Спины центров окраски — узлы сети (NV/SiV/T) на панели карты: Спин-фотонные узлы

Архитектура в отчёте (§8.3)

8.3.15 Спин-фотонные узлы — Спины центров окраски — узлы сети (NV/SiV/T) (defect)

Идея. Точечный дефект в алмазе (NV, SiV, SnV) или кремнии (T-центр) (defect) имеет спин-селективный оптический переход: его электронный спин испускает запутанный с ним фотон, а соседние ядерные спины под СВЧ-вентилями, обусловленными сверхтонким взаимодействием (g_mwspin), хранят небольшую память. Эти узлы из нескольких кубитов соединяют фотоны с оповещением (heralded, ic_spinphoton), а не разводка на чипе. Ставка табл. 8.3 объединяет два замысла на одном носителе: NV-ускоритель при комнатной температуре и криогенные узлы сети. Оба отказываются от плотной решётки; для узлов тактом служит скорость канала связи, а не ошибка вентиля.

Что ей нужно. Собственные технологии требуют носителя — вентили его спинового регистра, флуоресцентное считывание его оптического перехода, канал связи — его спин-фотонного интерфейса, — а носитель требует кристаллической матрицы, единственная технология для которой — алмаз (fab_diamond). Пять технологий заимствованы: кодирование, считывание, управление в основной полосе частот, решётка со связью ближайших соседей, qLDPC-код. Две сталкиваются: код конфликтует с решёткой, ему нужны проверки степени 6, которые здесь даёт только оптический канал связи. Декодера нет (§7.6): код назван, но ничего не декодируется.

Где она стоит. Пять машин, пять устройств, ни одной двухкубитной ошибки (табл. 8.3). Крупнейшая, QC2026 Dual Core (SaxonQ, 10 кубитов на двух пятикубитных NV-ядрах), работала в рабочих условиях на Hannover Messe в апреле 2026 года — мобильная система при комнатной температуре без опубликованных ошибок [P][364]; четырёхкубитные установки SXQ4 компании SaxonQ поставлены (DLR, Fraunhofer IWU) [C][880]. Quoll / QB-QDK 2.0 (Quantum Brilliance) в эксплуатации: 6 кубитов в регистре, установки при комнатной температуре в Oak Ridge, без точности вентилей [C][278]. Entanglement First modules (Photonic Inc, QBI Stage B [65], [66]) телепортировали состояние в удалённый matter-узел по 30 км коммерческого волокна (февраль 2026), без скорости и точности [P][279]. Diamond-spin quantum computer prototype компании Fujitsu несёт центры SnV на фотонных схемах при −271.6 °C, без числа кубитов и точности, многомодульный — к 2027 [C][R][210]. Показатели отдельных узлов: ошибки вентилей NV ниже 0.1% [P], запутывание SiV на 35 км при ~1 Гц [D], постселектированный телепортированный CNOT на T-центрах [P] [208], [209].

Исключения и заимствования. Все три подходят сюда лучше всего; ни одна — целиком. Photonic соединяет «любой с любым» через оптический канал связи (∅G-optlink), который нужен её qLDPC-коду SHYPS, заявленному с 20-кратной экономией физических кубитов на логический [C][280]; у её кремниевой матрицы нет технологии (∅G-sicolour): слои 4 и 10 нарисованы слишком узко. У Quoll нет канала связи, кода и декодера, а её управление СВЧ и лазером не имеет технологии (∅G-nvroom): процессор на сетевой архитектуре — архитектура нарисована слишком широко. Прототип Fujitsu добавляет фабрику ФИС (фотонных интегральных схем, fab_pic), не указывает связность и разделяет пробел управления при 1.55 K: ранний гибрид. Только Photonic использует одноимённый интерфейс; спиновые вентили этой архитектуры (g_mwspin) повторяются как альтернатива слоя 3 в архитектурах квантовых точек и доноров.

Следующая проверка. По обзорам технологий (в §5.2 строки для дефектов нет) подтверждение к марту 2028 — безусловный межузловой вентиль выше 90%, канал связи с оповещением быстрее 1 kHz или скорость и точность канала связи у многомодульного прототипа Fujitsu. Понижение: каналы связи Photonic всё ещё без скорости и точности, а модули SnV — без числа кубитов на конец 2027; тогда сетевая ставка — технология повторителей и сенсорики; Quoll нужна собственная архитектура.

Что говорят строители. Fujitsu вместе с TU Delft и QuTech собрала работающий прототип на спинах в алмазе — центрах «олово — вакансия» (SnV) в фотонных интегральных схемах [C][210]; этот путь выбран ради оптической связи между модулями, а многомодульный прототип обещан к 2027 году [R][210]. Photonic считает, что спиновые кубиты на T-центрах в кремнии, связанные светом, дают высокую связность, эффективную коррекцию ошибок и совместимость с телеком-сетями [C][866]; в 2024 году компания выполнила телепортированный CNOT между кубитами в разных криостатах [C][867]. Quantum Brilliance ставит на центры «азот — вакансия» (NV), работающие при комнатной температуре и атмосферном давлении: по словам её гендиректора, именно это определяет, где можно ставить машины и кто сможет ими пользоваться [C][868]; Fraunhofer IAF купил её стоечный ускоритель QB-QDK2.0 [C][869].

Машины этой архитектуры (реестр: 5, из них 5 устройств, 5 с вентилями). SaxonQ — QC2026 Dual Core (продемонстрирована, 10), SXQ4 (в эксплуатации, 4); Fujitsu (with TU Delft and QuTech) — Diamond-spin quantum computer prototype (продемонстрирована); Photonic Inc. — Entanglement First modules (продемонстрирована); Quantum Brilliance — Quoll / QB-QDK 2.0 (в эксплуатации, 6).

Ячейки вне слотов архитектуры (7). Diamond-spin quantum computer prototype: L4 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Diamond-spin quantum computer prototype: L5 ∅G-nvroom (пробел Атласа — light, microwave and RF control of SnV spins; module operated at -271.6 °C (1.55 K)); Entanglement First modules: L4 ∅G-optlink (пробел Атласа — any-to-any optical link used as the connectivity layer, not only as interconnect; basis fo); Entanglement First modules: L10 ∅G-sicolour (пробел Атласа — Si-28 T-centre + silicon-photonics co-fabrication; no foundry node published; fab_diamond ); Quoll / QB-QDK 2.0: L5 ∅G-nvroom (пробел Атласа — room-temperature microwave drive + green-laser initialisation + optical readout; no cryoge); QC2026 Dual Core: L5 ∅G-nvroom (пробел Атласа — room-temperature optical initialisation and microwave control from a standard wall outlet,); SXQ4: L5 ∅G-nvroom (пробел Атласа — optical initialisation and microwave gates at room temperature (18–27 °C), mobile, no cryo).