DENVER, COLORADO – Quantinuum, azienda con sede negli Stati Uniti e nel Regno Unito, ha svelato oggi Helios, il suo computer quantistico di terza generazione. Situato presso la struttura di Quantinuum in Colorado, Helios dimostra una capacità di calcolo ampliata e una significativa innovazione nelle funzionalità di correzione degli errori, ponendo le basi per un’accelerazione nello sviluppo dei sistemi quantistici basati su ioni intrappolati (ion-trap). Sebbene Helios, come i suoi concorrenti, non sia ancora in grado di eseguire gli algoritmi finanziari o di scoperta di materiali altamente redditizi sognati dal settore, la sua architettura basata su ioni di bario offre un potenziale di scalabilità superiore rispetto ai sistemi basati su circuiti superconduttori, come quelli sviluppati da Google e IBM.
Helios è il risultato della fusione del 2021 tra Honeywell Quantum Solutions e Cambridge Quantum, con Honeywell che rimane l’azionista di maggioranza. Il nuovo sistema rappresenta un elemento cruciale nella tabella di marcia dell’azienda verso sistemi fisici più ampi, come affermato da Jennifer Strabley, vicepresidente di Quantinuum.
Architettura e Precisione: Il Vantaggio del Bario
Il cuore di Helios è un minuscolo chip che ospita gli ioni di bario, i quali fungono da qubit, le unità fondamentali del calcolo quantistico. Helios opera con 98 ioni di bario contemporaneamente, un notevole passo avanti rispetto al suo predecessore, H2, che utilizzava 56 qubit di itterbio. Gli ioni di bario si sono dimostrati più facili da controllare rispetto all’itterbio.
L’intero sistema è alloggiato in una camera raffreddata a circa 15 Kelvin (-258° Celsius), sopra un tavolo ottico che include una miriade di componenti quali specchi, laser e fibra ottica. Gli utenti possono accedere al computer in remoto tramite cloud.
Una delle caratteristiche più impressionanti di Helios è la precisione dei suoi qubit. Rajibul Islam, fisico presso l’Università di Waterloo in Canada e non affiliato a Quantinuum, ha evidenziato come i tassi di errore intrinseci del computer siano eccezionalmente bassi.
“Per quanto ne so, nessun’altra piattaforma è a questo livello,” ha dichiarato Islam. Il sistema ha dimostrato che le coppie di qubit interagiscono attraverso un’operazione nota come entanglement comportandosi come previsto nel 99,921% dei casi. Questa elevata affidabilità iniziale riduce la quantità di hardware che deve essere dedicata alla correzione degli errori.
Innovazione nella Correzione degli Errori “Al Volo”
Oltre all’aumento del numero di qubit, Quantinuum ha compiuto progressi significativi nella correzione degli errori. David Hayes, Direttore della Teoria e Progettazione Computazionale dell’azienda, ha sottolineato che Helios è il primo sistema dell’azienda a dimostrare la correzione degli errori “al volo”, una nuova capacità cruciale.
Per identificare e correggere gli errori nei qubit in parallelo, Quantinuum ha utilizzato schede grafiche (GPU) Nvidia. Hayes ritiene che l’uso delle GPU sia più efficace per la correzione degli errori rispetto ai chip noti come FPGA, anch’essi utilizzati nel settore.
Quantinuum sta già sfruttando Helios per la ricerca scientifica fondamentale. Dopo aver simulato un magnete con il predecessore H2, l’azienda ha utilizzato Helios per simulare il comportamento degli elettroni in un superconduttore ad alta temperatura. Tale lavoro, secondo Quantinuum, “rivaleggia con i migliori approcci classici nell’espandere la nostra comprensione sul magnetismo.”
L’azienda sta pianificando un’espansione della linea Helios con un nuovo sistema in Minnesota. Guardando al futuro, Quantinuum sta già sviluppando la sua quarta generazione, denominata Sol, prevista per il 2027 con 192 qubit. Seguirà un sistema di quinta generazione, Apollo, atteso nel 2029, che mira a raggiungere migliaia di qubit e la piena tolleranza ai difetti (full fault tolerance), un traguardo essenziale per sbloccare le applicazioni commerciali su vasta scala.
