Quantinuum и Sandia представили результаты 98-кубитной системы Helios: квантовый компьютер выходит за пределы классического моделирования при рекордной точности операций

Национальная лаборатория Sandia США (Sandia National Laboratories) совместно с компанией Quantinuum опубликовали в журнале Nature результаты тестирования 98-кубитной квантовой системы Helios, которые показали высокую точность операций и прогресс в направлении отказоустойчивых квантовых вычислений.

Helios — коммерческий квантовый процессор на основе ионных ловушек, представленный компанией в прошлом году. В новой серии экспериментов система показала крайне низкий уровень ошибок: точность однокубитных операций достигла 99,9975%, а двухкубитных — 99,921%, что делает её одной из наиболее стабильных квантовых платформ такого класса.

Работа выполнялась в рамках долгосрочного партнёрства между Sandia и Quantinuum, которое действует по соглашению о совместных исследованиях и разработках (Cooperative Research and Development Agreement). Национальная лаборатория, подчиняющаяся Министерству энергетики США (DOE), уже более 20 лет развивает программы в области квантовых вычислений, оценивая их потенциальное влияние на криптографию, фармацевтику, энергетику и системы связи.

Ключевой акцент исследования связан не только с количеством кубитов, но и с их стабильностью. В современных квантовых системах именно ошибки операций остаются главным ограничением: любое внешнее воздействие — от нестабильного лазера до микроскопических колебаний атомов — может разрушить вычисление. Поэтому высокая точность операций рассматривается как критический параметр на пути к отказоустойчивым системам.

Helios использует архитектуру ионных ловушек, где ионы удерживаются электромагнитными полями и перемещаются между зонами обработки. Такой подход обеспечивает высокую управляемость кубитов, но требует сложной инфраструктуры охлаждения и контроля, особенно при масштабировании систем.

Фото: Craig Fritz

Отдельное внимание в работе уделено процедурам «mid-circuit measurements» — промежуточным измерениям, которые позволяют фиксировать состояние части кубитов в процессе вычисления и корректировать ошибки без разрушения всей системы. Sandia разработала специализированные методы бенчмаркинга для оценки таких операций, поскольку они критически важны для реализации квантовой коррекции ошибок.

По словам исследователей, именно надёжность, а не скорость, становится ключевым параметром развития квантовых компьютеров. Даже незначительные отклонения — например, расстройка лазера или смещение одного иона — способны накапливаться и резко снижать общую точность вычислений.

Параллельно Sandia участвует в разработке компонентов на основе интегрированной фотоники — технологии передачи и обработки квантовой информации с помощью световых сигналов в микроскопических оптических структурах. Это направление рассматривается как потенциальный способ масштабирования квантовых систем при снижении энергопотребления и повышения стабильности.

По итогам тестов исследователи отмечают, что Helios уже демонстрирует уровень сложности и надёжности, который выходит за рамки классического моделирования. Однако речь пока идёт не о практическом превосходстве, а о подтверждении того, что квантовые системы начинают переходить в режим инженерной управляемости, необходимый для дальнейшего масштабирования.

Таким образом, результаты Sandia и Quantinuum фиксируют важный этап: переход от лабораторных демонстраций к системам, в которых ключевым ограничением становится не принцип работы, а качество инженерной реализации и контроль ошибок.

©  iXBT