Физики трёх стран собрали ионный квантовый компьютер с небывалой точностью операций - 99,92%

Международная команда учёных из США, Великобритании и Японии представила квантовый процессор Helios - машину на 98 ионах бария-137, которая выполняет двухкубитные логические операции с точностью 99,92%. Это новый мировой рекорд для ионных вычислителей. И речь не просто об очередном лабораторном достижении.

Как устроен Helios: гоночная трасса для ионов

В основе архитектуры - три электромагнитные ловушки, соединённые в замкнутый контур, напоминающий круговую трассу. По ней в одном направлении движутся сверхохлаждённые ионы бария. Внутри контура есть специальный «перекрёсток» и участки со встречным движением частиц - именно они позволяют ионам взаимодействовать между собой, меняться местами и временно уходить в режим долгосрочного хранения информации. Панама - Англия 28 июня

Это не просто изящное инженерное решение. Главная проблема ионных квантовых компьютеров - сложность масштабирования без потери точности. Чем больше кубитов, тем выше шанс накопления ошибок. Разработчики из Quantinuum, судя по всему, нашли способ обойти этот барьер: новая компоновка ловушек даёт полную связность между всеми кубитами системы, чего прежние архитектуры обеспечить не могли.

Цифры, которые говорят сами за себя

Helios демонстрирует точность однокубитных операций на уровне 99,9975% - это уже за пределами того, что большинство конкурирующих платформ могут предложить даже в идеальных условиях. Для сравнения: предыдущие рекорды в ионных системах держались в диапазоне 99,8-99,9%, а достичь отметки 99,92% для двухкубитных гейтов прежде не удавалось никому.

• Число кубитов: 98 ионов бария-137
• Точность двухкубитных операций: 99,92%
• Точность однокубитных операций: 99,9975%
• Архитектура: три связанные электромагнитные ловушки с полной связностью кубитов
• Разработчик: компания Quantinuum

Что это означает на практике

Команда уже провела первые прикладные тесты. Helios за считанные минуты просчитал поведение электронов в сверхпроводящих материалах - задачу, на которую классическим суперкомпьютерам требуются месяцы. Это не абстрактное упражнение: именно такие расчёты нужны при разработке новых материалов, лекарств и систем шифрования.

Квантовые вычисления давно обещают революцию, но разрыв между лабораторными прототипами и реальными задачами сокращается медленно. Helios - один из редких случаев, когда машина уже сейчас решает задачи, недоступные для классических систем, а не только демонстрирует потенциал в теории. Результаты работы опубликованы в Nature. Следующий шаг - наращивание числа кубитов без деградации точности. Судя по архитектуре, именно к этому команда и готовится.