Kohti topologista kvanttilaskentaa

Alansa ensimmäisenä Quantinuumin upouusi H2-kvanttitietokone on luonut ei-abelilaista topologista kvanttimateriaalia ja punonut sen anyoneita.

Ei-abelilaisten anyonien hallittu luominen ja manipulointi, joka vie kohti topologisia kubitteja, on merkittävä askel kohti yleismaailmallista vikasietoista kvanttilaskentaa.

Tämän saavutuksen on mahdollistanut Quantinuumin System Model H2 -järjestelmäjulkaisu, joka yhtiön mukaan on kaikkien aikojen tehokkain kvanttitietokone.

Ei-abelilaisten anyonien tarkkaa hallintaa on pitkään pidetty polkuna topologisten kubittien käyttöä vikasietoisessa kvanttitietokoneessa.

Yksi ensimmäisistä kokeista, jotka Quantinuumin tutkijat suorittivat H2:lla yhteistyössä Harvardin yliopiston ja Caltechin tutkijoiden kanssa, osoitti uuden aineen tilan, ei-Abelin topologisesti järjestyneen tilan. Tämä on osaamisalue, jota on yhtiössä harjoitettu "stealth-tilassa" muutaman vuoden ajan, ydintiimin toimiessa Münchenissä ja jota johtaa tohtori Henrik Dreyer.

Tämän saavutuksen on mahdollistanut Quantinuumin System Model H2, joka yhtiön mukaan on kaikkien aikojen tehokkain kvanttitietokone. Eli tässä otettiin kaikki irti uudesta laitejulkaisusta ja sillä tehdystä tieteellisestä saavutuksesta.

H2-prosessorin omanlaisten ominaisuuksien ja tarkan ohjauksen ansiosta topologinen tila (eli kubitti, jolla on rajoitettu porttikapasiteetti) luotiin tavalla, jossa sen ominaisuuksia voitiin ohjata tarkasti reaaliajassa, havainnollistaen luomista, punomista ja ei-abelilaisten anyonien annihilaatio (mittaus).

Saavutus avaa uusia tutkimusaloja kondensoituneen aineen fysiikan parissa, eikä se olisi ollut mahdotonta klassisella tietokoneella.

Quantinuumin toimitusjohtajan ja COO:n Tony Uttleyn mukaan tämä edistysaskel edustaa irtiottoa Quantinuumille.

"Olemme saavuttaneet teknologiamme avulla pisteen, jossa voimme rakentaa kvanttitietokoneen kvanttitietokoneen päälle", Tony sanoo. "Nämä ei-abelilaiset topologiset kubitit voivat kerrostua fyysisten kubittien päälle muuttamatta kvanttitietokoneemme toimintaa.

Uuden H2:n ominaisuudet sisältävät aluksi 32 korkean tarkkuuden kubittia ja täysin uuden arkkitehtuurin, joka vahvistaa System Model H1:n lineaarista rakennetta. H-sarjan H1 aloitti 10:llä ja eri päivityksissä se saavutti 20 kubitin kapasiteetin. H2:n täysin toisiinsa yhdistettävät 32 kubittia mahdollistaa uusi kilparadan muotoinen ansarakenne.

Lisäksi uusi suunnitelma on vahva askel kohti ioniloukkulaitteiden skaalauspotentiaalin osoittamista eli kykyä samanaikaisesti skaalata kubittilukua silti suorituskyvyn säilyttäen. Samalla se sisältää uusia teknologioita, jotka tasoittavat tietä myöhemmissä skaalauksissa tuleville laitesukupolville.

Julkistuksessaan Quantinuum esitteli ja julkisti H2:n kykyjä laajasti. Niitä ovat muun muassa 32 kubitin GHZ-tilan (ei-klassinen tila, jossa kaikki 32 kubittia ovat globaalisesti lomittuneet), mikä on ennätys sekin.

Quantinuum on maailman suurin itsenäinen kvanttilaskentayritys ja se muodostuu laitteistovalmistaja Honeywell Quantum Solutionsista sekä väliohjelmistojen ja sovellusten kehittäjästä Cambridge Quantumista.

Aiheesta aiemmin: