Компания IonQ сообщила о создании почти идеальной архитектуры квантового компьютера. Она базируется на использовании ионов и показывает настолько высокую точность и надежность, что вопросы физики теперь отходят на второй план. Разработчикам остается сосредоточиться на совершенствовании ПО и подготовке к созданию коммерческой версии суперкомпьютера.
В квантовых компьютерах от IBM или Intel кубиты, квантовые биты, выполнены на сверхпроводниках и потому их легко интегрировать в типовые электронные схемы. Квантовый компьютер компании IonQ использует магнитные ловушки, чтобы удерживать ионы иттербия в вакууме в нужном порядке. Для управления ими используются лазерные лучи — такие кубиты оказались гораздо стабильнее и надежнее прочих. В частности, точность в единичном и двойном кубитах достигла 99,97 % и 99,3 % для системы из 79 кубитов.
Одна из главных проблем квантовых систем в том, что кубиты подвержены квантовой путанице, и потому со временем, по мере участия в разных операциях, они декогерируют, утрачивая стабильность. Чем больше итераций, тем больше накапливается ошибок и ниже точность вычислений. Разработчикам ионного компьютера удалось связать между собой произвольную пару кубитов, вместо того, чтобы передавать данные по цепочке кубитов, тем самым в разы снизив количество операций. Как следствие, даже после 50 операций кубит остался неизменным на 75%, что очень велико по современным меркам.
Свое достижение разработчики IonQ продемонстрировали на примере с вычислением энергии состояния молекулы воды. Это достаточно простая задача, однако она требует множества повторяющихся однотипных расчетов, что ранее для квантовых компьютеров было непреодолимым барьером. Ионная модель показала отличные результаты, что указывает на ее высокий потенциал и открывает новые пути к развитию квантовых вычислительных систем.