Новый 56-кубитный квантовый компьютер H2-1 от Quantinuum в 100 раз превзошёл Google Sycamore

В 2019 году квантовый компьютер Sycamore от Google, состоящий из 54 кубитов, достиг значительной вехи в квантовых вычислениях, известной как «квантовое превосходство». Sycamore выполнил за 200 секунд задачу, на выполнение которой классическому суперкомпьютеру Summit потребовалось бы около 10 000 лет. Хотя это достижение вызвало некоторые споры, заявление Google в целом выдержало испытание временем.

Однако в прошлом месяце компания Quantinuum заявила, что ее новый 56-кубитный компьютер H2-1 превзошел Sycamore в 100 раз в квантовом превосходстве.

Quantinuum провела серию экспериментов на своём квантовом компьютере в период с января по июнь 2024 года и утверждает, что достигла порога производительности исправления ошибок, который, по мнению многих экспертов, был достижим лишь через несколько лет. Компания опубликовала свои результаты в исследовании, загруженном на сервер препринтов arXiv. Исследование ещё не прошло рецензирование.

Quantinuum использовала алгоритм Random Circuit Sampling и достигла результата линейного кросс-энтропийного теста (XEB) ~0,35, что более чем в 100 раз лучше предыдущих демонстраций. H2-1, сконфигурированный с 32 физическими кубитами, поддерживал создание четырёх логических кубитов. Логические кубиты более надёжны, чем физические кубиты, из которых они состоят, что является критическим порогом для практической коррекции квантовых ошибок.

Частота ошибок в логических схемах H2-1 до 800 раз ниже, чем частота ошибок в соответствующих физических схемах. Quantinuum утверждает, что ни одна другая компания, занимающаяся квантовыми вычислениями, не смогла даже близко приблизиться к этому показателю.

Исправление ошибок позволяет квантовым компьютерам выполнять более длинные и сложные вычисления, защищая квантовую информацию от шума и декогеренции. Современные квантовые компьютеры демонстрируют частоту ошибок от 1% до 0,1%, что намного выше, чем в классических вычислениях.

Квантовый компьютер Sycamore от Google имеет 53 кубита и достиг квантового превосходства, выполнив задачу за 200 секунд с результатом XEB приблизительно 0,002. Хотя IBM утверждала, что эта задача займёт всего 2,5 дня на классической системе вроде Summit, Ильяс Хан, основатель и руководитель продуктов Quantinuum, признаёт важность достижения Sycamore.

Похоже, что работа Quantinuum поднимает планку квантового превосходства до уровня, на котором классические суперкомпьютеры не могут конкурировать, и где вычислительная задача измерима и актуальна.