→ Quantum Technology Atlasטכנולוגיות · מכונות · ארכיטקטורות · ארגוניםEnglishРусский

פענוח מתואם / מודע-אובדן (טרנסוורסלי, אובדן אטומים) dec_corr

מפענחים הצורכים את אותות הבישור של אובדן אטומים כמחיקות ממוקמות, ומפענחים על פני שכבות של שערים טרנסוורסליים במקום סבב אחר סבב.

פענוח מתואם / מודע-אובדן (טרנסוורסלי, אובדן אטומים)

dec_corr · שכבה 8 מפענח · הודגם · מאז 2025
פתח במפה

פענוח על פני שערים טרנסוורסליים, תוך שימוש בדגלי אובדן; רווח של 1.73× בתיקון השגיאות במעבד של 448 אטומים.

תקציר ←

מקורות מרכזיים

[4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum com… · 2025
[738] M. Cain et al., “Correlated decoding of logical algorithms with transversal gates,” arXiv:… · 2024
[152] H. Zhou et al., “Low-Overhead Transversal Fault Tolerance for Universal Quantum Computatio… · 2025
[739] H. Perrin, G. Roger, and G. Pupillo, “Correlated Atom Loss as a Resource for Quantum Error… · 2026
[142] B. Zhang et al., “Logical qubits with erasure conversion using metastable neutral atoms,” … · 2026

מרחב התכן — תכונות

(a) זיקת הנושא
טבעי
(b) זמן · שזירה
—
(c) קריאה
—
(d) ניידות
—
(e) בקרה
—
(f) מבנה השגיאה
אובדן (מחיקה), ניתנת להמרה למחיקה
(g) ייצור
—

מרחב ההערכה — תכונות מתוארכות

loss-aware ML decoding gain → 1.73(13)×
מגדירה: ערוץ השגיאה · 2025-11 · מקור

רשומות סטנדרטיות

השהיית פענוח לסבב → 1.0 µs · טיפוסי
Harvard/QuEra 448-atom loss-aware maximum-likelihood decoding: 'fast (about 1 us per shot, batched on a GPU)' · 2025-11 · מקור [D] ⓘ

שחקנים ויעדים — ביאורים

מערך מלקחיים אופטיים לאטומי רידברג — אלקליים (Rb/Cs) — Harvard/MIT, QuEra (Gemini), Pasqal (Orion), Infleqtion, Google (2026; species not stated) · G1 G3 G7
מערך מלקחיים אופטיים לאטומי רידברג — אלקליים-עפרוריים (Yb/Sr), מחיקה מובנית — Atom Computing/Microsoft, Princeton, Caltech, planqc, Yaqumo · G1 G3 G7

קשתות

דורשת: קודים משורשרים בקצב גבוה עם שערים טרנסוורסליים°, סבילות תקלות אלגוריתמית / ארכיטקטורות טרנסוורסליות°, קודים מותאמי-מחיקה°
נחוצה עבור: קודים מותאמי-מחיקה°, סבילות תקלות אלגוריתמית / ארכיטקטורות טרנסוורסליות
° אחת מכמה שהיו מתאימות · הדרך המקובלת, לא דרישה מחייבת

בשימוש: 6 מכונות (6 ראשית · 0 חלופית)

↗ כרטיס המרשם שלה · מאמר / מוצר / עיתונות: קישורים שבהם המכונה נזכרת בשמה (הייחוס נבדק ב-20 בספטמבר 2026)

