Quantinuum en Sandia publiceren peer-reviewed resultaten in Nature: Helios 98-qubit quantumcomputer bereikt recordnauwkeurigheid

QCCD-architectuur, stemvork-ionenval en all-to-all connectiviteit

Helios is gebaseerd op een quantum charge-coupled device (QCCD)-architectuur geïmplementeerd op een 2D-oppervlakte-elektrodenval . Belangrijke ontwerpkenmerken:

• Gebruikt individuele ¹³⁷Ba⁺ hyperfijnqubits als informatiedragers
• All-to-all connectiviteit wordt mogelijk gemaakt door een roteerbare ionenopslagring die twee quantumoperatieregio's verbindt via een junctie
• Ionen worden fysiek getransporteerd tussen ruimtelijk gescheiden geheugen- en logische zones – qubits stromen door de processor zoals bits in een klassieke CPU, met speciale geheugenstructuren, databussen en logische eenheden
• De stemvorkvormige ionenvaljunctie stelt ionen in staat om naar elke gate-zone te worden gerouteerd, waardoor willekeurige qubitpaar-interacties mogelijk zijn

Deze transportgebaseerde architectuur levert een gemiddelde depth-1-tijd van 55 ms per circuitlaag over alle 98 qubits .

Encodering van foutgecorrigeerde logische qubits

Het Helios-systeem demonstreerde meerdere schalen van logische qubit-encodering:

• 94 logische qubits met foutdetectie en 48 logische qubits met volledige foutcorrectie werden geëxtraheerd uit de 98 fysieke qubits, met beter-dan-break-even prestaties
• Met 50 foutgedetecteerde logische qubits voerde Helios de grootste gecodeerde simulatie van quantummagnetisme tot nu toe uit
• Een apart technisch rapport van Mitsubishi Electric (gepubliceerd op dezelfde dag) evalueerde de Quantum Fourier Transform op maximaal 12 logische qubits gecodeerd in de Steane-code op Helios

Het Nature-paper gebruikte mid-circuit-metingen (nondestructief uitlezen) – een essentiële mogelijkheid voor actieve foutcorrectie – en Sandia leverde een nieuwe benchmarkmethodologie om specifiek de prestaties van deze metingen te meten .

Onafhankelijke validatie

• Sandia National Laboratories evalueerde en certificeerde onafhankelijk het Helios-systeem, leverde nieuwe benchmarkingtools en was co-auteur van het paper . Sandia's Quantum Performance Laboratory heeft een langdurige Cooperative Research and Development Agreement met Quantinuum (verlengd in mei 2026) .
• Europa's JUPITER-exaschaal-supercomputer: Het beschikbare bewijs bevat geen vermelding van JUPITER die Helios valideert. Deze bewering wordt niet bevestigd door de opgehaalde bronnen. Het kan verwijzen naar een aparte klassieke simulatievergelijking of een toekomstige validatiestap, maar is niet gedocumenteerd in het Nature-paper of gerelateerde nieuwsberichten.

Brede implicaties

• Helios is de eerste 100-qubit-klasse trapped-ion quantumcomputer en toont aan dat trapped-ion-systemen supergeleidende-circuitschaal qubitaantallen (≈100) kunnen bereiken terwijl ze 10–100× lagere foutpercentages handhaven
• Het systeem werkt ver buiten het bereik van klassieke simulatie, zoals bevestigd door random circuit sampling-benchmarks
• De infidelities op componentniveau zijn voorspellend voor systeemprestaties, wat betekent dat het foutmodel betrouwbaar en schaalbaar is
• De resultaten ondersteunen het DOE-doel van fouttolerante quantumcomputing en markeren een "nieuw grensgebied van betrouwbaarheid en complexiteit voor quantumcomputers"