Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили) code_color

Двумерный топологический стабилизаторный код на трёхраскрашиваемой тривалентной решётке, где каждая плакета несёт X- и Z-стабилизатор веса 6. Поскольку стабилизаторы обоих типов имеют одинаковый носитель (support), вся группа Клиффорда — H, S, CNOT — трансверсальна, тогда как поверхностный код получает нативно только CNOT, а за остальное платит решёточной хирургией. Код введён Bombín и Martín-Delgado в 2006 г. D[663]; первая полноценная аппаратная демонстрация принадлежит Google, подана в декабре 2024 г. D[41]. Цена — плотность: ~1.9× teraquop-площади поверхностного кода, 1 250 против 650 физических кубитов на логический при шуме 0.1% S[655]факт.
d = статическая треугольная решётка, транспорта нет; e = наследует модальность управления и размещение от принимающей платформы [запись графа].
f = только паулиевские стабилизаторы; a = 0.5 — одинаков на изготавливаемых и естественных носителях, требует лишь статической решётки ближайших соседей [запись графа].

Трансверсальный вентиль не требует слияния/разделения: Google оценивает логический адамар в ~20 ns против ~1 000× большего времени через решёточную хирургию C[664]. Проверки веса 6 означают более глубокую схему извлечения синдрома и hook-ошибки, срезающие эффективное расстояние, если расписание их не обходит; конструкция 2026 г. обходит все злокачественные объёмные hook-ошибки при одном вспомогательном кубите на плакету S[665]. Ошибки к тому же зажигают три детектора, поэтому синдром представляет собой гиперграф: паросочетание (matching) неприменимо, и декодерам приходится проецировать или вести поиск. Отсюда и разрыв: Λ₃/₅ = 1.56(4) D[41] против 2.14 у поверхностного кода на том же семействе процессоров D[1], а память Google на цветовом коде с d=5 (2026 г.) вышла на 8.19(14)×10⁻³ на цикл только с поисковым декодером Tesseract D[2]. Сдвигают нижнюю границу планирование схемы и декодеры, а не сам код.

Доминирующий член — раунд считывания синдрома, а не трансверсальный вентиль: извлечение проверок веса 6 и гиперграфовое декодирование оставляют Λ на уровне 1.56 против 2.14 D[1], [41].

Собственного производства нет: код наследует кристалл, ловушку или массив оптических пинцетов принимающей платформы, замощённые гексагонально, а не квадратно, и новых поставщиков не приводит D[41]. Экспортная уязвимость — тоже платформы: ECCN 4A906 (BIS, 2024-09-06) контролирует квантовый компьютер лишь тогда, когда число кубитов и ошибка C-NOT попадают в одну полосу — от 34–99 кубитов при ≤ 10⁻⁴ до любой ошибки начиная с 2 000 кубитов факт, — тогда как сам код — опубликованная математика 2006 года D[663].

Управление и считывание в расчёте на кубит совпадают с нагрузкой той же платформы под поверхностный код. Разница — в раунде: каждый информационный кубит входит в шесть проверок веса 6 против четырёх проверок веса 4 у поверхностного кода, поэтому раунд обходится примерно в 1.5× двухкубитных вентилей при более глубоком расписании — туда и уходит порог. В противовес этому логический клиффордов вентиль не требует раундов слияния/разделения вовсе. Труднее с декодированием: гиперграфовые синдромы исключают штатный движок паросочетания, и единственное опубликованное аппаратное декодирование при d=5 — поисковый декодер Tesseract от Google D[2].

Занимает место альтернативного кода на четырёх архитектурах — решётке трансмонов с перестраиваемыми элементами связи, ионах QCCD, линейной ловушке Пауля с индивидуальной лазерной адресацией и ридберговском массиве пинцетов на щелочных атомах [запись графа]; требует той же статической решётки ближайших соседей, что и поверхностный код, и размещает у себя фабрики магических состояний. Все три вехи по магическим состояниям 2025–26 гг. поставлены в цветовых кодах: культивация до 0.9999(1) при доле приёма 8% с последующим переключением кода наружу D[42], переключение [[15,1,3]]→[[7,1,3]] у Quantinuum при ≤5.1(2.7)×10⁻⁴ D[666], дистилляция 5→1 у QuEra D[147]. Он замещает поверхностный код там, где трансверсальные клиффордовы вентили перевешивают надбавку ~1.9× по площади; переход стоит декодера и топологии размещения, но не оборудования. Вклад в такт ~20 ns на логический адамар C[664]; при этом код задаёт d₂ — число слоёв вентилей, входящих в сумму раунда (производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс для данной архитектуры), — 0.65 µs производного такта против измеренного цикла принимающей платформы 1.1 µs. Соседний пустой слот: аппаратного декодера цветового кода нет.

Λ₃/₅ = 1.56(4) и ошибка трансверсального клиффорда 0.0027(3) — собственные данные Google, один процессор, вторым производителем не воспроизведены D[41]. Две подачи одной и той же работы расходятся: в статье приводится точность (fidelity) телепортированных состояний 86.5(1)–90.7(1)% для решёточной хирургии, а блог Google представляет 86–91% как «точность двухкубитного вентиля» C[664] — доверять следует статье. Инжекция магического состояния превышает 99% только с постселекцией, сохраняющей ~75% прогонов D[41]. Утверждения о занимаемой площади тоже несопоставимы: «меньше физических кубитов на единицу кодового расстояния» C[664] против суммарного числа кубитов при фиксированной логической цели S[655]. Ни в одной публикации ошибка кода не отделена от ошибки декодера в трансверсальном показателе.

