University of Innsbruck trapped-ion demonstrator (Institut für Experimentalphysik)
University of Innsbruck trapped-ion demonstrator (Institut für Experimentalphysik)
архитектура: Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией · Открыть на карте
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 | |
| 10 Производство | Изготовление ионных ловушек (планарные чипы; фрезерованные 3D ловушки-лезвия) · основная ◌ 🔎 ion-trap fabrication (family-determined) 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.
