Fangede ioner og superledere vender ud i kvantebenchmark

Løbet om at bygge større og større kvantecomputere er ved at varme op, med flere teknologier, der konkurrerer om en rolle i fremtidige enheder. Hver potentiel platform har styrker og svagheder, men lidt er gjort for direkte at sammenligne ydelsen af ​​tidlige prototyper. Nu, forskere ved JQI har udført en første af sin slags benchmark-test af to små kvantecomputere bygget af forskellige teknologier.

Holdet, arbejder med JQI -stipendiat Christopher Monroe og ledes af postdoktorforsker Norbert Linke, størrelse deres egen lille kvantecomputer op mod en enhed bygget af IBM. Begge maskiner bruger fem qubits - de grundlæggende informationsenheder i en kvantecomputer - og begge maskiner har lignende fejlhastigheder. Men mens JQI -enheden er afhængig af kæder af fangede atomioner, IBM Q bruger koblede områder af superledende materiale.

For at foretage deres sammenligning, JQI -teamet kørte flere kvanteprogrammer på enhederne, som hver løste et enkelt problem ved hjælp af en række logiske porte til at manipulere en eller to qubits ad gangen. Forskere fik adgang til IBM -enheden ved hjælp af en online -grænseflade, hvilket gør det muligt for enhver at prøve sig på at programmere IBM Q.

Begge computere har styrker og svagheder. For eksempel, den superledende platform har hurtigere porte og kan være lettere at masseproducere, men dens menneskeskabte qubits er alle lidt forskellige og har kortere levetid. Monroe siger, at de langsommere porte til ioner måske ikke er en stor hindring, selvom. "Fordi der er tid, "Monroe siger." Indespærrede ion qubit levetider er meget længere end nogen anden type qubit. I øvrigt, ion qubits er identiske, og de kan bedre replikeres uden fejl. "

Når den afprøves, forskere fandt ud af, at det fangede ion-modul var mere præcist for programmer, der involverede mange par qubits. Linke og Monroe tilskriver dette den enkle kendsgerning, at hver qubit i deres enhed er forbundet til hver anden - hvilket betyder, at en logisk gate kan forbinde ethvert par qubits. IBM Q har færre end halvdelen af ​​forbindelserne til sit JQI -modstykke, og for at køre nogle programmer skulle den blande information mellem qubits - et trin, der indførte fejl i beregningen. Når denne blanding ikke var nødvendig, de to computere havde lignende ydelse. "Når vi bygger større systemer, forbindelsen mellem qubits bliver endnu vigtigere, "Siger Monroe.

Den nye undersøgelse, som for nylig blev offentliggjort i Procedurer fra National Academy of Sciences , giver et vigtigt pejlemærke for forskere, der studerer kvantecomputing. Og sådanne head-to-head sammenligninger vil blive stadig vigtigere i fremtiden. "Hvis du vil købe en kvantecomputer, du skal vide, hvilken der er bedst til din applikation, "Siger Linke." Du skal teste dem på en eller anden måde, og dette er den første af denne slags sammenligning. "