Не опубликовано: количественная оценка выигрыша по Монте-Карло для схемы цветового кода без ошибок-«крючков» [665].

Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Google Quantum AI | Разработчик/пользователь | США | Единственная сверхпроводниковая память на цветовом коде; площадка культивации | D[41], [42] |
| Quantinuum | Разработчик/пользователь | США | Переключение кодов на цветовом коде; tesseract [[16,6,4]] на Helios | D[666], [667] |
| Microsoft Quantum | Разработчик | США | Соавтор результата по tesseract-цветовому коду | D[667] |
| QuEra | Разработчик/пользователь | США | Первая логическая дистилляция 5→1 на патчах цветового кода | D[147] |

Деньги. 2025-07-14 · QuEra · публикация (первая логическая дистилляция 5→1) · сумма не указана · профинансировано из её раунда 2025 г. на $230 M+ C[153] · опубликовано D[147]. 2025-11-06 · DARPA QBI Stage B · до $15 M на команду · одиннадцать команд, среди них Quantinuum и QuEra G[65]. 2026-06-03 · Quantinuum · IPO · $1.68 B валовых при $60/share, Nasdaq QNT; выручка за Q2-2026 $8.0 M, денежные средства $2.1 B · закрыто G[123]. Ни один раунд, грант или поглощение не относятся именно к цветовому коду: это строка внутри платформенных программ.

Рынок и цепочка поставок. Выделенной цепочки поставок нет; код едет на фабрике принимающей платформы и на общем классическом стеке. Рынок, который он двигает, — декодирование: гиперграфовые синдромы требуют поисковых или проекционных декодеров (работы на ПЛИС (FPGA)/GPU у AMD и NVIDIA), и по состоянию на 4 сентября 2026 г. ни один поставщик не выпускает аппаратный декодер цветового кода. Работает на цели G3 и G4 через фабрики магических состояний: каждая веха по логическим магическим состояниям начиная с 2025 г. поставлена в цветовом коде D[42], [147], [666].

Интеллектуальная собственность и стандарты. Код — опубликованная математика 2006 года D[663]. Обзор PatSnap за апрель 2026 г. насчитывает 12 патентов по QEC — Google 6, IBM 4, Tencent 2 — без кластера по цветовому коду P[668]. Выданный Google патент по поверхностному коду покрывает калибровочные операторы, а не этот код факт. Органа стандартизации нет; де-факто интерфейс — модель ошибок детекторов Stim.

Дорожные карты и послужной список. Google (2025-06-23 · цветовой код как «рабочая» конфигурация, вехи с датой нет · память d=5 последовала в июле 2026 г.) C[664]D[2]. Quantinuum (2024-09 · Helios 2025 → Sol 2027 → Apollo 2029 · Helios поставлен 2025-11-05 и на нём получен результат по tesseract) Rфакт. QuEra (2026-06 · Libra, >256 логических, 2028 · её дорожная карта от января 2024 г. обещала 100 логических в 2026 г. — не выполнено) Rфакт. Заявления Google были измерениями, а не обещаниями; график Quantinuum выдерживается; исследования QuEra идут впереди её продуктовой дорожной карты.

Стратегическое прочтение. Цветовой код выгоден платформам, где кубиты дёшевы, а логическое время дорого — сверхпроводники и нейтральные атомы, — и невыгоден ионным ловушкам, где надбавка 1.9× ложится на дефицитный ресурс. Наиболее вероятная его позиция к 2029 г. — не память, а фабрика T-состояний, питающая память на поверхностном коде: культивация снизила стоимость магического состояния примерно в 40× внутри цветового кода, после чего код переключается наружу D[42], что делает его компонентом машины на поверхностном коде, а не её конкурентом. Угрозы замещения: блоки qLDPC с высокой скоростью кодирования и трансверсальными вентилями, а также алгоритмическая отказоустойчивость, снимающая O(d) раундов на логический вентиль. Проигравшие: инструментальные цепочки, построенные исключительно вокруг решёточной хирургии.

Подтвердить/понизить за 12–24 месяца: память на цветовом коде за пределами d=5 с Λ, приближающимся к 2.14; воспроизведение трансверсальных клиффордовых вентилей вторым производителем. В лучшем случае к 2029 г.: культивация делает его стандартной подложкой для магических состояний, а надбавка по площади ограничивается патчами фабрики. В худшем случае: накладные расходы на hook-ошибки и декодирование удерживают Λ около 1.5, и он выживает лишь как подложка для дистилляции. Открытые вопросы: восстанавливает ли схема с одним вспомогательным кубитом на плакету S[665] конкурентоспособный порог на оборудовании; обходят ли планарные неклиффордовы схемы S[669] дистилляцию; опубликует ли кто-нибудь сравнение по суммарной занимаемой площади.