Helios, el ordenador cuántico de 98 qubits que marca un hito en fidelidad y conectividad total

Arquitectura QCCD, trampa en forma de diapasón y conectividad total

Helios se basa en una arquitectura de dispositivo de carga acoplada cuántica (QCCD) implementada en una trampa de electrodos de superficie 2D . Sus características clave:

• Utiliza qubits hiperfinos de ¹³⁷Ba⁺ como portadores de información .
• La conectividad total se logra mediante un anillo de almacenamiento de iones giratorio que conecta dos regiones de operación cuántica a través de una unión .
• Los iones se transportan físicamente entre zonas separadas de memoria y lógica: los qubits fluyen por el procesador como bits en una CPU clásica, con estructuras de memoria dedicadas, buses de datos y unidades lógicas .
• La unión en forma de diapasón permite enrutar los iones a cualquier zona de puerta, posibilitando interacciones arbitrarias entre pares de qubits .

Esta arquitectura basada en transporte produce un tiempo promedio de 55 ms por capa de circuito de profundidad 1 en los 98 qubits .

Codificación de qubits lógicos con corrección de errores

El sistema Helios demostró múltiples escalas de codificación de qubits lógicos:

• Se extrajeron 94 qubits lógicos con detección de errores y 48 qubits lógicos con corrección completa de errores a partir de los 98 qubits físicos, logrando un rendimiento mejor que el punto de equilibrio .
• Con 50 qubits lógicos con detección de errores, Helios ejecutó la simulación codificada más grande de magnetismo cuántico hasta la fecha .
• Un informe técnico de Mitsubishi Electric (publicado el mismo día) evaluó la Transformada de Fourier Cuántica en hasta 12 qubits lógicos codificados en el código Steane en Helios .

El artículo de Nature utilizó mediciones en medio del circuito (lectura no destructiva), una capacidad esencial para la corrección activa de errores. Sandia contribuyó con una nueva metodología de evaluación comparativa para medir el rendimiento de estas mediciones .

Validación independiente

• Sandia National Laboratories evaluó y certificó de forma independiente el sistema Helios, aportando nuevas herramientas de evaluación comparativa y coescribiendo el artículo . El Laboratorio de Rendimiento Cuántico de Sandia mantiene un acuerdo de investigación y desarrollo cooperativo con Quantinuum (renovado en mayo de 2026) .
• Sobre el superordenador exacala JUPITER de Europa: La evidencia disponible no menciona que JUPITER haya validado Helios. Esta afirmación no está corroborada por las fuentes recuperadas. Podría referirse a una comparación de simulación clásica separada o a un paso de validación futuro, pero no está documentada en el artículo de Nature ni en la cobertura periodística relacionada.

Implicaciones más amplias

• Helios es el primer ordenador cuántico de iones atrapados de la clase de 100 qubits y demuestra que los sistemas de iones atrapados pueden alcanzar recuentos de qubits propios de circuitos superconductores (~100) manteniendo tasas de error entre 10 y 100 veces menores .
• El sistema opera más allá del alcance de la simulación clásica, según lo confirmado por las pruebas de muestreo de circuitos aleatorios .
• Las infidelidades a nivel de componente son predictivas del rendimiento a nivel de sistema, lo que significa que el modelo de error es fiable y escalable .
• Los resultados respaldan el objetivo del Departamento de Energía de EE. UU. de lograr una computación cuántica tolerante a fallos y marcan una "nueva frontera de fidelidad y complejidad para los ordenadores cuánticos" .