Как указывается, наиболее точный в мире квантовый компьютер установил новую планку в области квантовой коррекции ошибок: логическая точность достигла 99,9995 %, а уровень ошибок оказался в сто раз ниже, чем у обнародованного результата Google Quantum AI.
Ирина Петрова
Чип Helios, генерирующий крошечные электромагнитные поля. Источник фото: Quantinuum
Коммерческая машина Helios на 98 кубитах с захваченными ионами, созданная компанией Quantinuum из Колорадо, в ходе последних испытаний дала лишь пять ошибок на миллион логических операций. Представители компании утверждают, что подобные показатели приближают квантовые компьютеры к повседневному применению.Этот успех стал продолжением сентябрьских рекордных достижений в сфере квантовой памяти и вычислений.
Сейчас частота ошибок устройства на базе Honeywell в десять раз меньше, чем у предыдущего рекорда, зафиксированного в сентябре 2026 года. Помимо этого, она в сто раз ниже лучшего опубликованного результата конкурирующих аппаратных технологий, о котором сообщила Google Quantum AI.
Подобные показатели меняют саму постановку задачи для индустрии. Ещё недавно обсуждение квантовых вычислений строилось вокруг вопроса, можно ли вообще удержать квантовое состояние достаточно долго, чтобы оно имело практический смысл.
Теперь центр тяжести смещается к инженерии: насколько быстро можно масштабировать систему, сохраняя достигнутый уровень коррекции, и сколько физических кубитов потребуется на один логический при переходе от лабораторных демонстраций к машинам с тысячами и десятками тысяч кубитов. Результат Quantinuum важен именно потому, что он получен на коммерчески доступной платформе, а не на специализированном экспериментальном стенде, собранном под конкретный опыт.
Quantinuum заявила, что это достижение приближает компанию к созданию Apollo — универсального отказоустойчивого квантового компьютера. Запустить систему планируется к 2029 году. «Получив этот результат, мы доказали, что у нас есть архитектура коррекции ошибок и технология захваченных ионов, необходимые для достижения универсальной отказоустойчивости», — заявил Раджиб Хазра, доктор философии, генеральный директор Quantinuum.
Рекордно низкий уровень квантовых ошибок
Квантовые компьютеры обрабатывают данные с помощью кубитов, однако те крайне чувствительны к внешним воздействиям. Тепло, электромагнитные помехи, вибрации и космические лучи способны нарушать их хрупкие квантовые состояния, что ведет к ошибкам при вычислениях.
По этой причине ученые прибегают к квантовой коррекции ошибок, чтобы снизить их количество. Этот метод объединяет несколько физических кубитов в более надежные логические кубиты, которые лучше защищают информацию. В последнем эксперименте Quantinuum применила метод, известный как цветовой код, в своей коммерческой системе Helios. Логическая точность составила 99,9995 %, что стало новым стандартом для квантовой коррекции ошибок.
Отдельного внимания заслуживает вопрос ресурсов. Цветовой код потребовал 37 физических кубитов на каждый логический, тогда как Helix обходился десятью. На первый взгляд это выглядит шагом назад по эффективности, однако итоговая частота ошибок оказалась существенно ниже, а значит, на решение практических задач может уходить меньше логических кубитов и, соответственно, меньше общего числа операций.
В то же время команда оценивала эффективность Helios при увеличении кодового расстояния, которое определяет, насколько хорошо квантовая информация защищена от ошибок. Каждое протестированное увеличение кодового расстояния сокращало количество оставшихся логических ошибок в 12 раз. По мнению команды, дальнейшее совершенствование системы коррекции ошибок может заметно повысить надежность квантовых компьютеров по мере роста их мощности. Тесты также показали, что для практической отказоустойчивой системы может потребоваться меньше физических кубитов, чем предполагалось.
Робин Блюм-Кохут, доктор философии, содиректор лаборатории квантовых вычислений в Национальной лаборатории Сандия, не принимавшая участия в исследовании, назвала полученные результаты важной вехой. «Статья демонстрирует реальный, значительный прирост производительности за счет квантовой коррекции ошибок — логический кубит почти в 100 раз лучше, чем составляющие его физические кубиты».
