IonQ и Rigetti: Различни патишта кон квантниот компјутер, мала разлика во прецизноста

Двете американски компании IonQ и Rigetti Computing градат корисни квантни компјутери по сосема различни технолошки патеки. IonQ се потпира на технологија на заробени јони, каде поединечни наелектризирани атоми држат во место прецизни електромагнетни полиња и служат како кјубити — основните единици на информацијата во секој квантен компјутер. Rigetti Computing, пак, користи суперспроводливи кјубити, ситни електрични кола изладени на екстремно ниски температури.

IonQ има демонстрирано прецизност поголема од 99,99 отсто за двокјубитни порти, односно операции извршени на два кјубити истовремено. Rigetti Computing пријавил медијална двокјубитна прецизност од околу 99,1 отсто на својот систем Cepheus со 108 кјубити, што значи дека типичната двокјубитна операција успева во околу 99,1 отсто од случаите. Иако на прв поглед IonQ изгледа како очигледен технолошки победник, овие бројки не се директно споредливи. Резултатот од 99,99 отсто на IonQ доаѓа од тестирање на одредена двокјубитна операција, а не од мерење на вкупните перформанси на голем комерцијален квантен компјутер.

Споредлив показател доаѓа од системите Forte на IonQ, кои пријавиле медијална двокјубитна прецизност меѓу 99,3 и 99,5 отсто. Иако кјубитите на IonQ сè уште изгледаат попрецизни од оние на Rigetti Computing, разликата меѓу нив е многу помала. Таа потесна разлика во прецизноста може да се покаже клучна кога квантните пресметки ќе станат посложени. Според споредливите бројки, прецизноста од 99,5 отсто подразбира стапка на грешка од околу 0,5 отсто, наспроти околу 0,9 отсто при 99,1 отсто. Тоа значи дека стапката на грешка на Rigetti Computing е приближно 1,8 пати повисока во оваа споредба.

IonQ има предност и во начинот на кој неговите кјубити комуницираат. Системите со заробени јони нудат поврзаност „сите со сите“, што значи дека секој кјубит може директно да взаимодејствува со друг кјубит во системот. Квантните компјутери со поограничена поврзаност може да бараат дополнителни операции, познати како SWAP порти, за пренос на квантна информација меѓу кјубити што не можат директно да взаимодејствуваат. Тие дополнителни операции можат да внесат повеќе грешки. Сепак, оваа предност делумно ја неутрализира побавноста на квантните порти на IonQ. Во една објавена споредба, системите Forte на IonQ барале околу 950 микросекунди за двокјубитна порта, додека системот Cepheus на Rigetti Computing со 108 кјубити извршувал такви порти за околу 60 наносекунди.

IonQ треба да докаже и дека предностите на технологијата со заробени јони опстојуваат како што неговите квантни компјутери растат. Следната генерација Superion 256 е дизајнирана околу 256 кјубити. Компанијата веќе изработила процесорски чипови Superion со 256 кјубити во SkyWater, полуспроводничката фабрика што ја презеде во јули, и успешно заробила јони на прототипни верзии на системот. Сепак, овие системи сè уште не се доставуваат до клиентите — комерцијалните испораки се очекуваат да почнат во 2027 година. IonQ направила напредок и во квантната корекција на грешки. Во еден експеримент, компанијата искористила 18 физички кјубити за кодирање на 4 логички кјубити, при што некои од логичките кјубити ја зачувале квантната информација приближно исто толку долго, или малку подолго, од поединечните физички кјубити — резултат што истражувачите го нарекуваат перформанси на рамнотежа. Американската агенција DARPA, пак, го унапредила IonQ во фаза Б од својата иницијатива за квантно бенчмаркирање, каде ја оценува развојната стратегија на компанијата, техничките ризици и прототипите потребни за нивно намалување.