Первое правило любого спора — договориться о терминах. В мире квантовых компьютеров, что касается определения производительности систем, о базовых вещах всё ещё не договорились. Около двух лет назад хорошую попытку сделала компания IBM, предложив измерять производительность в «квантовых объёмах». В 2020 году свою методику предложила компания IonQ. И так вышло, что в терминах компании самый мощный компьютер оказался у неё.
Разработчик квантовых систем на основе ионных ловушек — компания IonQ — предложила измерять производительность в «алгоритмических кубитах» (algorithmic qubits). Если для нового квантового компьютера компании системы Aria использовать калькулятор алгоритмических кубитов, а не калькулятор квантового объёма IBM (что «почти одно и то же», по словам IonQ), то систему Aria следует считать самым мощным квантовым компьютером в мире с производительностью на уровне 20 алгоритмических кубитов.
Метрика AQ компании IonQ ориентирована на приложения, что делает её полезной для выбора той или иной системы для решения определённых задач. Метрика IBM такой ясности не несёт, давая квантовому компьютеру общую характеристику на основе числа кубитов и возможности их запутывать в системе. Подход IonQ в случае подсчёта алгоритмических кубитов для системы позволяет оценить полезность квантовых компьютеров в реальных условиях.
В метрике IonQ для бенчмарка используется набор алгоритмических эталонов, впервые разработанных Консорциумом квантового экономического развития (QED-C) для оценки количества алгоритмически релевантных квантовых битов (кубитов) в системе. И если в случае других метрик квантовые системы могут быть описаны с использованием невостребованных функций, то в метрике IonQ учитываются те возможности системы, которые будут применяться на практике.
Например, измерение производительности квантовой системы IonQ показывает, что ионные кубиты в ловушках в сочетании с квантовой ОС IonQ являются более точными, чем те, которые используются в квантовых компьютерах конкурентов. В частности, компьютер IonQ Aria способен успешно выполнять квантовые схемы, содержащие более 550 квантовых вентилей, по сравнению со сверхпроводящими системами, которые могут выполнять схемы, содержащие только десятки квантовых вентилей. Это позволяет IonQ значительно превзойти конкурентные системы в практическом использовании квантовых алгоритмов.
Исходя из сказанного выше, новая система IonQ Aria, уже представленная клиентам компании в виде ранних прототипов, показывает наибольшую в мире квантовых компьютеров производительность на уровне 20 алгоритмических кубитов. Это означает, что на 20 кубитах можно выполнить эталонную квантовую схему вычислений (алгоритм), содержащую более 400 операций запутывания вентилей, и ожидать, что результаты будут правильными со значительной точностью. Интересно, кто будет следующий с утверждением, что «аналогов нет»?