Оценка Блюм-Кохут о том, что отказоустойчивая система с полезной вычислительной мощностью может уложиться в менее чем миллион физических кубитов, важна как ориентир для планирования: она снижает неопределённость в оценках стоимости и сроков создания таких машин.
Два крупных прорыва
Эта новость появилась через месяц после того, как компания объявила о своем первом крупном прорыве. Тогда команда использовала другой метод исправления ошибок под названием Helix, чтобы продемонстрировать рекордные показатели логической памяти и вычислений. Оба эксперимента проводились на одном и том же оборудовании Helios.
Это доказало, что компания может повысить производительность, изменив методы исправления ошибок, без замены компьютера. Метод Helix требовал 10 физических кубитов на каждый логический кубит, в то время как в более новом цветовом коде их было 37. Несмотря на то, что цветовой код требовал дополнительных кубитов, он обеспечивал значительно более низкий уровень ошибок.
Сентябрьские и октябрьские достижения компании связаны между собой не только общей аппаратной базой. Использование двух разных схем коррекции ошибок — Helix и цветового кода — на одной и той же системе Helios показывает, что значительная часть прироста точности достигается на уровне программных и алгоритмических решений.
Это принципиальный момент для отрасли: он означает, что уже развёрнутое оборудование способно давать лучшие результаты по мере совершенствования декодирования, а не только за счёт замены физических компонентов. Сочетание методов искусственного интеллекта с коррекцией ошибок в режиме реального времени позволяет обрабатывать синдромы ошибок быстрее, чем они успевают накапливаться, и именно эта связка, по всей видимости, стала ключевым фактором рекорда.
Чтобы выявлять и исправлять ошибки при квантовых вычислениях, Quantinuum сочетает декодирование с помощью искусственного интеллекта с коррекцией ошибок в режиме реального времени. Компания считает, что последние результаты укрепляют ее планы по запуску Apollo к 2029 году.
«Увеличенная версия этой системы может достичь уровня надежности, необходимого для полезных отказоустойчивых вычислений, при приемлемом размере — менее миллиона физических кубитов, — что улучшает перспективы практических квантовых вычислений», — заявила Блюм-Кохут в пресс-релизе. «Эти результаты во многом помогают устранить один из основных технических рисков в этой области».
Что впереди
Тем не менее, до универсального отказоустойчивого компьютера остаётся ряд нерешённых задач. Продемонстрированная точность относится к логическим операциям в рамках коррекции ошибок, но полноценная машина требует длительного удержания состояния, массового параллельного выполнения операций, надёжной связи между модулями и эффективной архитектуры ввода-вывода для загрузки и считывания данных.
Кроме того, предстоит подтвердить, что достигнутые показатели воспроизводятся при масштабировании кодового расстояния далеко за пределы испытанных конфигураций и при работе с алгоритмами, а не только с тестовыми схемами. Независимая проверка со стороны научного сообщества, подобная отзыву специалистов Национальной лаборатории Сандия, будет играть здесь не меньшую роль, чем сами пресс-релизы компаний.
Конкурентный контекст также задаёт темп. Сопоставление с результатами Google Quantum AI показывает, что разрыв между платформами на захваченных ионах и сверхпроводящими схемами измеряется порядками величины по частоте ошибок, хотя сравнение разных архитектур всегда требует оговорок относительно методик тестирования и определения логической точности.
Для рынка это означает усиление конкуренции за инженерные кадры, поставки компонентов и доступ к вычислительным ресурсам, а для заказчиков — постепенное смещение ожиданий от демонстрационных проектов к пилотным задачам в области моделирования молекул, материалов и оптимизации.
Если заявленные сроки запуска Apollo к 2029 году подтвердятся хотя бы частично, ближайшие несколько лет пройдут под знаком проверки того, насколько устойчиво достигнутый уровень точности переносится на системы большего масштаба.
Кстати, мы рассказывали , что отечественные исследователи выдвинули идею совмещения фотонной квантовой платформы с традиционной электронной памятью, что ускорит создание более адаптивных квантовых машин, которые могут анализировать промежуточные данные и строить дальнейшие вычисления на их основе.
