המאמר מציין שאף אחת מהאי-נאמנויות הללו אינה מוגבלת מטבעה, ויש פוטנציאל לשיפור נוסף .

ארכיטקטורת QCCD, מלכודת יונים בצורת מזלג וקישוריות מלאה

Helios מבוסס על ארכיטקטורת QCCD (התקן צמוד מטען קוונטי) המיושם על מלכודת אלקטרודות משטח דו-ממדית . מאפיינים עיקריים:

• משתמש בקיוביטים היפר-פיניים של ¹³⁷Ba⁺ כנשאי מידע
• קישוריות מלאה (all-to-all) מושגת באמצעות טבעת אחסון יונים מסתובבת המחברת שני אזורי פעולה קוונטית דרך צומת
• יונים מועברים פיזית בין אזורי זיכרון ולוגיקה מופרדים מרחבית — קיוביטים זורמים בתוך המעבד כמו סיביות במעבד קלאסי, עם מבני זיכרון ייעודיים, אוטובוסי נתונים ויחידות לוגיקה
• צומת המלכודת בצורת מזלג מאפשר ניתוב יונים לכל אזור שער, ומאפשר אינטראקציות בין כל זוג קיוביטים

ארכיטקטורה מבוססת הובלה זו נותנת זמן ממוצע של 55 ms לשכבת מעגל על פני כל 98 הקיוביטים .

קידוד קיוביטים לוגיים מתוקני שגיאות

מערכת Helios הדגימה קידוד של קיוביטים לוגיים בקנה מידה מרובה:

• 94 קיוביטים לוגיים עם זיהוי שגיאות ו48 קיוביטים לוגיים עם תיקון שגיאות מלא הופקו מ-98 הקיוביטים הפיזיים, תוך השגת ביצועים טובים יותר מהרכיבים הפיזיים
• עם 50 קיוביטים לוגיים עם זיהוי שגיאות, Helios הריצה את הסימולציה המקודדת הגדולה ביותר של מגנטיזם קוונטי עד כה
• דו"ח טכני נפרד של מיצובישי אלקטריק, שפורסם באותו יום, העריך את התמרת פוריה הקוונטית (QFT) על עד 12 קיוביטים לוגיים המקודדים בקוד Steane ב-Helios

המאמר ב-Nature השתמש במדידות אמצע-מעגל (קריאה לא הרסנית) — יכולת חיונית לתיקון שגיאות פעיל — וסנדיה תרמה מתודולוגיית בנצ'מרקינג חדשה למדידת ביצועי המדידות הללו .

אימות עצמאי

• מעבדות Sandia National Laboratories העריכו ואישרו באופן עצמאי את מערכת Helios, סיפקו כלי בנצ'מרקינג חדשים והיו שותפות בכתיבת המאמר . למעבדת Quantum Performance של Sandia יש הסכם שיתוף פעולה ארוך טווח עם Quantinuum (שחודש במאי 2026) .
• מחשב העל JUPITER של אירופה: המידע הזמין אינו כולל אזכור לכך ש-JUPITER אימת את Helios. טענה זו אינה מגובה על ידי המקורות שנאספו. ייתכן שמדובר בהשוואת סימולציה קלאסית נפרדת או שלב אימות עתידי, אך היא אינה מתועדת במאמר ב-Nature או בסיקור התקשורתי הנלווה.

השלכות רחבות יותר

• Helios הוא מחשב הקוונטים מבוסס היונים הראשון מסוג 100-קיוביטים ומוכיח שמערכות יונים יכולות להשיג ספירות קיוביטים ברמה של מוליכי-על (≈100) תוך שמירה על שיעורי שגיאה נמוכים פי 10–100
• המערכת פועלת הרבה מעבר ליכולת סימולציה קלאסית, כפי שאושר על ידי מבחני דגימה של מעגל אקראי
• האי-נאמנויות ברמת הרכיב מנבאות ביצועים ברמת המערכת, כלומר מודל השגיאה אמין וניתן להרחבה
• התוצאות תומכות ביעד של משרד האנרגיה האמריקאי למחשוב קוונטי סובלני לשגיאות ומסמנות "עמוד גבול חדש של נאמנות ומורכבות למחשבים קוונטיים"

המאמר מציין שאף אחת מהאי-נאמנויות הללו אינה מוגבלת מטבעה, ויש פוטנציאל לשיפור נוסף .

