AWS Ocelot

Raveh Neeman

doi:10.5281/zenodo.22674814

AWS Center for Quantum Computing · сверхпроводниковые схемы · ПРОДЕМОНСТРИРОВАНА (Feb 2025) · 9 физических кубитов · доступ: lab-only (no cloud access)

архитектура: Бозонные кубиты в резонаторах — кошачьи кубиты и GKP · Открыть на карте

Профиль реестра — вариант архитектуры у этой машины (поля реестра — на английском)

тип кубита: dissipatively stabilised cat qubits (two-photon dissipation via buffer modes), best operating point alpha^2 ~ 1.5

механизм вентиля: noise-biased cat-transmon CX with chi-matching; CX cycle 3 us, QEC cycle 2.8 us

связность: 1-D repetition-code chain, d=3 and d=5

управление: room-temperature control

размещение управления: room-temp

считывание: multiplexed dispersive readout of the transmon ancillas

свидетельство вентиля: статья с бенчмарком и протоколом

режим декодера: офлайн — синдромы декодируются после прогона

коды: cat_repetition, two-legged-cat

флаги: масштабирование по расстоянию не показано

Технологии по слоям — ячейка машины на каждом слое

1 Носитель кубита	Бозонная мода резонатора · основная ▣ Fig. 1a-c (storage modes S1-S5, buffers B1-B5); §II ✅ 5 cat data modes in CPW resonators (5.24–5.41 GHz), stabilised by two-photon dissipation via 5 buffer modes; storage T1 >60 µs, T2 >80 µs
2 Кодирование	Кошачье кодирование (смещённый шум) · основная ▣ Fig. 1e (cat Wigner functions), Fig. 1f (bit-/phase-flip times) ✅ two-legged cat, \|α\|² swept 1→4, best ≈1.5; at \|α\|²=2 bit-flip >1 ms, phase-flip 27–33 µs, noise bias >30 (Feb 2025)
3 Механизм вентиля	Бозонные вентили через анциллу (CX кошачьих кубитов, CZ двухрельсовых, светоделитель) · основная ▣ Fig. 2 (noise-biased CX gate); §III ✅ noise-biased cat–transmon CX, ancilla in \|g⟩+\|f⟩ with χ-matching; CX cycle 3 µs; per-cycle bit-flip 3.5(4)e-3, phase-flip 9.6(4)e-2
4 Связность / транспорт	Статическая решётка со связью ближайших соседей · основная ▣ Fig. 1a-b,d (5 cats + 4 ancillas, tunable couplers C_ij); §II ✅ 1-D repetition-code chain of 5 cats + 4 transmon ancillas: d=3 (two 3-qubit subsections) and d=5 (full array); no 2-D code
5 Управление	Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит · основная ▤ App. B (Control lines and fridge setup) 🔎 room-temperature control; ~19 microwave modes (buffers, readout, Purcell and bandpass filters, tunable couplers) on a 9-qubit device
6 Считывание	Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла) · основная ▤ ✅ multiplexed dispersive readout of the 4 fixed-frequency transmon ancillas through Purcell-filtered readout resonators
7 Код	Бозонное каскадирование (repetition-cat, LDPC-cat, GKP+qLDPC) · основная ▣ Fig. 3 (phase-flip correction circuit), Fig. 5 (logical memory performance); §IV-VI ✅ two-legged cat ⊗ repetition code; logical error/cycle d=3 1.75(2)%, d=5 1.65(3)% at \|α\|²≈1.5 ⇒ Λ≈1.06 (Feb 2025)
8 Декодер	MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) · основная ▤ App. H (Repetition Code Data Analysis) 🔎 1-D matching decoder run offline; no real-time decoder claimed, no decode latency published vs 2.8 µs QEC cycle — none — в этом слое ничего нет ▤ App. H (Repetition Code Data Analysis) 🔎 no real-time decoder: 1-D matching run offline only
9 Межсоединение	Многокристальная сборка в одном модуле (flip-chip, bump-bonding с управляющим кристаллом) · основная ▤ App. A (Device fabrication) ✅ two dies flip-chip bonded with indium bumps in one module: Al die 16×14 mm² (junctions, buffers, transmons) + Ta die 20×20 mm² (storage modes)
10 Производство	Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) · основная ▤ App. A (Device fabrication) ✅ separately fabricated Al die (nonlinear elements) and Ta die (high-Q storage) on high-resistivity Si, decoupling Ta growth from junction processing

Стандартные рекорды

ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины → 0.096 · typical (CX phase-flip per cycle; bit-flip 3.5e-3, bias >25)

Feb 2025 · источник

ошибка простоя/памяти за раунд → 0.0175 · typical (d=3; d=5 gives 1.65e-2, so Lambda ~1.06)

the only published two-distance bosonic-concatenated result · Feb 2025 · источник

T1-релаксация → 1.0 ms · best-of-line (cat bit-flip time at photon number 2)

Feb 2025 · источник

когерентность T2 (эхо/DD) → 27 µs · typical (phase-flip time, 27-33 us)

Feb 2025 · источник

источники: ✅ 8 / 11

Иллюстрации

У каждой иллюстрации — рассказ о том, что на ней, и строка авторства.

Fig. 1 — Figure 1: Repetition code of bosonic qubits. (a) Schematic diagram of the repetition code device. Data qubits S1,⋯,S5,, (blue) are encod внешнее изображение — откроется у источника

Drawings and plots. (a) Repetition-code schematic: five cat data qubits (cyan), each stabilised by a buffer mode (green), checked by four transmon ancillas (orange) that flag a phase-flip (Z) error; (b) chip layout drawing (1 mm scale bar) with storage resonators S1–S5; (c, d) close-ups of a buffer with its multi-pole filter and an ancilla with couplers and readout; (e) Bloch sphere of cat states; (f) bit-flip time rising exponentially and phase-flip time falling with mean photon number. From arXiv 2409.13025, Putterman et al., 'Hardware-efficient quantum error correction via concatenated bosonic qubits'. Superconducting cat qubits suppress bit flips in hardware, so the outer code only has to catch phase flips.

Fig. 6 — Figure 6: Wiring diagram. Room temperature and fridge setup for one unit cell. Eccosorb filters, room temperature switches for toggling between characterization внешнее изображение — откроется у источника

A wiring drawing traces every control and readout line of one unit cell from room-temperature instruments (network analyser, waveform generators) down through the 50 K, 4 K, 100 mK and 10 mK stages of a refrigerator. It comes from arXiv 2409.13025 by Putterman et al. on concatenated bosonic qubits. It illustrates room-temperature electronics with per-qubit coaxial lines for a cat-qubit device: attenuators, filters, isolators, HEMT and travelling-wave parametric amplifiers. Notice separate buffer, storage, coupler and ancilla lines.