Surface-17

Raveh Neeman

doi:10.5281/zenodo.22674814

ETH Zurich (Quantum Device Lab) · сверхпроводниковые схемы · ПРОДЕМОНСТРИРОВАНА (2022-2025) · 17 физических кубитов · доступ: только в лаборатории

архитектура: Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи · Открыть на карте

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

тип кубита: flux-tunable transmon (asymmetric SQUID)

механизм вентиля: flux-pulsed CZ between directly coupled neighbours (no tunable coupler)

связность: diagonal planar square lattice, nearest-neighbour

управление: room-temperature AWGs and UHFQA; IQ up/down-conversion; FPGA demodulation

размещение управления: room-temp

считывание: frequency-multiplexed dispersive; readout resonator + Purcell filter per qubit; TWPA; three-state discrimination flags leakage

свидетельство вентиля: опубликованная цифра (класс источника ещё не помечен)

режим декодера: офлайн — синдромы декодируются после прогона

коды: quantum_repetition, surface-17

Технологии по слоям — ячейка машины на каждом слое

1 Носитель кубита	Трансмон · основная ▣ Fig. 1b-c; Methods A; Table I ✅ 17 flux-tunable transmons with asymmetric SQUIDs: 9 data + 8 auxiliary; mean T1 32.5 µs
2 Кодирование	«Голый» физический кубит (без кодирования) · основная ◌ 🔎 bare transmon two-level subspace; the third level is read only to flag leakage
3 Механизм вентиля	CZ / iSWAP через перестраиваемый элемент связи · основная ▣ Methods A; Appendix B (Fig. 5); Appendix C (Fig. 6a) 🔎 CZ by tuning adjacent data/auxiliary pairs into resonance with net-zero flux pulses on individual flux lines; average CZ error 1.5(1.0)%, best 0.6%
4 Связность / транспорт	Статическая решётка со связью ближайших соседей · основная ▣ Fig. 1a-b ✅ static diagonal planar square lattice; each auxiliary couples to up to four data qubits
5 Управление	Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит · основная ▣ Appendix D (Fig. 9) ✅ room-temperature AWGs (2.4 GSa/s) for flux, UHFQA (1.8 GSa/s) for readout, IQ up/down-conversion with FPGA demodulation
6 Считывание	Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла) · основная ▣ Fig. 1b,d; Methods B; Appendix F; Table I ✅ frequency-multiplexed dispersive readout through a readout resonator + Purcell filter per qubit and a TWPA; 0.9% mean two-state error
7 Код	Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) · основная ▣ Fig. 1a; Fig. 3a; Fig. 4c ✅ distance-3 rotated surface code (Surface-17): 1.1 µs cycles, 3.2(1)% logical error per cycle with leakage rejection (Nature 2022); later split by lattice surgery into two d=3 repetition codes (arXiv Jan 2025)
8 Декодер	MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) · основная ▤ Abstract; Appendix L ✅ minimum-weight perfect matching with weights from syndrome correlations (error-model-free); corrections applied in post-processing
9 Межсоединение	— none — в этом слое ничего нет ▣ Fig. 1b; Appendix A ✅ single 17-qubit chip; no inter-module link
10 Производство	Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) · основная ▤ Appendix A ✅ 150 nm Nb on high-resistivity Si (photolithography + reactive-ion etching), Al Josephson junctions by e-beam lithography, Al-Ti-Al airbridges

источники: ✅ 8 / 10