Helix architecture on Helios

Raveh Neeman

doi:10.5281/zenodo.22674814

Quantinuum · יונים לכודים · הודגם (architecture, not a separate machine) (Sep 2026) · 20 קיוביטים פיזיים · גישה: runs on Helios

ארכיטקטורה: יונים לכודים — QCCD (הובלה בין אזורים) · פתח במפה

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

סוג הקיוביט: hyperfine clock qubit (Helios hardware)

מנגנון השער: transversal logical Cliffords in depth 1; automorphism gates are free because QCCD transport relabels qubits in software

קישוריות: all-to-all by transport

בקרה: Helios control stack; Adaptive Syndrome Extraction cuts gates 33% and time 23%

מיקום הבקרה: room-temp + in-trap optics

קריאה: fluorescence

ראיה לשער: נתון שפורסם (סוג המקור טרם סומן)

מצב המפענח: לא מקוון — הסינדרומים מפוענחים אחרי הריצה

קודים: c4_helix, rotated_surface, toric

דגלים: architecture not machine, חסר מזהה קוד במרשם, רכיב, לא מכונה

טכנולוגיות לפי שכבה — התא של המכונה בכל שכבה

1 נושא הקיוביט	יון אטומי לכוד · ראשית ▤ 🔎 Helios hardware ¹³⁷Ba⁺ hyperfine clock qubits; Helix is a QEC architecture + code, not a separate machine
2 קידוד	קיוביט על-דק / קיוביט מצב-שעון · ראשית ◌ 🔎 hyperfine clock qubit of the Helios hardware
3 מנגנון השער	שער לייזר מולמר–סורנסן / הסטת אור · ראשית ▣ Fig. 2 (logical randomized Clifford benchmarking); Fig. 4 (logical gates); §II.B; App. A.1 ✅ full two-qubit logical Clifford group in depth-1 transversal gates; logical Clifford error 2.8×10⁻⁴, 4.28× better than the physical gate (Sep 2026)
4 קישוריות והובלה	הסעת יונים (QCCD, צמתים, מלכודות רשת) · ראשית ▣ Fig. 4 (SWAP-transversal logical gates); App. A.1 Logical Clifford gates ✅ all-to-all by transport (degree 97); software qubit relabelling + ion transport make automorphism gates free
5 בקרה	בקרת לייזר בפוטוניקה משולבת (יונים) · ראשית ▣ Fig. 13 (adaptive vs nonadaptive syndrome extraction); App. A.2.a Adaptive syndrome extraction ✅ Helios control stack; Adaptive Syndrome Extraction cuts gates 33% and time 23%
6 קריאה	גילוי מצב בפלואורסצנציה (יונים, פגמים) · ראשית ◌ 🔎 fluorescence (Helios hardware)
7 קוד	קודים משורשרים בקצב גבוה עם שערים טרנסוורסליים · ראשית ▣ Fig. 1a (schematic of [[10,2,3]] and [[20,2,6]] C4-Helix codes); §II.A; App. A; Fig. 8 ✅ [[20,2,6]] C₄-Helix = [[10,2,3]] twisted toric ∘ [[4,2,2]]; 52 physical → 2 logical; 4.6×10⁻⁵ per logical qubit per cycle; 3.5× saving vs rotated surface code
8 מפענח	— (פער אטלס: ∅G-frontier) · ראשית ▤ App. C.2 Frontier decoding and confidence-based postselection; Fig. 12 caption ✅ Frontier: block-specific offline decoder for concatenated high-rate codes, neither matching, BP-class nor GPU-platform; streaming version is future work
9 חיבור בין-מודולי	— none — אין דבר בשכבה זו ◌ 🔎 n/a — code architecture run on single-module Helios; no interconnect
10 ייצור	ייצור מלכודות יונים (שבבי אלקטרודות משטח; מלכודות להבים תלת-ממדיות בעיבוד שבבי) · ראשית ◌ 🔎 Helios surface-electrode trap (in-house microfabrication)

רשומות סטנדרטיות

שיעור הקבלה → 0.995 · best (0.5% forced-gap discard)

Sep 2026 · מקור

שגיאת סרק / זיכרון לסבב → 4.60e-5 · best (per logical qubit per cycle, no post-selection)

9.3e-5 per round for the 2-logical block · Sep 2026 · מקור

ראיות: ✅ 5 / 10

תמונות

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

A multi-panel schematic drawing: (a) rings of coloured ion dots showing loading in batches, (b) the trap layout, a ring-shaped storage region joined through an X-shaped junction to a cache, a quantum-logic region and leg storage, (c) close-ups of ions crossing the junction, (d) an aligned ion pair, (e) crossed laser-beam layouts. It is Fig. 2 of an arXiv paper by A. Ransford et al. (Quantinuum), dated 2025-11-07, on the Helios design and operations. Follow the ions from storage through the junction to the lasers. “Fig. 2 — Illustration of the Helios design and conception of operations” by Ransford, A. et al. (Quantinuum), arxiv.org/abs/2511.05465, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)