← Quantum Technology AtlasТехнологии · Машины · Архитектуры · ОрганизацииEnglishעברית

448-atom fault-tolerant processor

Harvard / MIT / QuEra

448-atom fault-tolerant processor

Harvard / MIT / QuEra · нейтральные атомы · ПРОДЕМОНСТРИРОВАНА (10 Nov 2025) · 448 физических кубитов · доступ: lab (QuEra is the commercialisation path)

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

тип кубита: hyperfine clock-state qubit
механизм вентиля: global Rydberg-blockade CZ (~270 ns) with transversal block-to-block pairing achieved by moving one code block on top of another - free connectivity is the whole architectural thesis
связность: four functional zones - storage, entangling, readout and reservoir - with reconfigurable tweezers moving atoms between them
управление: SLM tweezers + AOD moves + Rydberg lasers
размещение управления: optics (room temperature)
считывание: non-destructive spin-resolved imaging that also detects atom loss; superchecks recover error information from the loss flags
свидетельство вентиля: опубликованная цифра (класс источника ещё не помечен)
режим декодера: офлайн — синдромы декодируются после прогона
коды: rotated_surface, stab_15_1_3, stab_16_6_4, stab_8_3_2, steane, surface, toric

Технологии по слоям — ячейка машины на каждом слое

1 Носитель кубита
Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете · основная ▣ Fig. 1 (zoned reconfigurable tweezer-array architecture); Methods: System overview ✅
up to 448 87Rb atoms, hyperfine clock-state qubits (online 10 Nov 2025)
2 Кодирование
Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе · основная ▤ §Neutral atom logical processor 🔎
87Rb ground-state hyperfine clock-state qubit
3 Механизм вентиля
CZ через ридберговскую блокаду · основная ▣ Fig. 3a (transversal gates by atomic motion); Methods: System overview (Rydberg CZ) ✅
global Rydberg-blockade CZ (~270 ns); transversal block-to-block gates by moving one code block on top of another
4 Связность / транспорт
Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) · основная ▣ Fig. 1 (storage, entangling, readout, reservoir zones) ✅
four zones (storage, entangling, readout, reservoir); reconfigurable tweezers move atoms between them; reservoir enables indefinite-depth operation
5 Управление
Оптическое управление лазером через АОД/SLM (атомы) · основная ▤ Methods: System overview ✅
SLM tweezers + AOD moves + Rydberg lasers; optics (room temperature)
6 Считывание
Регистрация флуоресценции массивов атомов · основная ▣ Fig. 1 (spin-to-position conversion via state-selective 1D lattice) ✅
non-destructive spin-resolved imaging that also detects atom loss; superchecks recover error information from loss flags
7 Код
Алгоритмическая отказоустойчивость / трансверсальные архитектуры · основная ▣ Fig. 4 (universal FT gate set, arbitrary rotations); Fig. 6 (27-layer deep circuits) ✅
universal logical set via code switching; 96 simultaneous d=4 logical qubits; 27-layer circuits with hundreds of logical teleportations (Nov 2025)
Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили) · альтернатива ▣ Fig. 6 (2D cluster state from Steane codes, up to 27 layers) ✅
steane [[7,1,3]] code
Высокоскоростные каскадные коды с трансверсальными вентилями · альтернатива ▣ Fig. 6 ([[16,6,4]] codes entangled in space and time) ✅
stab_16_6_4 [[16,6,4]] high-rate code
Фабрика магических состояний (культивация / дистилляция / переключение кодов) · альтернатива ▣ Fig. 4 (3D Reed–Muller 45° plateau = transversal T) ✅
3-D stab_15_1_3 Reed-Muller code for transversal non-Clifford T via code switching
Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) · альтернатива ▣ Fig. 2 (below-threshold repeated d=5 surface-code QEC) ✅
surface code d=5 repeated QEC: 2.14(13)x below threshold; 0.62(3)% logical error per round (~0.1% on loss-free shots)
8 Декодер
Коррелированное декодирование / декодирование с учётом потерь (трансверсальные вентили, потеря атомов) · основная ▣ Fig. 2 (logical error per round: MLE with/without loss information) ✅
correlated decoding across transversal gates; most-likely-error decoder consuming loss information; offline; 1.73x QEC gain from loss-aware decoding
Нейросетевые декодеры (AlphaQubit 2, CNN, трансформеры) · альтернатива ▣ Fig. 2 (logical error per round: machine learning with/without loss information) ✅
machine-learning decoder consuming atom-loss information; offline
9 Межсоединение
— none — в этом слое ничего нет ▤ Methods: System overview ✅
single vacuum cell; monolithic, no interconnect
10 Производство
Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) · основная ▤ Methods: System overview ✅
room-temperature optical/vacuum assembly: SLM tweezers, AOD moves, Rydberg lasers around a single vacuum cell

Стандартные рекорды

слоёв двухкубитных вентилей за раунд синдрома → 27 layers · best (deepest logical circuit)
Nov 2025 · источник
ошибка простоя/памяти за раунд → 6.20e-3 · typical (per round at d=5; ~1e-3 on loss-free shots)
Nov 2025 · источник
разброс параметров → 2.14 · best (below-threshold factor)
Nov 2025 · источник
источники: ✅ 14 / 15