תמונות

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

Fig. 1 — Figure 1: Overview of the proof of Theorem 1. (a) A 3DM instance, where the problem is to decide whether there exists a disjoint subset of hyperedge…
A six-panel line drawing from a proof, not hardware. It shows a matching puzzle and small 'gadgets' drawn on colour-code (triangular) and surface-code (square) lattices, plus two code blocks drawn as 3D space-time boxes joined by a transversal CNOT. It is Figure 1 of arXiv paper 2603.22064 by Shouzhen Gu, Lily Wang and Aleksander Kubica. It shows why exact minimum-weight decoding of these codes, and of a transversal CNOT between them, is NP-hard, a cost that transversal fault-tolerant architectures must handle with approximate decoders. “Fig. 1 — Figure 1: Overview of the proof of Theorem 1. (a) A 3DM instance, where the problem is to decide whether there exists a disjoint subset of hyperedges tit…” by Shouzhen Gu, Lily Wang, Aleksander Kubica, arxiv.org/abs/2603.22064, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
Fig. 1 — Figure 1: Physical to code mapping for a molecular tweezer array hosting the data qubits of a rotated surface code, illustrated at d=5d=5. Circles d…
A four-panel drawn figure generated from simulation code, not a photograph: a 5×5 array of molecules held in optical tweezers with dipolar links fading as 1/r³, two ways to put one or two code qubits in each molecule, pairing layouts and a flowchart. It is Figure 1 of "Surface-Code Quantum Error Correction for Molecular Tweezer Arrays: Encoding, Layout, and Correlated Noise" by Niharika Verma and Utpal Roy. It shows a distance-5 rotated surface code laid onto molecules; note that two qubits sharing one molecule suffer correlated errors, including erasures. “Fig. 1 — Figure 1: Physical to code mapping for a molecular tweezer array hosting the data qubits of a rotated surface code, illustrated at d=5d=5. Circles denote code…” by Niharika Verma, Utpal Roy, arxiv.org/abs/2608.21961, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
Fig. 6 — Fig. 6: Implementation of DecoNet/Helios using five FPGAs. The rightmost FPGA is the root of the tree, and the other four FPGAs are leaf nodes.
A photograph of a bench prototype: an open aluminium frame holding a PC motherboard with five FPGA cards, four "leaf" cards linked by looped cables (grid network) and one "root" card (tree network). It comes from Liyanage, Wu, Houghton and Zhong, paper "Network-Integrated Decoding System for Real-Time Quantum Error Correction with Lattice Surgery", and shows their DecoNet/Helios system. This is classical electronics, not quantum hardware: a real-time decoder that must turn error measurements into corrections as fast as the qubits produce them, here split across several FPGAs. “Fig. 6 — Fig. 6: Implementation of DecoNet/Helios using five FPGAs. The rightmost FPGA is the root of the tree, and the other four FPGAs are leaf nodes.” by Namitha Liyanage, Yue Wu, Emmet Houghton, Lin Zhong, arxiv.org/abs/2504.11805, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
dec_corr · layer 8 מפענח · centrality 7.7 · demonstrated · since 2025 · updated 2026-09-03

פענוח מתואם / מודע-אובדן (טרנסוורסלי, אובדן אטומים)

מפענחים הצורכים את אותות הבישור של אובדן אטומים כמחיקות ממוקמות, ומפענחים על פני שכבות של שערים טרנסוורסליים במקום סבב אחר סבב.

Verdict. ממשי על מערך נתונים אחד (1.73(13)× לעומת מפענח עיוור לאובדן, 448 אטומים, ארבעה סבבים); לא הוכח תחת טעינה מחדש, בעומק, או במעבדה שנייה.

Key references

Λ = מקדם דיכוי השגיאות לכל צעד במרחק הקוד; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (שלב A — רעיון → B — תוכנית מו״פ → C — אימות ותיקוף (V&V) ממשלתיים); G1–G7 = מחלקות היעדים של הדוח (ראו "שחקנים וכלכלה").

זהות ומוצא

לא חומרה, אלא משמעת של פענוח. פענוח מודע-אובדן צורך את אות הבישור: אטום חסר הוא מחיקה באתר ידוע, ולכן המייצבים הנוגעים באתר הריק מוכפלים זה בזה לאופרטורים של בדיקת-על (supercheck) במשקל גבוה יותר, שעדיין מתחלפים עם הקוד ששרד [4]. פענוח מתואם פותר את היסטוריית הסינדרומים המשותפת על פני שכבות טרנסוורסליות (מבלוק לבלוק) במקום בלוק אחר בלוק; Cain et al. (Harvard, 2024-03-05) הראו שמספר הסבבים בין שערי קליפורד צונח O(d)→O(1) [738], והדבר הוכלל כסבילות תקלות אלגוריתמית (Nature 2025) [152].
f = אובדן + מחיקה; a/c/d/e/g = אין — חישוב קלאסי, ללא ייצור וללא מיקום [graph].

פיזיקה וגבולות

אות הבישור הוא הנכס: יותר מ-80% מהדליפה במערכי רידברג היא אובדן אטומים, והדימות מוצא אותו [4]. מחיקה ממוקמת עולה למפענח רק את מסגרת פאולי, לא את המיקום — ולכן המרה למחיקה מעלה את הספים ברמת המעגל ב-3–4× בפיזיקת שער קבועה [8]. המחיר הוא המרחק: כל בדיקת-על היא מכפלה של שני מייצבים, ולכן כל אתר ריק מדלל את הקוד מקומית. פענוח מתואם משלם אחרת: שערי CNOT טרנסוורסליים מפיצים שגיאות בין בלוקים, ולכן הגרף גדל עם עומק המעגל, לא עם d. דבר אינו מזיז את הרצפה — השארית הלא-מבושרת נותרת כפי שהיא: דליפת m_F של 0.008(1)% לאטום לשער לעומת אובדן אטומים של 0.087(5)% fact.

