Kapplöpet om att bygga större och större kvantdatorer håller på att värmas upp, med flera tekniker som konkurrerar om en roll i framtida enheter. Varje potentiell plattform har styrkor och svagheter, men lite har gjorts för att direkt jämföra prestandan hos tidiga prototyper. Nu, forskare vid JQI har utfört ett första i sitt slag benchmarktest av två små kvantdatorer byggda från olika teknologier.

Laget, arbetar med JQI Fellow Christopher Monroe och leds av postdoktorn Norbert Linke, storlek upp sin egen småskaliga kvantdator mot en enhet byggd av IBM. Båda maskinerna använder fem qubits – de grundläggande informationsenheterna i en kvantdator – och båda maskinerna har liknande felfrekvenser. Men medan JQI-enheten förlitar sig på kedjor av fångade atomjoner, IBM Q använder kopplade regioner av supraledande material.

För att göra sin jämförelse, JQI-teamet körde flera kvantprogram på enheterna, som var och en löste ett enkelt problem genom att använda en serie logiska grindar för att manipulera en eller två qubits åt gången. Forskare fick åtkomst till IBM-enheten med ett onlinegränssnitt, som låter vem som helst försöka sig på att programmera IBM Q.

Båda datorerna har styrkor och svagheter. Till exempel, den supraledande plattformen har snabbare grindar och kan vara lättare att massproducera, men dess konstgjorda qubits är alla något olika och har kortare livslängder. Monroe säger att jonernas långsammare portar kanske inte är ett stort hinder, fastän. "För att det finns tid, " Monroe säger. "Fångade jon qubit livstider är mycket längre än någon annan typ av qubit. Dessutom, jonqubits är identiska, och de kan replikeras bättre utan fel."

När den sätts på prov, forskare fann att fångade-jonmodulen var mer exakt för program som involverade många par qubits. Linke och Monroe tillskriver detta det enkla faktum att varje qubit i deras enhet är ansluten till varannan – vilket betyder att en logisk grind kan ansluta vilket par qubits som helst. IBM Q har mindre än hälften av anslutningarna av sin JQI-motsvarighet, och för att kunna köra vissa program var den tvungen att blanda information mellan qubits - ett steg som introducerade fel i beräkningen. När denna blandning inte var nödvändig, de två datorerna hade liknande prestanda. "När vi bygger större system, anslutning mellan qubits kommer att bli ännu viktigare, säger Monroe.

Den nya studien, som nyligen publicerades i Proceedings of the National Academy of Sciences , utgör ett viktigt riktmärke för forskare som studerar kvantberäkning. Och sådana direkta jämförelser kommer att bli allt viktigare i framtiden. "Om du vill köpa en kvantdator, du måste veta vilken som är bäst för din applikation, " säger Linke. "Du måste testa dem på något sätt, och detta är den första av denna typ av jämförelse."