Quantinuum poinformowało 19 października 2026 r., że w eksperymencie na procesorze Helios-1 logiczny błąd pamięci malał wraz ze wzrostem odległości trójkątnego kodu kolorowego z 3 do 7. Dla największej badanej odległości zespół podał błąd 5 × 10⁻⁶ na cykl ekstrakcji syndromu. To wynik testu pamięci kwantowej, a nie demonstracja kompletnego komputera uniwersalnego tolerującego błędy.
Korekcja błędów kwantowych rozkłada informację logiczną między kilka kubitów fizycznych, a pomiary syndromów pomagają wykrywać błędy bez bezpośredniego odczytywania tej informacji. Dzięki temu można sprawdzić, czy większy kod lepiej chroni przechowywany stan.
Jak kod kolorowy chroni informację
Helios-1 to procesor kwantowy wykorzystujący uwięzione jony. W badaniu zespół Quantinuum zastosował trójkątne kody kolorowe o odległościach 3, 5 i 7. Odległość kodu opisuje jego odporność na błędy: w tym eksperymencie większej odległości odpowiadał niższy zmierzony błąd pamięci.
Na jeden blok pamięci przypadało odpowiednio 13, 37 i 73 kubitów fizycznych. Podane wskaźniki dotyczą prawdopodobieństwa błędu logicznego w jednym cyklu ekstrakcji syndromu. Nie są więc tym samym co błąd operacji na dwóch kubitach, mierzony osobno w benchmarku bramek Clifforda.
Wyniki pamięci i liczebność próby
Dekoder Tesseract oszacował błąd logiczny pamięci na 5,5 × 10⁻⁴ dla odległości 3, 3,8 × 10⁻⁵ dla odległości 5 oraz 5 × 10⁻⁶ dla odległości 7. Quantinuum podało dla tych oszacowań przedziały Wilsona 1σ, odpowiadające poziomowi ufności 68%.
| Odległość kodu | Kubity fizyczne w bloku pamięci | Błąd na cykl ekstrakcji syndromu, Tesseract | Niepewność 1σ | Próby | Rundy na próbę | Błędy |
| 3 | 13 | 5,5 × 10⁻⁴ | −0,4/+0,4 × 10⁻⁴ | 15 840 | 20 | 178 |
| 5 | 37 | 3,8 × 10⁻⁵ | −0,8/+1,0 × 10⁻⁵ | 21 600 | 20 | 17 |
| 7 | 73 | 5 × 10⁻⁶ | −2/+4 × 10⁻⁶ | 29 000 | 20 | 3 |
Przy odległości 7 wykonano 29 000 prób, każda po 20 rund syndromu, i odnotowano trzy błędy. Daje to 580 000 rund w próbach, a nie 580 000 niezależnych prób. Zespół oszacował wskaźniki na podstawie pomiaru dla 20 rund; rzadkie błędy utrudniały wyznaczanie ich dla wielu różnych długości testu.
Dopasowany współczynnik skalowania błędu pamięci zależał od dekodera. Wartość opisuje zmianę błędu przy zwiększeniu odległości kodu, a nie jednakowy rezultat każdej metody.
| Dekoder | Dopasowany współczynnik skalowania pamięci |
| Tesseract | 12⁺³₋₂ |
| Frontier | 11⁺²₋₂ |
| CNN | 7⁺¹₋₁ |
| RTT | 8⁺¹₋₁ |
Co zmierzył test bramek na dwóch kubitach
Osobny benchmark losowych obwodów Clifforda mierzył prawdopodobieństwo błędu na logiczną bramkę Clifforda działającą na dwóch kubitach. Nie jest to wskaźnik błędu pamięci na cykl ekstrakcji syndromu.
| Warunek benchmarku | Błąd na logiczną dwu-kubitową bramkę Clifforda |
| Bez kodowania | 9,5⁺⁰·⁶₋₁·₄ × 10⁻⁴ |
| Kod o odległości 3 | 7⁺¹₋₁ × 10⁻⁴ |
| Kod o odległości 5 | 7⁺³₋₃ × 10⁻⁵ |
Benchmark obejmował układy bez kodowania oraz kody o odległości 3 i 5. Helios-1 nie miał wystarczającej liczby kubitów, by przeprowadzić ten test na dwóch blokach o odległości 7.
Wyciek kubitów i dekodowanie
Trzy cykle repompowania na poziomie sprzętu zmniejszyły zmierzoną populację wycieków 6,5(1) raza. Quantinuum podało osobno, że w porównaniu z samą redukcją wycieków na poziomie obwodu rozwiązanie poprawiło logiczny wskaźnik błędu czterokrotnie przy odległości 3 i ośmiokrotnie przy odległości 5.
Dekodowanie w eksperymencie odbywało się offline. Zapisane wcześniej syndromy przekazywano dekoderom strumieniowym, aby zmierzyć czas przetwarzania. Średni czas wynosił poniżej milisekundy na rundę na procesorze graficznym NVIDIA H100. Sieci CNN i RTT trenowano na danych z emulatora, a następnie stosowano do danych sprzętowych bez dodatkowego dostrajania. Te pomiary czasu nie były testem korekcji błędów z informacją zwrotną w czasie rzeczywistym.
Quantinuum wskazało, że kolejnym krokiem pozostaje wykazanie skalowania poniżej progu dla przygotowania stanów magicznych o wysokiej wierności w kodach kolorowych. Badanie objęło pamięć logiczną i benchmark bramek Clifforda, nie pełny obwód uniwersalnego obliczenia kwantowego typu Clifford+T.
##Caption: [Anglojęzyczny komentarz The Quantum Digest objaśnia kody kolorowe i omawia wyniki podane przez Quantinuum.] (https://www.youtube.com/watch?v=a76VRU-JhK0)