מצב ההנדסה העדכני

טבלה
תאריך נתון מי תג+מפתח
2025-11-10 רווח של 1.73(13)× מדגלי אובדן + למידת מכונה לעומת פענוח רגיל, אותם נתונים של 448 אטומים Harvard/MIT/QuEra D[4]fact
2026-03 מפענח אובדן מתואם: סף של 4% לעומת 3.2% בהנחת אובדן בלתי תלוי; 144 µs לסבב; סימולציה QPerfect S[739]fact
2026-06-12 [[4,2,2]] ב-¹⁷¹Yb: דעיכה בלתי מותנית איטית 1.9(4)× עם מידע המחיקה (3.6(1)× הוא ההחזקה בבחירה בדיעבד) Princeton D[142]fact

אותו מעגל: 2.14(13)×, d=3→5, ארבעה סבבים. האיבר השולט: אובדן אטומים, לא שגיאת פאולי.

לא פורסם: תאריך הסגירה והמחיר של רכישת QPerfect במלואה על ידי BTQ, שהאופציה לה מומשה בין 2025-04 ל-2026-07, ומשפחת פטנטים מתוארכת לפענוח מודע-אובדן או לפענוח מתואם.

ייצור, חומרים ושרשרת האספקה

ללא מפעל: החישוב הקלאסי כבר נרכש לצורך הזיווג. ההשהיה קובעת את היקף התחולה: 144 µs לסבב נכנסים במחזור אטומים של 1–4.5 ms עם מרווח של 7–30× [739], אך הם ~130× מעל מחזור מוליכי-על של 1.1 µs — ולכן הדבר נשאר ייחודי לאטומים. רוחב הפס של דגלי האובדן הוא ביט אחד לאתר לסבב, ולכן הקיר ב-10³–10⁴ אטומים הוא הדימות של ~0.5–1 ms וחלון פענוח הגדל עם העומק הלוגי, לא הקישור. נקודות כשל יחידות שעברו בירושה: דימות qCMOS של Hamamatsu fact ושני ספקי AOD fact.

תפקיד במחסנית

המפענח הראשי בשני מערכי המלקחיים האופטיים לאטומי רידברג, האלקליים (Rb/Cs) והאלקליים-עפרוריים (Yb/Sr). דורש קודים משורשרים בקצב גבוה עם שערים טרנסוורסליים; מספק את מחצית הפענוח של סבילות התקלות האלגוריתמית, שטענת מספר הסבבים הקבוע שלה אינה מגובה אחרת בחומרה. שעון נגזר = סכום סבב הסינדרום (שערים 1 µs, הובלה 800 µs, 1Q 10 µs, קריאה 501 µs) ≈ 1.3 ms, ~0.76 kHz; המפענח חייב להשיב בתוכו, לא לקבוע אותו. אימות: 1.73× הוא יחס בין מפענח למפענח על נתוני מעבדה אחת, ללא שחזור; 4% הוא סימולציה [739]. ארבעה סבבים אינם בוחנים סחיפה ולא טעינה מחדש; קוד הטורוס של Atom Computing הוא הביקורת, ובו הדיכוי נעלם עם טעינה מחדש (0.63% לעומת 0.64% למחזור) [148]. הפער בין 1.9(4)× ל-3.6(1)× של Princeton יושב: מאמר אחד, שני גדלים שונים fact.

