← Quantum Technology AtlasТехнологии · Машины · Архитектуры · ОрганизацииEnglishעברית

Willow

Google Quantum AI

Willow

Google Quantum AI · сверхпроводниковые схемы · DEMONSTRATED + narrow access (Dec 2024 (early-access programme; applications closed 15 May 2026, selected applicants notified)) · 105 физических кубитов · доступ: invited academic access

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

тип кубита: frequency-tunable transmon, participation-ratio engineered
механизм вентиля: tunable transmon couplers, native CZ 42 ns; 1Q XY 25 ns; QEC cycle 1.1 us
связность: square lattice, average connectivity 3.47
управление: room-temperature control; QEC loop classifies on the control electronics and ships to a workstation over low-latency Ethernet
размещение управления: room-temp
считывание: frequency-multiplexed dispersive; multi-level reset of measure qubits every cycle; DQLR leakage removal on data qubits
свидетельство вентиля: число, названное производителем, без протокола
режим декодера: в реальном времени без обратной связи — успевает за потоком синдромов, в схему не возвращает
коды: google_dynamic_surface, quantum_repetition, steane, triangular_color, xzzx
флаги: оценочная база

Технологии по слоям — ячейка машины на каждом слое

1 Носитель кубита
Трансмон · основная ▣ Fig. 1a (105-qubit processor, d=7 layout); SI §IV.B (qubit lifetime) ✅
frequency-tunable transmon, participation-ratio engineered; 105 q; T1 mean 68 ± 13 µs, T2,CPMG 89 µs (Dec 2024)
2 Кодирование
«Голый» физический кубит (без кодирования) · основная ◌ 🔎
bare transmon two-level subspace; no encoding beyond the physical qubit
3 Механизм вентиля
CZ / iSWAP через перестраиваемый элемент связи · основная ▣ Fig. 2a (cycle circuit, CZ); Fig. 1b (CZ error CDF); SI §I ✅
tunable transmon couplers, native CZ 42 ns; 1Q XY 25 ns, 1Q error 6.2e-4; QEC cycle 1.1 µs (Dec 2024)
4 Связность / транспорт
Статическая решётка со связью ближайших соседей · основная ▣ Fig. 1a (square-lattice d=7 surface-code layout) ✅
square lattice on one 105-qubit die; average connectivity 3.47 (interior degree 4, boundary-limited)
5 Управление
Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит · основная ▤ SI §III.D.1 (real-time decoding system: technical requirements); SI §II ✅
room-temperature control; QEC loop classifies on control electronics, ships to a dedicated workstation over low-latency Ethernet
6 Считывание
Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла) · альтернатива ▤ SI §I (gates and readout); Fig. 1b blue (measurement error CDF) ✅
frequency-multiplexed dispersive; readout error 0.8e-2 (Dec 2024); multiplexing factor unpublished
Быстрый безусловный / диссипативный сброс кубита · альтернатива ▤ Methods: reset and leakage removal 🔎
multi-level reset of the measure qubits every cycle; DQLR leakage removal on the data qubits
— (пробел Атласа: ∅G-lru) · основная ▣ Fig. 1a (leakage-removal qubits, green); Fig. 2a,d (DQLR) ✅
DQLR + 4 dedicated leakage-removal qubits in the 101-qubit d=7 patch; leakage rate not published as a single number
7 Код
Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) · основная ▣ Fig. 1a,c,d (d=3/5/7 memory, Λ fit); §II ✅
rotated/XZZX surface: d=7 (101 q) 0.143%/cycle, Λ = 2.14, logical lifetime 291 µs, 2.4× beyond break-even (Dec 2024)
Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили) · альтернатива ▤ ✅
triangular colour code: d=5 at 8.19(14)e-3 logical error/cycle, Tesseract decoder, RL-calibrated (2026)
Фабрика магических состояний (культивация / дистилляция / переключение кодов) · альтернатива ▤ ✅
magic-state cultivation in d=3 colour code, grafted into d=5 XZZX surface on 54 q; |T⟩ error 1(1)e-4 at ~8% acceptance, ~40× below injection
8 Декодер
MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) · основная ▣ Fig. 4 (real-time streaming decoder, latency); §V; SI §III.D.2 ✅
sparse-blossom MWPM in loop on off-chip workstation: d=5 for 10⁶ cycles, 63 µs mean latency vs 1.1 µs cycle (Dec 2024)
Нейросетевые декодеры (AlphaQubit 2, CNN, трансформеры) · альтернатива ▤ ✅
AlphaQubit2 neural decoder: sub-1 µs/cycle at surface d=11; first real-time colour-code decoding at d=9
RL-калибровка в контуре / подстройка управления · альтернатива ▤ ✅
RL in-situ calibration, >1,000 parameters tuned live on d=5/d=7; d=7 at 7.72(9)e-4 logical error/cycle with AlphaQubit2 (Jul 2026)
9 Межсоединение
— none — в этом слое ничего нет ◌ 🔎
monolithic single 105-qubit die; no Google inter-chip coupler, chiplet or MCM work found
10 Производство
Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) · основная ▤ ✅
Google's own Santa Barbara fab; coherence gains from improved fabrication and participation-ratio engineering
— (пробел Атласа: ∅G-calib) · альтернатива ▤ ✅
Snake optimiser splits ~3N-dim frequency problem; ~3.7× cycle-error suppression, mean cycle error ~7.2e-3, ~40× narrower distribution

Стандартные рекорды

доля принятых → 0.08 · best (magic-state cultivation)
Dec 2025 · источник
частота коррелированных всплесков → 3.30e-10 per cycle · typical (~1 correlated event per hour, ~1 per 3e9 cycles)
перекрёстные помехи → 5.50e-4 · typical (fitted component of the error budget, not a direct measurement)
Dec 2024 · источник
степень связности → 3.47 neighbours · typical (average; 4 interior)
Dec 2024 · источник
ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины → 1.50e-3 · best (median; 1.2e-3 mean)
Oct 2025 · источник
ошибка простоя/памяти за раунд → 7.72e-4 · best published superconducting logical error per cycle at d=7 (Jul 2026)
Jul 2026 · источник
кубит·раундов на магическое состояние → 1.00e-4 · best (T-state error at 8% acceptance)
~2 extra cultivation rounds + 3 QEC cycles · Dec 2025 · источник
ошибка SPAM → 8.00e-3 · typical (readout error)
Dec 2024 · источник
разброс параметров → 40 · best (narrowing of the cycle-error distribution after Snake optimisation)
Mar 2024 · источник
T1-релаксация → 68 µs · typical (mean)
Dec 2024 · источник
время однокубитного вентиля → 25 ns · лучшее
Dec 2024 · источник
когерентность T2 (эхо/DD) → 89 µs · typical (CPMG)
Dec 2024 · источник
задержка декодирования за раунд → 63 µs · best-in-loop 2024 (mean at d=5); under 1e-6 s per cycle at d=11 in 2026
Dec 2024 · источник
источники: ✅ 14 / 17