Quantinuum kvantu datorā Helios sasniedz rekordzemu loģisko kubitu kļūdu līmeni

Amerikāņu kvantu datoru uzņēmums Quantinuum pirmdien, 19. oktobrī, paziņoja, ka tā komerciālajā kvantu datorā Helios ar kļūdu labošanas metodēm sasniegta loģiskā precizitāte 99,9995 %. Tas atbilst aptuveni piecām kļūdām uz miljonu operāciju, un uzņēmums rezultātu dēvē par pasaules rekordu kvantu kļūdu labošanā.

Kvantu datori pagaidām kļūdās pārāk bieži, lai uzticami veiktu sarežģītus aprēķinus. Tāpēc pētnieki vairākus fiziskos kubitus apvieno tā sauktajos loģiskajos kubitos, kas kopīgi spēj atklāt un izlabot atsevišķu kubitu kļūdas. Jo retāk kļūdās loģiskie kubiti, jo garākus aprēķinus nākotnē varētu veikt.

Kā raksta žurnāls New Scientist, datorā Helios-1 ir 98 kubiti, un katrs no tiem ir jons, kura kvantu stāvokli vada ar lāzeriem un elektromagnētiskajiem laukiem. Rekordu pētnieki sasniedza ar tā saukto krāsu kodu (color code), pārbaudot, cik uzticami loģiskie kubiti glabā informāciju. Kad divus loģiskos kubitus izmantoja vienkāršai, kļūdu labotai operācijai, kļūdu bija aptuveni desmit reizes vairāk – ap septiņām uz 100 000 lietojumu.

Būtiski, ka kļūdu līmenis samazinājās, palielinot loģiskā kubita izmēru. Pārejot no 7 uz 19 fiziskajiem kubitiem, tas kritās 12 reizes, un līdzīgs kritums bija, pārejot no 19 uz 37 kubitiem. Uzņēmums apgalvo, ka jaunais rezultāts ir desmit reizes labāks par tā paša septembra rekordu, kas uz tās pašas aparatūras sasniegts ar citu kodu – Helix –, un simt reizes labāks par labāko publicēto citu tehnoloģiju rezultātu, ko ar supravadītāju sistēmu bija ziņojis Google Quantum AI. Kods Helix vienam loģiskajam kubitam izmantoja 10 fiziskos kubitus, krāsu kods – līdz 37.

Neatkarīgi pētnieki rezultātu vērtē atzinīgi, bet ar atrunām. Virdžīnijas Tehnoloģiju universitātes pētnieks Stīvens Flammija New Scientist to nosauca par iespaidīgu tehnisku sasniegumu, taču norādīja, ka vēl jāredz, vai kļūdu līmenis saglabāsies tik zems sarežģītākās operācijās. Kreitonas universitātes pētnieks Tomass Vongs atgādināja, ka datorā ir ap 100 fizisko kubitu, bet zināmiem noderīgiem lietojumiem būtu vajadzīgi ap 100 loģisko kubitu. Sandijas Nacionālo laboratoriju pētnieks Robins Blūms-Kohauts uzņēmuma paziņojumā norādīja, ka loģiskais kubits ir gandrīz 100 reizes labāks par fiziskajiem kubitiem, no kuriem tas veidots.

Quantinuum līdz 2029. gadam plāno piedāvāt universālu, pret kļūdām noturīgu kvantu datoru Apollo un apgalvo, ka pašreizējā precizitāte jau atbilst šī mērķa diapazonam. Nākamais uzņēmuma dators Sol būs gandrīz divreiz lielāks par Helios-1. Konkurence nozarē ir sīva: vairākas komandas jau izveidojušas prototipus ar vairāk nekā tūkstoti kubitu, bet uzņēmums QuEra paziņojis, ka līdz 2028. gadam uzbūvēs iekārtu, kas spēs veikt miljonu uzticamu kvantu operāciju.