שחקנים וכלכלה

מי.
ארגון תפקיד מדינה מה בדיוק ראיות
Harvard/MIT מחקר ארה״ב פענוח מתואם, בדיקות-על, 1.73(13)× D[4], [738]
QuEra מפתח ארה״ב שותפה לכתיבה; Libra 2028 מניחה אותו D[4]C[153]
QPerfect (BTQ) ספק צרפת מפענח אובדן מתואם; התאום הדיגיטלי של aQCess S[739]C[740]
Atom Computing משתמש ארה״ב Yb עם מחיקה מובנית; דוגמה נגדית של טעינה מחדש D[148]C[154]

כספים.
2025-04-09 · BTQ Technologies · €2 M ל-QPerfect לפי שווי של €10 M לפני הכסף (16.67%) · מסמך תנאים (term sheet) P[741]
2026-07-22 · QPerfect · התאום הדיגיטלי של aQCess, Equipex+ ANR-21-ESRE-0032 · הוכרז C[740]
2026-06-16 · Atom Computing · $100 M בסבב C (Third Point) + מכתב כוונות CHIPS על $100 M · נסגר + מכתב כוונות C[154]fact
2025-11-06 · DARPA QBI שלב B · Atom Computing ו-QuEra בין האחד-עשר · ≤$15 M לכל אחד fact

שוק ושרשרת אספקה. אין שוק רכיבים: מחזורי GPU/FPGA כבר נרכשו לצורך הזיווג; סיכון הריכוזיות יושב במעלה השרשרת, בדימות וב-AOD. משלמים עליו רק G3/G4.

קניין רוחני ותקנים. אף משפחת פטנטים מתוארכת אינה נוקבת בפענוח מודע-אובדן או בפענוח מתואם נכון ל-4 בספטמבר 2026; השיטות פתוחות, הקוד אקדמי.

מפות דרכים ועמידה בהבטחות. סבבים O(d)→O(1) (2024-03): ב-Nature 2025, הודגם רק במעגל של ארבעה סבבים. QuEra, 100 קיוביטים לוגיים (2024-01, ל-2026): כעת Libra ב-2028 fact. הפיזיקה בזמן, המוצרים מאחרים.

פרשנות אסטרטגית. אם הדבר יעמוד, האטומים הופכים את חולשתם הגדולה ביותר לערוץ זול המובא בחשבון, וארכיטקטורות טרנסוורסליות גוברות על ניתוח סריג בעלות מרחב-זמן: QuEra, Atom Computing, Pasqal ו-Infleqtion מרוויחות, וספקי מוליכי-העל מאבדים את השהיית המפענח כמבדיל. איום תחליף: CZ של רידברג מעבר ל-99.95% מכווץ את איבר האובדן. לא-יריבי: אף ספק אינו יכול להשכירו.

תחזית ושאלות פתוחות

לאשר אם המפענח של QPerfect ירוץ על סינדרומים אמיתיים או אם ספק שני יפרסם רווח מודע-אובדן משלו; להוריד בדרגה אם הרווח ימות תחת טעינה מחדש או מעבר לארבעה סבבים. התרחיש הטוב ביותר ל-2029: ברירת המחדל בכל מחסניות האטומים הניטרליים הסובלניות לתקלות; התרחיש הגרוע ביותר: ארכיטקטורה של קבוצה אחת, שלעולם אינה עוברת 10³ אטומים. פתוח: האם 1.73× מחזיק ב-10⁴ אטומים, בעומקים שבהם הגרף המתואם גדל מעבר לזיכרון, וביונים [667]?

מקורות
  1. [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. [D]
  2. [8] Y. Wu, S. Kolkowitz, S. Puri, and J. D. Thompson, “Erasure conversion for fault-tolerant quantum computing in alkaline earth Rydberg atom arrays,” Nat. Commun., vol. 13, Art. no. 4657, 2022, doi: 10.1038/s41467-022-32094-6. arXiv:2201.03540. [S]
  3. [142] B. Zhang et al., “Logical qubits with erasure conversion using metastable neutral atoms,” Nat. Phys., vol. 22, no. 6, pp. 910–916, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03309-0. arXiv:2506.13724. [D]
  4. [148] Atom Computing and Collaborators, “Quantum error correction with the toric code,” arXiv:2606.04079, Jun. 2026. [D]
  5. [152] H. Zhou et al., “Low-Overhead Transversal Fault Tolerance for Universal Quantum Computation,” Nature, vol. 646, no. 8084, pp. 303–308, 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09543-5. arXiv:2406.17653. [S]
  6. [153] QuEra Computing, “QuEra Expands $230 Million Financing Round Advancing Quantum-Accelerated Supercomputing,” Sep. 9, 2025. [Online]. Available: https://www.quera.com/press-releases/quera-expands-230-million-financing-round-advancing-quantum-accelerated-supercomputing [C]
  7. [154] Atom Computing, “Atom Computing Raises More Than $300 Million to Accelerate Deployment of Fault-Tolerant, Neutral-Atom Quantum Computers,” PR Newswire, Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/news-releases/atom-computing-raises-more-than-300-million-to-accelerate-deployment-of-fault-tolerant-neutral-atom-quantum-computers-302800832.html [C]
  8. [667] A. Paetznick et al., “Improved quantum processor logical error rates via correction and detection,” Nature, vol. 654, no. 8118, pp. 349–355, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10628-y. [D]
  9. [738] M. Cain et al., “Correlated decoding of logical algorithms with transversal gates,” arXiv:2403.03272, Mar. 2024. [D]
  10. [739] H. Perrin, G. Roger, and G. Pupillo, “Correlated Atom Loss as a Resource for Quantum Error Correction,” arXiv:2603.24237, Mar. 2026. [S]
  11. [740] BTQ Technologies, “BTQ Technologies' QPerfect Subsidiary and the University of Strasbourg Partner to Support France's First Public Neutral-Atom Quantum Computing Platform,” PR Newswire, Jul. 22, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/news-releases/btq-technologies-qperfect-subsidiary-and-the-university-of-strasbourg-partner-to-support-frances-first-public-neutral-atom-quantum-computing-platform-302831874.html [C]
  12. [741] C. Choucair, “BTQ Technologies to Invest Over $2 Million in QPerfect to Advance Neutral Atom Quantum Computing,” The Quantum Insider, Apr. 9, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/2025/04/09/btq-technologies-to-invest-over-2-million-in-qperfect-to-advance-neutral-atom-quantum-computing/ [P]

