← Quantum Technology AtlasТехнологии · Машины · Архитектуры · ОрганизацииEnglishעברית

University of Innsbruck trapped-ion demonstrator (Institut für Experimentalphysik)

University of Innsbruck

University of Innsbruck trapped-ion demonstrator (Institut für Experimentalphysik)

University of Innsbruck · ионы в ловушках · ПРОДЕМОНСТРИРОВАНА (2021-2026) · 20 физических кубитов · доступ: только в лаборатории

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

тип кубита: optical qubit (40Ca+ S1/2–D5/2, 729 nm)
механизм вентиля: laser Molmer-Sorensen
связность: chain bus (segmented traps for the QCCD variants)
управление: free-space addressed laser control
размещение управления: room-temp + free-space optics
считывание: fluorescence
свидетельство вентиля: опубликованной цифры нет
коды: css_4_1_2, holographic, quantum_repetition, stab_10_1_2, stab_5_1_3, stab_8_3_2, steane

Технологии по слоям — ячейка машины на каждом слое

1 Носитель кубита
Ион в ловушке · основная ▣ Fig. 1c (3D model of ion-trap processor); Methods ✅
16–24 ⁴⁰Ca⁺ ions in a linear chain
2 Кодирование
Оптический кубит на узком переходе (S–D иона, часовой переход атома) · основная ▤ §VI.A Trapping and cooling; §VI.B Qubit manipulation ✅
40Ca+ optical qubit in Zeeman sublevels of 4S1/2 and 3D5/2, manipulated by individually addressed 729 nm pulses
3 Механизм вентиля
Вентиль Мёльмера–Соренсена / на световом сдвиге (лазерный) · основная ▣ Fig. 1c (entangling beams); Methods (MS interaction) ✅
laser Mølmer–Sørensen entangling gates on the ⁴⁰Ca⁺ chain
4 Связность / транспорт
Шина на колебательных модах ионной цепочки (все со всеми в цепочке) · основная ▣ Fig. 1c (any ion pair i,j addressable) ✅
linear-chain motional bus, 16–24 ions
Перемещение ионов (QCCD, перекрёстки, решётчатые ловушки) · альтернатива ▤ 🔎
segmented traps for the QCCD variants
5 Управление
Свободнопространственная лазерная адресация ионов (пучки АОМ/АОД) · основная ▣ Fig. 1c (steerable tightly focused 729-nm beams) ✅
free-space addressed laser control; room-temp + free-space optics
6 Считывание
Детектирование состояния по флуоресценции (ионы, дефекты) · основная ▤ §VI.C State readout ✅
state readout by fluorescence on the 4S1/2–4P1/2 transition
7 Код
Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили) · основная ▣ Fig. 1a (7-qubit color code); Figs. 2-3 (FT prep, logical CNOT) ✅
Steane [[7,1,3]]: fault-tolerant universal 2-qubit gate set with T injection, flag-FT (2021; Nature 605, 675)
Высокоскоростные каскадные коды с трансверсальными вентилями · альтернатива ▤ ✅
[[8,3,2]] measurement-free universal FT: logical H, CNOT, transversal CCZ, teleportation; H_L fidelity 81(3)% at p₂=0.025 (2025)
Фабрика магических состояний (культивация / дистилляция / переключение кодов) · альтернатива ▣ Fig. 4 (FT magic state |H>_L); Fig. 5 (T-gate injection) ✅
[[7,1,3]] ↔ [[10,1,2]] code switching for a universal FT set incl. T; two logical qubits entangled (Jan 2025)
8 Декодер
— (пробел Атласа: ∅G-coherent) · основная ▤ ✅
measurement-free: syndromes mapped into an auxiliary register, coherent feedback unitary replaces mid-circuit measurement; latency-free by construction
9 Межсоединение
— none — в этом слое ничего нет ◌ 🔎
monolithic single module, no interconnect
10 Производство
Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) · альтернатива ◌ 🔎
room-temperature free-space optics assembly (family-determined)
источники: ✅ 10 / 14

Иллюстрации

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

File:Linear-Paul-trap Schindler NJP15.123012.jpg
A three-panel figure: a photograph of a linear blade Paul trap, plus front and side line drawings of its electrodes. It comes from Schindler, Nigg, Monz and co-authors (NJP 15, 123012, 2013) and shows the trap used in the Blatt group's quantum information experiments in Innsbruck; the endcaps are 5 mm apart and the RF blades 1.6 mm. Radio-frequency voltage on the four blades holds ions radially while the tip electrodes confine them along the axis, lining them up as a string of ion qubits. “Linear-Paul-trap Schindler NJP15.123012” by Philipp Schindler et al., commons.wikimedia.org/wiki/File:Linear-Paul-trap_Schindler_N…, CC BY 3.0 (creativecommons.org/licenses/by/3.0/)