Helios Kuantum Bilgisayarı: 98 Kübit ile Kuantum Hata Düzeltmede Yeni Bir Çağ

17 Haziran 2026'da Quantinuum ve Sandia Ulusal Laboratuvarları'ndan Ransford ve ekibi, Nature dergisinde "A 98-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all connectivity" (DOI: 10.1038/s41586-026-10676-4) başlıklı hakemli bir makale yayımladı. Makale, aynı gün yayımlanan bir News & Views yazısıyla da desteklendi . Bu sonuçlar, Helios'u Quantinuum'un bugüne kadarki en büyük ve en güvenilir kuantum bilgisayarı olarak konumlandırırken, tuzaklanmış iyon teknolojisinin süper iletken devre tabanlı kuantum bilgisayarlarla aynı kübit sayılarına ulaşabileceğini ve aynı anda çok daha düşük hata oranlarını koruyabildiğini gösteriyor .

Kapı Doğrulukları (Gate Fidelities)

• Tek kübit kapı doğruluğu: %99,9975 (ortalama hata: 2,5 × 10⁻⁵)
• Çift kübit kapı doğruluğu: %99,921 (ortalama hata: 7,9 × 10⁻⁴)
• Durum hazırlama ve ölçüm (SPAM) doğruluğu: %99,967 (ortalama hata: 3,3 × 10⁻⁴)

Makale, bu hata oranlarının hiçbirinin temel bir sınıra takılı olmadığını ve daha da iyileştirilebileceğini belirtiyor .

QCCD Mimarisi, Ayar Çatalı Tuzak ve Tam Bağlantı (All-to-All Connectivity)

Helios, 2D yüzey elektrotlu bir tuzak üzerinde uygulanan kuantum yük bağlantılı cihaz (QCCD) mimarisine dayanıyor . Temel tasarım özellikleri:

• Bilgi taşıyıcıları olarak ¹³⁷Ba⁺ hiperfine kübitler kullanılıyor
• Tam bağlantı (all-to-all connectivity), bir kavşak aracılığıyla iki kuantum işlem bölgesini birbirine bağlayan döner bir iyon depolama halkası sayesinde sağlanıyor
• İyonlar, ayrılmış bellek ve mantık bölgeleri arasında fiziksel olarak taşınıyor — kübitler, klasik bir CPU'daki bitler gibi işlemci içinde akıyor; özel bellek yapıları, veri yolları ve mantık birimleri bulunuyor
• Ayar çatalı (tuning-fork) tarzı tuzak kavşağı, iyonların herhangi bir kapı bölgesine yönlendirilmesine olanak tanıyarak istenilen kübit çifti etkileşimini mümkün kılıyor

Bu taşıma tabanlı mimari, 98 kübitin tamamı üzerinde devre katmanı başına ortalama 55 ms'lik bir derinlik-1 süresi sağlıyor .

Hata Düzeltmeli Mantıksal Kübitlerin Kodlanması

Helios sistemi, mantıksal kübit kodlamanın birden çok ölçeğini başarıyla gösterdi:

• 98 fiziksel kübitten 94 hata algılamalı mantıksal kübit ve 48 tam hata düzeltmeli mantıksal kübit elde edilerek başabaş noktasının üzerinde bir performans (better-than-break-even) sergilendi
• 50 hata algılamalı mantıksal kübit ile Helios, bugüne kadarki en büyük kodlanmış kuantum manyetizma simülasyonunu çalıştırdı
• Mitsubishi Electric'ten ayrı bir teknik rapor (aynı gün yayımlandı), Helios üzerinde Steane koduyla kodlanmış 12 mantıksal kübite kadar Kuantum Fourier Dönüşümü'nü değerlendirdi

Nature makalesi, aktif hata düzeltme için gerekli bir yetenek olan devre-arası ölçümleri (mid-circuit measurements / tahribatsız okuma) kullandı ve Sandia, bu ölçümlerin performansını ölçmek için yeni bir kıyaslama metodolojisi sağladı .

Bağımsız Doğrulama

• Sandia Ulusal Laboratuvarları, Helios sistemini bağımsız olarak değerlendirdi ve onayladı; yeni kıyaslama araçları sağladı ve makaleye ortak yazar olarak katkıda bulundu . Sandia'nın Kuantum Performans Laboratuvarı, Quantinuum ile uzun süredir devam eden bir Kooperatif Araştırma ve Geliştirme Anlaşması'na (CRADA) sahiptir (Mayıs 2026'da yenilenmiştir) .
• Avrupa'nın JUPITER süper bilgisayarı: Mevcut kanıtlar, JUPITER'in Helios'u doğruladığına dair herhangi bir bilgi içermemektedir. Bu iddia, alınan kaynaklar tarafından doğrulanmamıştır. Ayrı bir klasik simülasyon karşılaştırmasına veya gelecekteki bir doğrulama adımına atıfta bulunuyor olabilir, ancak Nature makalesinde veya ilgili haberlerde belgelenmemiştir.

Daha Geniş Etkiler

• Helios, 100 kübit sınıfındaki ilk tuzaklanmış iyon kuantum bilgisayarıdır ve tuzaklanmış iyon sistemlerinin süper iletken devre ölçeğinde kübit sayılarına (≈100) ulaşırken 10–100 kat daha düşük hata oranlarını koruyabildiğini göstermektedir
• Sistem, rastgele devre örnekleme kıyaslamalarıyla da doğrulandığı üzere, klasik simülasyonun erişiminin çok ötesinde çalışmaktadır
• Bileşen düzeyindeki hata oranları, sistem düzeyindeki performansı tahmin edebilmektedir; bu da hata modelinin güvenilir ve ölçeklenebilir olduğu anlamına gelmektedir
• Sonuçlar, ABD Enerji Bakanlığı'nın (DOE) hataya dayanıklı kuantum hesaplama hedefini desteklemekte ve kuantum bilgisayarlar için "yeni bir doğruluk ve karmaşıklık sınırı"na işaret etmektedir