G Bluvstein et al. (Harvard/MIT/QuEra), Nature 649, 39 (online 2025-11-10; arXiv:2506.20661, 2025-06-25): surface code on up to 448 atoms, 2.14(13)× below threshold in a four-round c… · 2025-11-10 · https://www.nature.com/articles/s41586-025-09848-5
G Evered, Xu, Li, Geim, Bonilla Ataides, Kalinowski, Bluvstein, Maskara, Kokail, Greiner, Vuletic, Lukin (Harvard/MIT), "High-fidelity entangling gates and nonlocal circuits with neu… · 2026-04-28 · https://arxiv.org/abs/2604.25987
G Perrin, Roger, Pupillo (Univ. Strasbourg/CNRS, QPERFECT SAS), "Correlated Atom Loss as a Resource for Quantum Error Correction", arXiv:2603.24237 (2026-03): fast correlated-loss de… · 2026-03 · https://arxiv.org/html/2603.24237
G CONFLICT RESOLVED: the 1.9(4)x and 3.6x figures both appear in arXiv:2506.13724v2 (Princeton [[4,2,2]] metastable 171-Yb) and describe different quantities — the logical decay rate… · 2026-09-04 · https://arxiv.org/html/2506.13724v2
G Hamamatsu Photonics ORCA-Quest qCMOS is the named single-photon-sensitivity camera in the Harvard/QuEra 448-atom fluorescence-imaging line and in MIT, NIST/UMD and Osaka neutral-at… · 2026-09 · https://www.hamamatsu.com/us/en/news/events/2026/APS-DAMOP-2026.html
G Only two acousto-optic deflector suppliers are named across the sourced neutral-atom literature: AA Opto-Electronic (France; DTSX-400 crossed AODs in the Harvard 448-atom system, a… · 2026-09-04 · https://gandh.com/news-and-resources/g-and-h-acousto-optic-deflectors-in-nature-papers
G QuEra: Libra fault-tolerant system 2028 (>256 logical, 10⁻⁶, on Braket) and gigaquop system 2028–29 — its Jan-2024 roadmap had promised 100 logical qubits in 2026 · 2026-06-15 · https://www.quera.com/press-releases/quera-announces-2028-fault-tolerant-quantum-computer-and-expanded-multi-year-strategic-collaboration-with-aws
G Atom Computing: $100 M Series C (Third Point) plus $100 M DoC CHIPS LOI, total > $300 M, 2026-06-16 · 2026-06-16 · https://www.prnewswire.com/news-releases/atom-computing-raises-more-than-300-million-to-accelerate-deployment-of-fault-tolerant-neutral-atom-quantum-computers-302800832.html
G DARPA QBI Stage B (announced 2025-11-06, ~12 months, up to $15 M each): Atom Computing, Diraq, IBM, IonQ, Nord Quantique, Photonic Inc., Quantinuum, Quantum Motion, QuEra, Silicon… · 2025-11-06 · https://www.darpa.mil/research/programs/quantum-benchmarking-initiative/stage-b-selection