IT之家 11 月 8 日消息，美國量子計算公司 Quantinuum 于當地時間 11 月 5 日發布了新一代量子計算機 Helios，該系統在量子比特數量、精度和系統集成度上均實現了重大突破，被稱為“全球最精確的量子計算機”。

據介紹，Helios 是 Quantinuum 在前代系統 H2 的基礎上研發的新型號，而后者已實現“量子優勢”（Quantum Advantage）。

Helios 的量子比特數量相較于 H2 幾乎翻倍，并進一步提升了門操作保真度（fidelity），在量子性能上超越了所有現有系統。Quantinuum 首席執行官 Rajeeb Hazra 博士表示：“Helios 是一項真正的奇跡 —— 它將硬件與軟件完美融合，打造了一個前所未有的探索平臺。”

Helios 在正式發布前，已在兩個月的早期訪問計劃中由包括軟銀與摩根大通在內的合作伙伴用于商業級研究。同時，該系統已成功用于高溫超導與量子磁性的大規模模擬，為相關產業應用奠定基礎。

目前，Helios 已通過云和本地部署向所有客戶開放，并可選擇與 NVIDIA GB200 集成，用于特定領域的計算需求。

量子精度新紀錄

Helios 采用了 98 個全連接離子阱量子比特，實現 94 個邏輯量子比特糾纏態，單比特門保真度 99.9975%，雙比特門保真度 99.921%，是目前業界精度最高的商用量子計算機。

在關鍵基準測試“隨機電路采樣”（Random Circuit Sampling, RCS）中，Helios 的表現遠超經典超算系統。Helios 首席架構師 Anthony Ransford 博士表示：“要讓經典計算機完成與 Helios 同樣的計算，需要動用整個宇宙中所有恒星的能量?！?/p>

架構與材料創新

Helios 使用了改進的離子阱設計，通過微電流生成電磁場來懸浮單原子離子進行運算。該系統首次引入了“junction”結構，使量子比特可以高效路由與并行操作。系統采用量子電荷耦合器件架構（QCCD），允許所有量子比特之間實現完全互聯，為未來擴展至上百節點提供可能。

此外，Quantinuum 將量子比特材料從鐿（Yb）更換為鋇（Ba），后者可使用可見光波段激光進行操控，降低了成本并提升可靠性。鋇還可在原子層面檢測并消除“泄漏錯誤”，提升計算精度與穩定性。

實時計算與編程革新

相較于前代系統采用“物理交換”方式，需要順序排序、冷卻和門控操作而無法實現并行處理，Helios 則更接近經典架構，配備專用內存、緩存和計算區域。

Helios QPU 就如同旋轉的硬盤驅動器，通過環形存儲（內存）旋轉量子位，將它們通過連接點傳遞到緩存，將它們移動到邏輯區域進行門控，并在下一批處理時將它們移動到腿存儲。

得益于此，“排序”與“冷卻”兩大操作可并行進行，從而打造出速度更快、錯誤更少的處理器。這種并行性將成為 Quantinuum 未來世代產品的標志性特征，實現更快的運行速度。

Helios 搭載全新實時軟件棧，支持在量子程序運行過程中即時響應結果，實現 GPU 加速的量子與經典混合計算。這意味著開發者可使用新編程語言 Guppy 編寫動態量子電路，實現循環、條件分支與實時量子比特分配等復雜邏輯。

IT之家注意到，該系統還同時兼容 QIR 與 NVIDIA CUDA-Q 等行業標準，使量子與經典計算的集成更加自然與高效。

邁向容錯量子計算

Quantinuum 表示，公司已實現業界唯一的“全通用容錯門集”，并展示了最多種類的糾錯編碼方案。

Helios 通過 98 個物理量子比特生成 94 個邏輯量子比特，實現比“盈虧平衡點”更優的精度表現；系統還利用自研的 Iceberg 編碼技術，使每個邏輯量子比特僅需兩輔助比特，編碼效率達 1:1。

在性能擴展方面，Helios 將首次整合 NVIDIA Grace Hopper GPU 實現實時解碼，使錯誤糾正可在運算中動態進行且不降頻。這一架構與 CUDA-Q、NVQlink 及 Guppy 的結合，被視為實現大規模容錯量子計算的重要基礎。

Quantinuum 表示，Helios 的高保真度、可擴展性與可編程性，使其成為當前最具實用潛力的商用量子平臺之一，可推動金融、材料科學及人工智能等領域的量子化研究與應用。