Helios é notável pela precisão de seus qubits, diz Rajibul Islam, físico da Universidade de Waterloo, no Canadá, que não é afiliado à Quantinuum. Para começar, as taxas de erro qubit do computador são baixas, o que significa que ele não precisa dedicar tanto de seu hardware à correção de erros. A Quantinuum fez com que pares de qubits interagissem em uma operação conhecida como emaranhamento e descobriu que eles se comportavam conforme o esperado em 99,921% das vezes. “Até onde sei, nenhuma outra plataforma está neste nível”, diz Islam.
Essa vantagem vem de uma propriedade de design dos íons. Ao contrário dos circuitos supercondutores, que são fixados na superfície de um chip de computação quântica, os íons no chip Helios da Quantinuum podem ser embaralhados. Como os íons podem se mover, eles podem interagir com todos os outros íons no computador, uma capacidade conhecida como “conectividade de todos para todos”. Essa conectividade permite abordagens de correção de erros que usam menos qubits físicos. Em contraste, os qubits supercondutores só podem interagir com os seus vizinhos diretos, pelo que um cálculo entre dois qubits não adjacentes requer vários passos intermédios envolvendo os qubits intermédios. “Está se tornando cada vez mais evidente a importância da conectividade entre todos para esses sistemas de alto desempenho”, diz Strabley.
Ainda assim, não está claro que tipo de qubit vencerá no longo prazo. Cada tipo tem benefícios de design que podem facilitar o dimensionamento. Os íons (que são usados pela startup IonQ, sediada nos EUA, bem como pela Quantinuum) oferecem uma vantagem porque produzem relativamente poucos erros, diz Islam: “Mesmo com menos qubits físicos, você pode fazer mais”. No entanto, é mais fácil fabricar qubits supercondutores. E qubits feitos de átomos neutros, como os computadores quânticos construídos pela startup QuEra, com sede em Boston, são “mais fáceis de capturar” do que os íons, diz ele.
Além de aumentar o número de qubits em seu chip, outra conquista notável da Quantinuum é que ela demonstrou correção de erros “on the fly”, diz David Hayes, diretor de teoria computacional e design da empresa. GPUs Nvidia foram usadas para identificar erros nos qubits em paralelo. Hayes acredita que as GPUs são mais eficazes para correção de erros do que os chips conhecidos como FPGAs, também usados na indústria.
A Quantinuum usou seus computadores para investigar a física básica do magnetismo e da supercondutividade. No início deste ano, relatou a simulação de um íman em H2, o antecessor do Quantinuum, com a alegação de que “rivaliza com as melhores abordagens clássicas na expansão da nossa compreensão do magnetismo”. Além de anunciar o lançamento do Helios, a empresa usou a máquina para simular o comportamento dos elétrons em um supercondutor de alta temperatura.
“Estes não são problemas inventados”, diz Hayes. “São problemas que interessam muito ao Departamento de Energia, por exemplo.”
A Quantinuum planeja construir outra versão do Helios em suas instalações em Minnesota. Já começou a construir um protótipo de um computador de quarta geração, o Sol, que pretende entregar em 2027, com 192 qubits físicos. Então, em 2029, a empresa espera lançar o Apollo, que, segundo ela, terá milhares de qubits físicos e deverá ser “totalmente tolerante a falhas”, ou capaz de implementar correção de erros em grande escala.
