→ Quantum Technology Atlasטכנולוגיות · מכונות · ארכיטקטורות · ארגוניםEnglishРусский

metastable Yb-171 erasure array

Princeton (Thompson group)

metastable Yb-171 erasure array

Princeton (Thompson group) · אטומים ניטרליים · הודגם (Jun 2026) · 20 קיוביטים פיזיים · גישה: במעבדה בלבד

פרופיל המרשם — הגרסה של המכונה לארכיטקטורה שלה (שדות המרשם באנגלית)

סוג הקיוביט: metastable Yb-171 ("omg") erasure-converted qubit - the only encoding in this register chosen so that errors announce themselves
מנגנון השער: Rydberg-blockade CZ; 38(6)% of CZ errors detected as erasures
קישוריות: tweezer array with AOD transport; ~50% of transport loss detected mid-circuit
בקרה: SLM/AOD laser control
מיקום הבקרה: optics (room temperature)
קריאה: mid-circuit erasure check (20 us for Yb atoms)
ראיה לשער: אין נתון שפורסם
מצב המפענח: לא מקוון — הסינדרומים מפוענחים אחרי הריצה
קודים: stab_4_2_2, yb_erasure

טכנולוגיות לפי שכבה — התא של המכונה בכל שכבה

1 נושא הקיוביט
אטום אלקלי-עפרורי או דומה לו (Yb/Sr) — מחיקה מובנית · ראשית ▣ Fig. 1a (storage/gate zones with metastable 171Yb qubits) ✅
metastable 171Yb ('omg') erasure-converted qubit in a tweezer array; lab-only
2 קידוד
קידוד מחיקה מטא-יציב ("omg") · ראשית ▣ Fig. 1 (3P0 qubit; leakage to 1S0 detected via 1P1 imaging) ✅
metastable 'omg' erasure encoding; unconditional decoding gain 1.9(4)× (post-selected 3.6(1)×)
3 מנגנון השער
CZ בחסימת רידברג · ראשית ▣ Fig. 2 (amplitude-robust CZ gates) ✅
Rydberg-blockade CZ; 38(6)% of CZ errors detected as erasures
4 קישוריות והובלה
הובלת אטומים במלקחי AOD (ארכיטקטורה מחולקת לאזורים) · ראשית ▣ Fig. 1a,e (AOD coherent transport, polarization); §II Results ✅
AOD tweezer transport; ~50% of transport loss detected mid-circuit; teleportation fidelity 0.802(8)
5 בקרה
בקרה אופטית בלייזר + AOD/SLM (אטומים) · ראשית ▣ Fig. 1a (SLM static traps, orthogonal AODs, FPGA, 302 nm Rydberg beam); §II ✅
SLM/AOD laser control; room-temperature optics
6 קריאה
בדיקת מחיקה באמצע המעגל · ראשית ▣ Fig. 1a (EMCCD fast imaging); Fig. 3b, Fig. 4a (mid-circuit erasure checks) ✅
mid-circuit erasure check (20 µs for Yb atoms)
דימות פלואורסצנציה של מערכי אטומים · חלופית ▣ Fig. 1 caption (fast 1P1 imaging of ground-state leakage) ✅
alternate technology; fluorescence imaging alongside the mid-circuit erasure check
7 קוד
קודים מותאמי-מחיקה · ראשית ▣ Fig. 3 ([[4,2,2]] code); §III Discussion (surface-code threshold 0.94%→1.45%) ✅
[[4,2,2]] prep fidelity 0.874(4)→0.902(3) using erasure info; surface-code threshold 0.94%→1.45% at measured erasure fraction
8 מפענח
פענוח מתואם / מודע-אובדן (טרנסוורסלי, אובדן אטומים) · ראשית ▣ Fig. 3e (unconditional decoding with erasure information) ✅
erasure/loss-aware decoding, offline; unconditional decoding gain 1.9(4)×
9 חיבור בין-מודולי
— none — אין דבר בשכבה זו ◌ 🔎
single apparatus; no interconnect
10 ייצור
הרכבה אופטית / מכנית (לייזרים, ואקום, אובייקטיבים) · ראשית ◌ 🔎
room-temperature optical/vacuum assembly (lasers, vacuum cell, objectives)

רשומות סטנדרטיות

שיעור הקבלה → 1 · best (the 1.9(4)x decoding gain is unconditional)
the post-selected 3.6(1)x is not the architecturally relevant number · Jun 2026 · מקור
דליפה לשער → 0.38 · best (fraction of CZ errors converted to erasures)
threshold rises from 0.94% to 1.45% · Jun 2026 · מקור
ראיות: ✅ 9 / 11

תמונות

כל תמונה מלווה בתיאור של מה שהיא מראה ובשורת הקרדיט שלה.

Fig. 1 — Fig. 1: Overview of a fault-tolerant neutral atom quantum computer using erasure conversion.a Schematic of a neutral atom quantum computer, with a p…
Four-panel concept figure of a neutral-atom computer using erasure conversion. (a) A microscope objective above a plane of atoms; (b) ytterbium-171 levels: the qubit sits in the metastable 3P0 (F = 1/2) level, gates excite it to a Rydberg state, and most decays from there end in the ground state or, after ionization, in Yb+, where camera fluorescence flags them as erasures; (c) a surface-code patch with X and Z checks; (d) a syndrome circuit with erasure checks and fresh atoms from a reservoir. It is Fig. 1 of Wu, Kolkowitz, Puri and Thompson, Nature Communications (2022). It shows how a metastable qubit turns most gate errors into detectable erasures. “Fig. 1 — Fig. 1: Overview of a fault-tolerant neutral atom quantum computer using erasure conversion.a Schematic of a neutral atom quantum computer, with a plane of…” by Wu, Yue; Kolkowitz, Shimon; Puri, Shruti; Thompson, Jeff D., www.nature.com/articles/s41467-022-32094-6, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)