論文の概要: Helios: A 98-qubit trapped-ion quantum computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.05465v1
• Date: Fri, 07 Nov 2025 18:09:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-10 21:00:44.857935
• Title: Helios: A 98-qubit trapped-ion quantum computer
• Title（参考訳）: Helios:98量子ビットの量子コンピュータ
• Authors: Anthony Ransford, M. S. Allman, Jake Arkinstall, J. P. Campora III, Samuel F. Cooper, Robert D. Delaney, Joan M. Dreiling, Brian Estey, Caroline Figgatt, Alex Hall, Ali A. Husain, Akhil Isanaka, Colin J. Kennedy, Nikhil Kotibhaskar, Ivaylo S. Madjarov, Karl Mayer, Alistair R. Milne, Annie J. Park, Adam P. Reed, Riley Ancona, Molly P. Andersen, Pablo Andres-Martinez, Will Angenent, Liz Argueta, Benjamin Arkin, Leonardo Ascarrunz, William Baker, Corey Barnes, John Bartolotta, Jordan Berg, Ryan Besand, Bryce Bjork, Matt Blain, Paul Blanchard, Robin Blume-Kohout, Matt Bohn, Agustin Borgna, Daniel Y. Botamanenko, Robert Boutelle, Natalie Brown, Grant T. Buckingham, Nathaniel Q. Burdick, William Cody Burton, Varis Carey, Christopher J. Carron, Joe Chambers, John Children, Victor E. Colussi, Steven Crepinsek, Andrew Cureton, Joe Davies, Daniel Davis, Matthew DeCross, David Deen, Conor Delaney, Davide DelVento, B. J. DeSalvo, Jason Dominy, Ross Duncan, Vanya Eccles, Alec Edgington, Neal Erickson, Stephen Erickson, Christopher T. Ertsgaard, Bruce Evans, Tyler Evans, Maya I. Fabrikant, Andrew Fischer, Cameron Foltz, Michael Foss-Feig, David Francois, Brad Freyberg, Charles Gao, Robert Garay, Jane Garvin, David M. Gaudiosi, Christopher N. Gilbreth, Josh Giles, Erin Glynn, Jeff Graves, Azure Hansen, David Hayes, Lukas Heidemann, Bob Higashi, Tyler Hilbun, Jordan Hines, Ariana Hlavaty, Kyle Hoffman, Ian M. Hoffman, Craig Holliman, Isobel Hooper, Bob Horning, James Hostetter, Daniel Hothem, Jack Houlton, Jared Hout, Ross Hutson, Ryan T. Jacobs, Trent Jacobs, Melf Johannsen, Jacob Johansen, Loren Jones, Sydney Julian, Ryan Jung, Aidan Keay, Todd Klein, Mark Koch, Ryo Kondo, Chang Kong, Asa Kosto, Alan Lawrence, David Liefer, Michelle Lollie, Dominic Lucchetti, Nathan K. Lysne, Christian Lytle, Callum MacPherson, Andrew Malm, Spencer Mather, Brian Mathewson, Daniel Maxwell, Lauren McCaffrey, Hannah McDougall, Robin Mendoza, Michael Mills, Richard Morrison, Louis Narmour, Nhung Nguyen, Lora Nugent, Scott Olson, Daniel Ouellette, Jeremy Parks, Zach Peters, Jessie Petricka, Juan M. Pino, Frank Polito, Matthias Preidl, Gabriel Price, Timothy Proctor, McKinley Pugh, Noah Ratcliff, Daisy Raymondson, Peter Rhodes, Conrad Roman, Craig Roy, Ciaran Ryan-Anderson, Fernando Betanzo Sanchez, George Sangiolo, Tatiana Sawadski, Andrew Schaffer, Peter Schow, Jon Sedlacek, Henry Semenenko, Peter Shevchuk, Susan Shore, Peter Siegfried, Kartik Singhal, Seyon Sivarajah, Thomas Skripka, Lucas Sletten, Ben Spaun, R. Tucker Sprenkle, Paul Stoufer, Mariel Tader, Stephen F. Taylor, Travis H. Thompson, Raanan Tobey, Anh Tran, Tam Tran, Grahame Vittorini, Curtis Volin, Jim Walker, Sam White, Douglas Wilson, Quinn Wolf, Chester Wringe, Kevin Young, Jian Zheng, Kristen Zuraski, Charles H. Baldwin, Alex Chernoguzov, John P. Gaebler, Steven J. Sanders, Brian Neyenhuis, Russell Stutz, Justin G. Bohnet,
• Abstract要約: Quantinuum Heliosは98量子ビットの量子プロセッサである。 システム内のすべての操作ゾーンに平均して、単一キュービットゲートに対して平均2.5(1)times10-5$の非忠実性を達成します。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.939330724602353
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We report on Quantinuum Helios, a 98-qubit trapped-ion quantum processor based on the quantum charge-coupled device (QCCD) architecture. Helios features $^{137}$Ba$^{+}$ hyperfine qubits, all-to-all connectivity enabled by a rotatable ion storage ring connecting two quantum operation regions by a junction, speed improvements from parallelized operations, and a new software stack with real-time compilation of dynamic programs. Averaged over all operational zones in the system, we achieve average infidelities of $2.5(1)\times10^{-5}$ for single-qubit gates, $7.9(2)\times10^{-4}$ for two-qubit gates, and $4.8(6)\times10^{-4}$ for state preparation and measurement, none of which are fundamentally limited and likely able to be improved. These component infidelities are predictive of system-level performance in both random Clifford circuits and random circuit sampling, the latter demonstrating that Helios operates well beyond the reach of classical simulation and establishes a new frontier of fidelity and complexity for quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,量子電荷結合デバイス(QCCD)アーキテクチャに基づく98量子ビットの量子プロセッサであるQuantinuum Heliosについて報告する。 Heliosは$^{137}$Ba$^{+}$超微細量子ビット、全接続は2つの量子演算領域をジャンクションで接続する回転可能なイオンストレージリング、並列処理による速度改善、動的プログラムをリアルタイムにコンパイルする新しいソフトウェアスタックによって実現される。 システム内のすべての運用ゾーンに平均して、単一のキュービットゲートに対して2.5(1)\times10^{-5}$、二つのキュービットゲートに対して7.9(2)\times10^{-4}$、状態の準備と測定のために4.8(6)\times10^{-4}$という平均的な不完全性を達成する。 これらの成分不忠実性は、ランダムなクリフォード回路とランダムな回路サンプリングの両方におけるシステムレベルの性能を予測しており、後者は、Heliosが古典的なシミュレーションの範囲を超えており、量子コンピュータの忠実性と複雑性の新たなフロンティアを確立することを証明している。

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