IBM Quantum Heron r1

Raveh Neeman

doi:10.5281/zenodo.22674814

IBM · сверхпроводниковые схемы · ВЫВЕДЕНА (ibm_torino retired 1 Apr 2026, IBM retired-QPU list) (Dec 2023) · 133 физических кубита · доступ: облачный сервис

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

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

тип кубита: fixed-frequency transmon + flux-tunable coupler

механизм вентиля: native CZ, ZZ-free idling

связность: heavy-hex, mean degree 2.3

управление: room-temperature RF, high-density flex

размещение управления: room-temp

считывание: multiplexed dispersive

свидетельство вентиля: спецификация или дашборд производителя

коды: bacon_shor, google_dynamic_surface

флаги: противоречивые заявления

Технологии по слоям — ячейка машины на каждом слое

1 Носитель кубита	Трансмон · основная ▤ §III.7 (Heron) ✅ fixed-frequency transmon + flux-tunable coupler; 133 q monolithic (DEPLOYED Dec 2023)
2 Кодирование	«Голый» физический кубит (без кодирования) · основная ◌ 🔎 Bare two-level subspace — Computational subspace of an anharmonic oscillator; leakage to \|2⟩ is the price.
3 Механизм вентиля	CZ / iSWAP через перестраиваемый элемент связи · основная ▤ §III.7; Table 5 (ibm_torino metrics) ✅ native CZ via flux-tunable coupler, ZZ-free idling; median CZ error 2.46×10⁻³ (r1, 2023)
4 Связность / транспорт	Статическая решётка со связью ближайших соседей · основная ▤ 🔎 heavy-hex, degree ≤3, mean 2.3; 133 q
5 Управление	Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит · основная ▤ §III.7 (Heron) ✅ room-temperature RF with high-density flex cabling
6 Считывание	Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла) · основная ◌ 🔎 multiplexed dispersive; median readout error 4.81×10⁻² (r1)
7 Код	Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) · основная ▤ abstract; results ✅ 3CX surface code d=2–4 up to 5 rounds interleaved with a Bacon–Shor patch; logical Bell state by lattice surgery (sweep 7 Oct 2026, source read)
8 Декодер	— none — в этом слое ничего нет ▨ 🔎 no decoder; no QEC run
9 Межсоединение	— none — в этом слое ничего нет ◌ 🔎 monolithic single 133-q die; no interconnect in production
10 Производство	Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) · основная ◌ 🔎 IBM 300 mm Albany superconducting-qubit lithography; flip-chip + TSV + multi-level wiring

источники: ✅ 4 / 10

Иллюстрации

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

File:Keynote - Entering the Era of Quantum Utility (IBM Research) 06.png — A frame from a keynote video: a slide titled 'Tunable Coupler architecture – Performance' with a small render of an IBM Quantum processor, a line drawing of a heavy-hex qubit layout, and text comparing Eagle R3 with Heron R1. It comes from IBM Research's keynote 'Entering the Era of Quantum Utility' (IBM Quantum Summit 2023). It contrasts fixed-frequency cross-resonance (ECR) gates with tunable-coupler CZ gates on superconducting processors: notice Heron's 96 ns CZ versus Eagle's 537 ns ECR, allowing more gates despite a shorter mean T1. “Keynote - Entering the Era of Quantum Utility (IBM Research) 06” by IBM Research, commons.wikimedia.org/wiki/File:Keynote_-_Entering_the_Era_o…, CC BY 3.0 (creativecommons.org/licenses/by/3.0/)

File:Keynote - Entering the Era of Quantum Utility (IBM Research) 02.png — A frame from a stage video: a gloved hand holds a gold-coloured plate edged in silver, with screws, rows of holes and a small grey square die at its centre. It comes from IBM Research's keynote 'Entering the Era of Quantum Utility', dated 2023-12-05 and posted on Wikimedia Commons; the register links it to IBM Heron r1. It shows a processor package, the holder that carries the chip into the cryostat; notice how small the die is compared with the package and its many signal connections. “Keynote - Entering the Era of Quantum Utility (IBM Research) 02” by IBM Research, commons.wikimedia.org/wiki/File:Keynote_-_Entering_the_Era_o…, CC BY 3.0 (creativecommons.org/licenses/by/3.0/)

A photograph of a lit glass-walled cube in a dark industrial hall, with tall frosted-glass and silver housings inside and dark cabinets along one side. Taken by Christopher Tirrell for IBM and uploaded to Flickr on 23 February 2024, it is recorded as the first IBM Quantum System Two at IBM Research, Yorktown Heights, New York, holding three Heron processors plus control electronics. Notice that no quantum chip is visible: the tall housings enclose the dilution refrigerators and the cabinets hold electronics. “IBM Quantum System Two (photo 3)” by Christopher Tirrell for IBM, www.flickr.com/photos/ibm_research_zurich/53548205110/, CC BY ND 2.0 (creativecommons.org/licenses/by-nd/2.0/deed.en)