Рекорд в цифрах
19 октября 2026 года Quantinuum объявила о мировом рекорде квантовой коррекции ошибок: на коммерческой системе Helios достигнута логическая достоверность 99,9995% (анонс компании). Это означает лишь пять ошибок на миллион операций. Логическая достоверность — вероятность того, что кубит, прошедший коррекцию ошибок, даст правильный результат в конце вычисления; 99,9995% означает именно такую высокую точность. Под коммерческим компьютером понимается система, предназначенная для клиентов, а не прототип в исследовательской лаборатории.
Уровень ошибок оказался в 10 раз ниже собственного рекорда компании, установленного в сентябре.
Такая точность имеет практическое значение: в отказоустойчивых вычислениях тысячи логических операций выполняются последовательно, и достоверность каждой операции определяет итоговый результат. Поэтому каждое снижение логической ошибки увеличивает объём вычислений, который способна выполнить система. По сравнению с лучшим опубликованным результатом на всех остальных аппаратных платформах — показателем Google Quantum AI на сверхпроводящей системе — разрыв достигает 100 раз.
В заявлении компании говорится, что результат подтверждает её лидерство на пути к отказоустойчивым квантовым вычислениям. Рекорд зафиксирован в рамках архитектуры коррекции ошибок на аппаратуре с захваченными ионами (trapped-ion) методом, известным как цветовой код (color code), — одним из хорошо известных подходов в этой области.
Как подавили ошибки
Главное препятствие квантовых вычислений — хрупкость кубитов: малейшее внешнее воздействие может исказить результат вычисления. Идея коррекции ошибок проста: несколько физических кубитов объединяются в один логический кубит, а избыточность позволяет обнаруживать и исправлять ошибки. Сложность в том, что каждый дополнительный физический кубит сам становится источником ошибок, — поэтому реальный выигрыш системы измеряется в точке, где логический кубит начинает ошибаться реже, чем составляющие его физические кубиты; в отрасли эта граница называется breakeven (порогом безубыточности).
В технологии захваченных ионов отдельные атомы удерживаются в пространстве с помощью электромагнитного поля, а их квантовые состояния используются для вычислений. В эксперименте Quantinuum по мере увеличения кодового расстояния — параметра, определяющего число физических кубитов, привлекаемых для защиты квантовой информации, — логические ошибки снижались экспоненциально: на каждом шаге оставшиеся ошибки сокращались с рекордным коэффициентом 12.
Цветовой код принадлежит к семейству топологических кодов коррекции ошибок: кубиты размещаются в виде геометрической решётки, а ошибки выявляются с помощью симметрии решётки. Преимущество таких кодов в том, что, когда физические ошибки аппаратуры ниже определённого порога, увеличение размера кода экспоненциально снижает ошибку — именно этот режим и был продемонстрирован в эксперименте Quantinuum.
Этот показатель важен, потому что именно такое экспоненциальное подавление позволяет масштабировать отказоустойчивые системы: чем больше кодовое расстояние, тем больше ошибок может исправить система и тем меньше итоговая ошибка, — но ценой большего числа физических кубитов. По мере роста кодового расстояния растёт и число дополнительных физических кубитов, поэтому эффективность измеряется именно снижением ошибки, полученным за каждый добавленный кубит.
Путь к Apollo: 2029 год
Генеральный директор Раджиб Хазра так прокомментировал результат в интервью The Wall Street Journal:
«У нас самый низкий в мире уровень ошибок и самый эффективный путь к его достижению».
По словам Хазры, это достижение приближает компанию к проекту Apollo — так будет называться универсальный отказоустойчивый квантовый компьютер, ожидаемый в 2029 году. Под универсальным понимается система, способная выполнять разные вычислительные задачи, а не предназначенная для одной специальной задачи. Под отказоустойчивостью понимается способность системы самостоятельно обнаруживать и исправлять собственные ошибки. По его словам, Apollo будет работать примерно с в 30 раз меньшим числом физических кубитов, чем другие ведущие подходы.
Что говорят независимые эксперты
Робин Блум-Кохаут, соруководитель лаборатории квантовой производительности при Национальных лабораториях Сандиа, не участвовавший в исследовании, назвал результат важной вехой, к которой исследователи отрасли стремились много лет. По его оценке, логический кубит в эксперименте работал почти в 100 раз лучше, чем составляющие его физические кубиты, — прямое свидетельство того, что коррекция ошибок даёт серьёзный практический эффект. Тот факт, что эксперт не участвовал в исследовании, делает его оценку независимой.
Такая независимая оценка важна для научных результатов: положительная оценка специалиста, не связанного с авторами исследования, повышает доверие к результату.
Ars Technica в обзоре от 20 октября также подтвердила значение результата: демонстрация показала, что ошибки в кубитах с коррекцией ошибок по мере роста кода опускаются значительно ниже порога breakeven.
