Бозонное каскадирование (repetition-cat, LDPC-cat, GKP+qLDPC) code_bosonic

Конструкция формирует шум внутреннего кубита так, чтобы внешнему коду оставалось меньше работы. Кошачий кубит, стабилизированный двухфотонной диссипацией, подавляет битовые перевороты экспоненциально по числу фотонов, тогда как фазовые перевороты растут лишь линейно, поэтому достаточно 1D-повторяющего кода: расстояние d стоит d кошачьих кубитов, а не d². Внутренний кубит на коде Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP) вместо этого передаёт наверх аналоговый синдром сдвига, который внешний qLDPC-код декодирует с использованием мягкой информации. Теория пришла первой и точна. Gouzien et al. (PRL 131, 040602, 2023) оценивают машину на repetition-cat в 126 133 кошачьих кубита по 19 фотонов каждый — на вычисление 256-bit логарифма на эллиптической кривой за 9 часов при предполагаемом отношении потерь 10⁻⁵ S[95]; затем Ruiz et al. дали 2D-локальные коды LDPC-cat: 758 кошачьих кубитов на 100 логических при ≤10⁻⁸ за цикл в предположении ~0.1% фазовых переворотов S[96].
Атрибуты: частично фабрикуемое (0.75); статическое, без собственного канала управления и считывания; смещённая плюс гауссова ошибка — «Внешний код эксплуатирует смещение и коррекцию сдвига внутреннего кубита; у Ocelot d=3→5 почти плоско; LDPC-cat предполагает 0.1% фазовых переворотов (измерено ~10%)» (запись графа).

Семейство обменивает один канал ошибок на другой, и курсом обмена служит смещение шума. Число фотонов покупает экспоненциальное подавление битовых переворотов и платит линейно фазовыми, поэтому архитектура выбирает точку, где битовые перевороты уходят ниже досягаемости внешнего кода, и живёт с оставшейся частотой — предполагаемой вблизи 10⁻³. Железо туда не дотягивает: в CX у Ocelot при |α|² = 2 фазовый переворот составляет 9.6(4)×10⁻², а битовый 3.5(4)×10⁻³, то есть смещение выше 25 под вентилем и выше 30 в простое D[80] — и это цифра на один CX, а не на цикл. Более глубокий предел таков: смещение принадлежит многообразию состояний покоя, а диссипативный CX разрушает ту самую асимметрию, на которой построен код, так что открытая проблема — это сохраняющий смещение вентиль, а не лучшая память. Что сдвигает предел: большее отношение двухфотонной диссипации к однофотонным потерям и унитарные, а не диссипативные вентили.

Всё семейство несёт один аппаратный результат с измеренной логической ошибкой: Ocelot (Putterman et al., AWS и Caltech, Nature 638, 927, 2025-02-26) — повторяющий код над пятью кошачьими кубитами с четырьмя вспомогательными трансмонами и пятью буферными модами, логическая ошибка 1.75(2)% при расстоянии 3 и 1.65(3)% при расстоянии 5, на цикл 2.8 µs D[80]. Это не одна и та же рабочая точка (d=3 при |α|² = 1, d=5 при |α|² = 1.5), поэтому многократно повторяемое «плоско ниже порога» смешивает шаг по расстоянию с шагом по числу фотонов, и масштабирование не выделено. Сохраняющего смещение CNOT между кошачьими кубитами не существует — предложение аффилированных с AWS авторов унитарно и промоделировано S[81], — как не существует и железа «GKP плюс qLDPC». Реестр числит ещё два прогона кода на аппаратуре, оба без опубликованной логической ошибки: Alice & Bob Helium (система на площадке заказчика) — 18 кошачьих кубитов как один логический кубит — и Aurora — повторяющий код расстояния 2 на кластерном состоянии GKP, только обнаружение.

