В революционном достижении для квантовых вычислений Microsoft и Quantinuum успешно разработали новое поколение высоконадежных логических кубитов, что является ключевым шагом для практического применения в этой области. Это открытие, объявленное 6 октября 2024 года, стало значительной вехой в продолжающемся сотрудничестве между двумя компаниями в рамках их проекта Azure Quantum.
Изначально партнерство произвело четыре логических кубита из 30 физических кубитов, продемонстрировав впечатляющее 800-кратное улучшение в логических показателях ошибок. Однако команды не остановились на этом; они расширили свои усилия и достигли создания 12 логических кубитов из 56 физических кубитов на машине H2 компании Quantinuum, продемонстрировав выдающуюся надежность в 99,8% в операциях с двумя кубитами.
Одним из самых захватывающих аспектов этого достижения является успешное запутывание этих логических кубитов в сложном состоянии Гринбергера-Хорна-Цейлингера (GHZ). Эта сложная конфигурация привела к уровню ошибок в цепи всего 0,0011, что является существенным улучшением по сравнению с уровнем ошибок физических кубитов 0,024. Такие достижения не только углубляют потенциал квантовых вычислений, но и прокладывают путь к устойчивым квантовым вычислениям, что является важным для раскрытия всех возможностей квантовых технологий.
Кроме того, это сотрудничество имеет значительные последствия для химии. Интегрируя логические кубиты с искусственным интеллектом (ИИ) и высокопроизводительными вычислениями (HPC), команды решали сложную научную задачу по оценке энергии основного состояния важного каталитического промежуточного продукта. Этот инновационный рабочий процесс стал первым в своем роде, который объединил квантовые вычисления, HPC и ИИ для решения научной проблемы, демонстрируя практическую применимость квантовых технологий.
Хотя текущие результаты еще не представляют собой полного научного квантового преимущества, они иллюстрируют потенциал квантовых систем превосходить классические методы в определенных сценариях. Гибридный подход, использованный в этом исследовании, подчеркивает, как квантовые вычисления могут повысить точность химических расчетов, особенно для сложных задач, которые сложно решить классическим системам.
С развитием платформы Azure Quantum она нацелена на поддержку различных архитектур кубитов, включая кубиты нейтральных атомов и топологических кубитов, улучшая надежность и масштабируемость квантовых вычислений. Раджиб Хазра, генеральный директор Quantinuum, подчеркнул важность их достижений, заявив: "Способность наших систем утраивать количество логических кубитов, при этом менее чем удваивая количество физических кубитов с 30 до 56, является свидетельством высокой надежности и полной взаимосвязи нашего оборудования H-Series с захваченными ионами." Это мощное сотрудничество готово открыть еще большие возможности, когда оно будет объединено с передовыми инструментами ИИ и HPC, предоставляемыми через Azure Quantum.