ארכיטקטורת QCCD, מלכודת יונים בצורת מזלג וקישוריות מלאה

Helios מבוסס על ארכיטקטורת QCCD (התקן צמוד מטען קוונטי) המיושם על מלכודת אלקטרודות משטח דו-ממדית . מאפיינים עיקריים:

• משתמש בקיוביטים היפר-פיניים של ¹³⁷Ba⁺ כנשאי מידע
• קישוריות מלאה (all-to-all) מושגת באמצעות טבעת אחסון יונים מסתובבת המחברת שני אזורי פעולה קוונטית דרך צומת
• יונים מועברים פיזית בין אזורי זיכרון ולוגיקה מופרדים מרחבית — קיוביטים זורמים בתוך המעבד כמו סיביות במעבד קלאסי, עם מבני זיכרון ייעודיים, אוטובוסי נתונים ויחידות לוגיקה
• צומת המלכודת בצורת מזלג מאפשר ניתוב יונים לכל אזור שער, ומאפשר אינטראקציות בין כל זוג קיוביטים

ארכיטקטורה מבוססת הובלה זו נותנת זמן ממוצע של 55 ms לשכבת מעגל על פני כל 98 הקיוביטים .

קידוד קיוביטים לוגיים מתוקני שגיאות

מערכת Helios הדגימה קידוד של קיוביטים לוגיים בקנה מידה מרובה:

• 94 קיוביטים לוגיים עם זיהוי שגיאות ו48 קיוביטים לוגיים עם תיקון שגיאות מלא הופקו מ-98 הקיוביטים הפיזיים, תוך השגת ביצועים טובים יותר מהרכיבים הפיזיים
• עם 50 קיוביטים לוגיים עם זיהוי שגיאות, Helios הריצה את הסימולציה המקודדת הגדולה ביותר של מגנטיזם קוונטי עד כה
• דו"ח טכני נפרד של מיצובישי אלקטריק, שפורסם באותו יום, העריך את התמרת פוריה הקוונטית (QFT) על עד 12 קיוביטים לוגיים המקודדים בקוד Steane ב-Helios

המאמר ב-Nature השתמש במדידות אמצע-מעגל (קריאה לא הרסנית) — יכולת חיונית לתיקון שגיאות פעיל — וסנדיה תרמה מתודולוגיית בנצ'מרקינג חדשה למדידת ביצועי המדידות הללו .

אימות עצמאי

• מעבדות Sandia National Laboratories העריכו ואישרו באופן עצמאי את מערכת Helios, סיפקו כלי בנצ'מרקינג חדשים והיו שותפות בכתיבת המאמר . למעבדת Quantum Performance של Sandia יש הסכם שיתוף פעולה ארוך טווח עם Quantinuum (שחודש במאי 2026) .
• מחשב העל JUPITER של אירופה: המידע הזמין אינו כולל אזכור לכך ש-JUPITER אימת את Helios. טענה זו אינה מגובה על ידי המקורות שנאספו. ייתכן שמדובר בהשוואת סימולציה קלאסית נפרדת או שלב אימות עתידי, אך היא אינה מתועדת במאמר ב-Nature או בסיקור התקשורתי הנלווה.

השלכות רחבות יותר

• Helios הוא מחשב הקוונטים מבוסס היונים הראשון מסוג 100-קיוביטים ומוכיח שמערכות יונים יכולות להשיג ספירות קיוביטים ברמה של מוליכי-על (≈100) תוך שמירה על שיעורי שגיאה נמוכים פי 10–100
• המערכת פועלת הרבה מעבר ליכולת סימולציה קלאסית, כפי שאושר על ידי מבחני דגימה של מעגל אקראי
• האי-נאמנויות ברמת הרכיב מנבאות ביצועים ברמת המערכת, כלומר מודל השגיאה אמין וניתן להרחבה
• התוצאות תומכות ביעד של משרד האנרגיה האמריקאי למחשוב קוונטי סובלני לשגיאות ומסמנות "עמוד גבול חדש של נאמנות ומורכבות למחשבים קוונטיים"