Собственного технологического шага нет: это архитектура и декодер, и запись графа оставляет производство незаданным. Слой наследует носителя — кошачий кубит или GKP, — а сверхпроводниковые носители у разных разработчиков устроены по-разному. GKP-осциллятор Yale — бесшовный коаксиальный шлейфовый резонатор из высокочистого алюминия со вспомогательным танталовым трансмоном на сапфировом чипе Dфакт; у Nord Quantique это резонатор с двумя штырями из высокочистого алюминия и вспомогательный трансмон D[82]. Ocelot от AWS держит кошачьи кубиты в танталовых резонаторах на одном кристалле, соединённом бампами со вторым кристаллом, где находятся алюминиевые переходы, и добавляет по вспомогательному трансмону на каждую проверку повторяющего кода — четыре на пять кошачьих кубитов D[80]. Кошачьи кубиты Alice & Bob — схемы из тантала на сапфире вовсе без трансмона: их стабилизирует двухфотонная диссипация через буферную моду, и через буфер же идёт считывание фактCфакт. Все четыре работают в рефрижераторе растворения. Учёт, который стоит держать в голове, — четырнадцать инженерных элементов Ocelot на пять информационных кошачьих кубитов, реальный знаменатель за любым сравнением «меньше кубитов» D[80]. Helium потребляет около 40 kW на один логический кубит, использующий всего 18 кошачьих кубитов C[87]. Специфичного для кода экспортного контроля не существует; ECCN 3A904 применяется к носителю G[301].

Декодер — дешёвая часть: поток синдромов 1D-повторяющего кода проще 2D-паросочетания (matching) и при 2.8 µs укладывается в существующие декодеры на ПЛИС (FPGA). Стоимость переехала в аналоговую стабилизацию: каждому кошачьему кубиту нужны накачка двухфотонной диссипации и буферная накачка, плюс считывание (через буфер у Alice & Bob, через вспомогательный трансмон на каждую проверку в Ocelot), так что число линий на информационный кубит превышает таковое у голого трансмона. Экономия достигается в кодовом расстоянии, а не в разводке: на 10³ кошачьих кубитов криостат похож на машину из 10³ трансмонов с дополнительными накачками. Цикл к тому же в 2.5× медленнее цикла поверхностного кода в 1.1 µs D[1].

Коду требуется смещённый кошачий кубит либо внутренний GKP-кубит; как завершающий внешний слой он не имеет зависимых от себя элементов и заменяет отказоустойчивость на дискретных переменных, построенную на слияниях (fusion). Он лежит на двух архитектурах, на обеих как основной код: на бозонных кубитах в резонаторах с кошачьим и GKP-кодированием (Alice & Bob, AWS, Nord Quantique) и на фотонике на непрерывных переменных с GKP, где Xanadu каскадирует GKP под qLDPC Cфакт. Смена внутреннего кубита — не перепараметризация: ветвь кошачьих кубитов покупает 1D-внешний код и остаётся должна сохраняющий смещение вентиль; GKP-ветвь покупает аналоговый синдром и остаётся должна ~10 dB сжатия. Его вклад в производный такт (= сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс) — это d₂ = 2 слоя вентилей: раунд 1.44 µs против измеренного цикла 2.8 µs D[80]. Соседний пустой слот — память LDPC-cat на железе, не построенная по состоянию на 4 сентября 2026 г.

Утверждение «в 100–1000× меньше кубитов» — это оценка ресурсов, а не измерение, и обе работы прямо называют своё допущение: ~0.1% фазовых переворотов S[95], [96]; железо находится на 9.6×10⁻² на один CX D[80]. Ни один протокол не измеряет сохранение смещения на уровне вентиля под нагрузкой, потому что самого вентиля не существует; у Ocelot нет независимого воспроизведения, и в сравнении по расстоянию он смешивает рабочие точки. Helium продаётся, но данных по логической производительности не публикует, а дорожная карта приводит пиковое время битового переворота за сентябрь 2025 года в 252 минуты против среднего в 44 минуты для того же прогона C[412].

Ни LDPC-кот-код, ни GKP вместе с qLDPC на оборудовании не запускались. Не опубликовано: датированное число патентных семейств именно по бозонным кодам и финансирование программы Ocelot со стороны AWS.

Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| AWS | Разработчик | США | Железо repetition-cat Ocelot; предложение CNOT между кошачьими кубитами | D[80] |
| Alice & Bob | Разработчик | Франция | Железо на кошачьих кубитах; дорожная карта repetition-cat Graphene | C[412] |
| Nord Quantique | Разработчик | Канада | Внутренние GKP-кубиты для внешнего кода | D[82] |
| Xanadu | Разработчик | Канада | Оптический GKP под qLDPC, стадия дорожной карты | Rфакт |
| D-Wave | Разработчик | США | Дорожная карта бозонной вентильной модели после покупки Quantum Circuits | Cфакт |

Деньги.

• 2025-01-28 · Alice & Bob · раунд серии B · €100 M · расширение от NVentures 2026-05-22, сумма не раскрыта · закрыт Cфакт
• 2025-11-06 · DARPA · QBI Stage B: Nord Quantique и Xanadu прошли, Alice & Bob нет · ≤$15 M каждой · закрыто факт
• 2026-01-20 · D-Wave · приобретение Quantum Circuits · $550 M ($300 M акциями, $250 M деньгами) · закрыто Cфакт
• 2026-05-18 · Nord Quantique · раунд роста · $30 M при оценке $1.4 B · закрыт Cфакт

Рынок и цепочка поставок. Этот слой никто не продаёт отдельно; он входит в состав машин со сверхпроводниковой спецификацией материалов, поэтому риск концентрации лежит на поставщиках усилителей и рефрижераторов, а не на фабриках. G3 и G4 платят за него косвенно: клиент покупает утверждение о числе кубитов, и именно поэтому покупка Helium организацией GENCI в июне 2026 года предшествует любой опубликованной цифре логической производительности Cфакт.

Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного подсчёта патентных семейств именно по этому коду не найдено ни в одной поименованной базе данных. Конструкции академические и опубликованы открыто, поэтому защитимая ИС лежит в схемах стабилизации — конструкция буфера, двухфотонная диссипация, сохраняющие смещение вентили, — а не в самих кодах. Стандартизационной активности не обнаружено.

Дорожные карты и послужной список. Alice & Bob (по состоянию на 2026-09-04): Helium, 12–18 кошачьих кубитов и один логический кубит при 10⁻², текущее состояние; затем 48, 250 и в итоге 2 000 кошачьих кубитов на 100 логических при 10⁻⁶ в 2030 году, при заявленном требовании 13-минутного времени битового переворота R[412]. D-Wave (2026-06-01): 10 логических в 2030 году, 100 в 2032 году, Λ = 10 Rфакт. Xanadu: отказоустойчивость в 2028–29 годах Rфакт. Всякая дорожная карта выражена в логических кубитах, тогда как продемонстрированная величина — один такой кубит при 10⁻²; AWS не публикует датированной дорожной карты и владеет единственными данными по масштабированию.

Стратегическое прочтение. Это семейство — единственный аргумент бозонных компаний против лучше финансируемых трансмонных старожилов: закройте разрыв по фазовым переворотам, и они перепрыгнут конкурентов по числу кубитов на доллар. Не закроют — и слот займёт qLDPC на трансмонах или двухрельсовые кубиты со стираниями (erasure), которым недоказанный сохраняющий смещение вентиль не нужен.

Подтвердить или понизить в статусе в течение 12–24 месяцев: продемонстрированный сохраняющий смещение CNOT между кошачьими кубитами; скан по расстоянию при фиксированном числе фотонов; любой аппаратный результат по LDPC-cat или «GKP плюс qLDPC». В лучшем случае к 2029 году: логический кубит на repetition-cat с изолированно показанным подпороговым масштабированием и с измеренным сохраняющим смещение вентилем, что делает оценку в 758 кошачьих кубитов обсуждаемой. В худшем случае: фазовые перевороты остаются вблизи 10⁻¹, и семейство выживает как исследовательская линия. Открыто: переживает ли смещение хоть какой-нибудь двухкубитный вентиль.