← Quantum Technology AtlasТехнологии · Машины · Архитектуры · ОрганизацииEnglishעברית

metastable Yb-171 erasure array

Princeton (Thompson group)

metastable Yb-171 erasure array

Princeton (Thompson group) · нейтральные атомы · ПРОДЕМОНСТРИРОВАНА (Jun 2026) · 20 физических кубитов · доступ: только в лаборатории

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

тип кубита: metastable Yb-171 ("omg") erasure-converted qubit - the only encoding in this register chosen so that errors announce themselves
механизм вентиля: Rydberg-blockade CZ; 38(6)% of CZ errors detected as erasures
связность: tweezer array with AOD transport; ~50% of transport loss detected mid-circuit
управление: SLM/AOD laser control
размещение управления: optics (room temperature)
считывание: mid-circuit erasure check (20 us for Yb atoms)
свидетельство вентиля: опубликованной цифры нет
режим декодера: офлайн — синдромы декодируются после прогона
коды: stab_4_2_2, yb_erasure

Технологии по слоям — ячейка машины на каждом слое

1 Носитель кубита
Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания · основная ▣ Fig. 1a (storage/gate zones with metastable 171Yb qubits) ✅
metastable 171Yb ('omg') erasure-converted qubit in a tweezer array; lab-only
2 Кодирование
Метастабильное («omg») кодирование со стираниями · основная ▣ Fig. 1 (3P0 qubit; leakage to 1S0 detected via 1P1 imaging) ✅
metastable 'omg' erasure encoding; unconditional decoding gain 1.9(4)× (post-selected 3.6(1)×)
3 Механизм вентиля
CZ через ридберговскую блокаду · основная ▣ Fig. 2 (amplitude-robust CZ gates) ✅
Rydberg-blockade CZ; 38(6)% of CZ errors detected as erasures
4 Связность / транспорт
Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) · основная ▣ Fig. 1a,e (AOD coherent transport, polarization); §II Results ✅
AOD tweezer transport; ~50% of transport loss detected mid-circuit; teleportation fidelity 0.802(8)
5 Управление
Оптическое управление лазером через АОД/SLM (атомы) · основная ▣ Fig. 1a (SLM static traps, orthogonal AODs, FPGA, 302 nm Rydberg beam); §II ✅
SLM/AOD laser control; room-temperature optics
6 Считывание
Внутрисхемная проверка стирания · основная ▣ Fig. 1a (EMCCD fast imaging); Fig. 3b, Fig. 4a (mid-circuit erasure checks) ✅
mid-circuit erasure check (20 µs for Yb atoms)
Регистрация флуоресценции массивов атомов · альтернатива ▣ Fig. 1 caption (fast 1P1 imaging of ground-state leakage) ✅
alternate technology; fluorescence imaging alongside the mid-circuit erasure check
7 Код
Коды, адаптированные к стираниям · основная ▣ Fig. 3 ([[4,2,2]] code); §III Discussion (surface-code threshold 0.94%→1.45%) ✅
[[4,2,2]] prep fidelity 0.874(4)→0.902(3) using erasure info; surface-code threshold 0.94%→1.45% at measured erasure fraction
8 Декодер
Коррелированное декодирование / декодирование с учётом потерь (трансверсальные вентили, потеря атомов) · основная ▣ Fig. 3e (unconditional decoding with erasure information) ✅
erasure/loss-aware decoding, offline; unconditional decoding gain 1.9(4)×
9 Межсоединение
— none — в этом слое ничего нет ◌ 🔎
single apparatus; no interconnect
10 Производство
Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) · основная ◌ 🔎
room-temperature optical/vacuum assembly (lasers, vacuum cell, objectives)

Стандартные рекорды

доля принятых → 1 · best (the 1.9(4)x decoding gain is unconditional)
the post-selected 3.6(1)x is not the architecturally relevant number · Jun 2026 · источник
утечка за вентиль → 0.38 · best (fraction of CZ errors converted to erasures)
threshold rises from 0.94% to 1.45% · Jun 2026 · источник
источники: ✅ 9 / 11

Иллюстрации

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

Fig. 1 — Fig. 1: Overview of a fault-tolerant neutral atom quantum computer using erasure conversion.a Schematic of a neutral atom quantum computer, with a p…
Four-panel concept figure of a neutral-atom computer using erasure conversion. (a) A microscope objective above a plane of atoms; (b) ytterbium-171 levels: the qubit sits in the metastable 3P0 (F = 1/2) level, gates excite it to a Rydberg state, and most decays from there end in the ground state or, after ionization, in Yb+, where camera fluorescence flags them as erasures; (c) a surface-code patch with X and Z checks; (d) a syndrome circuit with erasure checks and fresh atoms from a reservoir. It is Fig. 1 of Wu, Kolkowitz, Puri and Thompson, Nature Communications (2022). It shows how a metastable qubit turns most gate errors into detectable erasures. “Fig. 1 — Fig. 1: Overview of a fault-tolerant neutral atom quantum computer using erasure conversion.a Schematic of a neutral atom quantum computer, with a plane of…” by Wu, Yue; Kolkowitz, Shimon; Puri, Shruti; Thompson, Jeff D., www.nature.com/articles/s41467-022-32094-6, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)