяти ошибкам на миллион логических операций. Этот результат в десять раз превосходит собственный показатель компании, полученный в сентябре, и примерно в сто раз — лучший ранее опубликованный результат для других типов квантового оборудования, в частности системы Google Quantum AI на сверхпроводящих кубитах.
Платформа Quantinuum Helios — это квантовый компьютер с 98 физическими кубитами, использующий захваченные ионы изотопа бария-137 в качестве носителей квантовой информации. Его архитектура обеспечивает взаимодействие между любыми кубитами системы, а специализированные вычислительные средства позволяют расшифровывать результаты измерений и корректировать ошибки в ходе работы.
В новом эксперименте исследователи применили так называемый цветовой код коррекции ошибок. Он особым образом распределяет квантовую информацию между физическими кубитами, условно раскрашивая её в разные цвета для упрощения последующего сравнения и формирования более устойчивых логических кубитов.
Команда проверила цветовой код с расстояниями 3, 5 и 7. Этот параметр характеризует степень защиты логического кубита от ошибок: чем он больше, тем больше ошибок определённого типа можно обнаружить и исправить.
При каждом переходе к следующему уровню расстояния частота ошибок квантовой памяти снижалась в среднем в 12 раз. Для двухкубитных логических операций подавление ошибок при переходе от расстояния 3 к расстоянию 5 составило примерно девять раз. Это экспериментальное подтверждение того, что увеличение ресурсов, выделяемых на коррекцию ошибок в данной системе, действительно повышает надёжность квантовой информации. Иными словами, усложнение квантовой вычислительной платформы не приводило к повышению частоты ошибок — главной проблемы при масштабировании таких вычислителей.
Следующий этап, согласно планам Quantinuum, — создание универсального отказоустойчивого квантового компьютера Apollo, запуск которого намечен на 2029 год. Компания предполагает, что благодаря выбранной архитектуре для достижения практического уровня отказоустойчивости может потребоваться значительно меньше физических кубитов, чем в конкурирующих системах. Эксперимент наглядно показал, что этот замысел имеет все шансы на реализацию. Другой вопрос — удастся ли реализовать его на практике в будущей системе Apollo, насчитывающей тысячи физических кубитов? Ответ на этот вопрос придётся подождать.
Источник:
