继续领跑全球！霍尼韦尔H1-2系统测得4096量子体积
光子盒研究院出品
4月14日，Quantinuum宣布其霍尼韦尔System Model H1-2量子计算系统的性能翻了一番，成为第一台通过4096量子体积(QV)的商用量子计算机，量子体积是IBM在2019年推出的衡量量子计算机整体能力和性能的基准。
这标志着由霍尼韦尔支持的Quantinuum H系列硬件在两年内第六次创造了测量量子体积的行业纪录。与此同时，IBM本周宣布其ibm_q_prague(基于Falcon r10系列的27量子比特处理器)量子计算机将IBM机器的最高量子体积记录从128提升至256。
IBM量子体积
霍尼韦尔量子体积
这项成就也实现了霍尼韦尔量子解决方案公司(在2021年底与剑桥量子公司合并，成立了Quantinuum)在2020年3月做出的承诺，在未来五年内，每年将离子阱系统的性能提高一个数量级。Quantinuum总裁兼首席运营官Tony Uttley说：“这是我们连续第二年兑现承诺，并致力于开发最高性能的量子硬件。”
本周的公告标志着去年年底上线的System Model H1-2在四个月内第二次实现了量子体积的里程碑。该机器在2021年12月测得了2048量子体积的新纪录。
Uttley将性能翻倍归功于持续的升级。
Quantinuum目前运营着两台商用量子计算机H1-1和H1-2，它们为客户运行项目，然后离线升级。
Uttley表示：“这种方法为我们提供了不断向系统添加新的更新和功能的机会，使我们能够提高性能，我们通过运行项目来了解我们的机器，并可以进行小的升级或调整，以保持我们的高保真度。”
在测试中，平均单量子比特门保真度为99.994(3)%，全连接量子比特的平均双量子比特门保真度为99.81(3)%，测量保真度为99.72(5)%。Quantinuum运行了200个电路，每个电路执行100次，使用标准的QV优化技术，每个电路平均产生152.97个双量子比特门。
System Model H1-2成功通过4096量子体积的基准测试，在69.04%的时间内返回heavy output(输出概率大于概率集合中值的输出)，高于2/3阈值，置信度大于99.99%。
该团队使用Quantinuum的研究人员Charlie Baldwin博士和Karl Mayer博士开发的一种新方法来计算置信区间。
下图显示了QV 4096测试中每个电路的单个heavy output概率。蓝线是累积平均heavy output概率，绿色区域是用新方法计算的累积2σ置信区间。执行100次电路后，heavy output概率以2σ置信度越过2/3阈值。
下图显示了Quantinuum测量的量子体积的增长。对于每个测试，都会列出heavy output概率“h”，并通过标记类型识别系统。灰色虚线显示了QV每年翻10倍的目标比例。
Uttley说，下一步是增加两台量子机器上的量子比特数量，并继续提高门的保真度。
他说：“System Model H1-2使用所有12个完全连接的量子比特通过了4096量子体积的测试，我们已经达到了12个量子比特的极限。为了继续提高性能，我们需要增加量子比特数量。请继续关注即将发生的事情。”
参考链接：
[1]https://www.quantinuum.com/pressrelease/quantinuum-announces-quantum-volume-4096-achievement
[2]https://research.ibm.com/blog/quantum-volume-256