Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) cx_aod

ВЧ-тон в кристалле создаёт акустическую решётку, угол дифракции первого порядка на которой следует за частотой тона, поэтому свипирование ВЧ свипирует и пинцет вместе с сидящим в нём атомом; скрещённые x/y-дефлекторы превращают гребёнку тонов в сетку подвижных ловушек. Зонированная архитектура делит плоскость на области хранения, запутывания и считывания, беря связность из перемещения атомов, а не из фиксированных связей, — она введена процессором когерентного транспорта Bluvstein et al. 2022 года (Harvard/MIT).

Атрибуты. Подвижность: транспорт — атомы переезжают между зонами на сотни мкм, и это единственная дальнодействующая связь платформы. Время ~10⁻³ с на перемещение, классическое перепозиционирование; запутывание при этом ни детерминированное, ни с оповещением (heralded); ошибка — это потеря, а не фаза.

Перемещение ограничивают два такта: пробег акустической волны через апертуру пучка задаёт, насколько быстро может смениться тон (микросекунды для миллиметровых апертур), а радиальная частота ловушки задаёт, насколько быстро атом может ускоряться, не вылетая из-за нагрева. Доминирует второе: транспортная ошибка — это потери при отпускании и повторном захвате, обусловленные рывком траектории, поэтому точность (fidelity) покупается профилями минимального рывка и более глубокими транзитными ловушками, а не более быстрой электроникой. Измерено: 610 µm за 1.6 ms при 99.95%, 270 µm за 400 µs при 99.8% D[138].

Когерентность здесь не является связывающим ограничением: сверхтонкое T₂ составляет 12.6 s в том же массиве на 6 100 атомов D[138] и 1.09(3) s при динамической развязке в системе на 3 000 атомов с непрерывной дозагрузкой D[144]. Значит, характерная сигнатура — потери: они обнаруживаются по изображению, а следовательно, допускают преобразование в стирания (erasure), и на них приходится более 80% всей утечки (leakage); использованные как суперпроверка вместе с ML-декодированием, они дали подавление 2.14(13)× при d=3→5 D[4]факт. Пол сдвигают: траектории минимального рывка, более глубокие транзитные ловушки и акустооптическая линза, добавляющая осевую ось, — пока это лишь проектное исследование без атомов S[503].

Лучшая демонстрация: 610 µm за 1.6 ms при 99.95% D[138]. Типичный результат в масштабе — зонированный процессор на 448 атомов, где транспорт чередуется с вентилями и отдельно не измеряется D[4].

Доминирующее слагаемое ошибки — потеря атома при отпускании и повторном захвате: именно этот канал делает платформу дружественной к стираниям.

Никакой фабрики здесь нет — это оптика свободного пространства, привинченная к вакуумной ячейке, поэтому «выходом годных» служит доля заполнения массива: 99.3% после перестроения D[144] и 60.5% до него в метаповерхностном массиве D[145]. Названная аппаратура в системе на 448 атомов: скрещённые акустооптические дефлекторы, АОД (DTSX-400, AA Opto-Electronic), модулятор и камера Hamamatsu, генераторы произвольных сигналов (AWG) Spectrum Instrumentation, СВЧ-источники Rohde & Schwarz D[4]; в статьях на 3 000 и 6 100 кубитов дефлекторы поставляет Gooch & Housego P[504]. В этом и состоит риск концентрации: всю опубликованную область обслуживают два акустооптических дома — Gooch & Housego, чьи акции торгуются на площадке AIM Лондонской фондовой биржи, и частная AA Opto-Electronic. Стоимость канала назвать нельзя. Экспортная уязвимость нулевая — правило BIS от 2024-09-06 не называет ни оптику пинцетов, ни дефлекторы факт; оно контролирует лишь получаемые из них машины (4A906), и то лишь 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.

Нагрузка — это один ВЧ-тон на ловушку на каждую ось, синтезируемый AWG; их число растёт с числом атомов, а не зон, и предел одновременно удерживаемых ловушек ставит интермодуляция между тонами, а не мощность лазера. Настоящая цена — цикл: транспорт 0.4–1.6 ms плюс получение изображения 0.5–1 ms дают раунды QEC длительностью 1–4.5 ms, что примерно в 10³ раз больше сверхпроводникового цикла, причём декодер обязан за этим успевать. При 10³ атомов хватает нескольких каналов AWG; при 10⁴ стеной становится управление пучком — дефлектор различает столько позиций, сколько даёт произведение его ВЧ-полосы на время пробега звука через пучок, и это же время ограничивает скорость перенаведения, — и этот компромисс ни один из полученных источников не соотносит численно с числом атомов; при 10⁶ единственная проектная точка отводит на RSA-2048 19 M атомов и 5.6 суток при циклах 1 ms S[31].

Узел требует лазерного и оптического управления через АОД и пространственные модуляторы света (SLM) и обеспечивает qLDPC-коды на двумерных велосипедных конструкциях, каскадные коды высокой скорости с трансверсальными вентилями и алгоритмическую отказоустойчивость — ничего из этого недостижимо при фиксированной связи ближайших соседей, так что это предпосылка, а не удобство. Обслуживаемые архитектуры: ридберговские массивы пинцетов на щелочных (Rb/Cs) и щёлочноземельных (Yb/Sr) атомах и аналоговый симулятор на нейтральных атомах. В графе его ничто не замещает и ничто с ним не конфликтует; давление идёт со стороны другой физики транспорта — непрерывная система на 3 000 кубитов перевозит атомы на 0.5 m конвейерами на оптической решётке, применяя пинцеты только для локального перестроения D[144]. Вклад в производный такт: доминирующий — при ~2.0×10⁻⁴ s на перемещение он даёт 0.80 ms из 1.31 ms суммы раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс на обеих вентильных архитектурах, поскольку CZ выполняется за 270 ns.

Точность перемещения — это выживаемость после повторного захвата, измеренная по флуоресцентному изображению: метрика потерь, а не точность состояния, поэтому 99.95% удостоверяет, что атом прибыл, но не что вместе с ним прибыла его фаза. Ни один источник не выделяет чисто транспортную ошибку на логическом уровне; результаты на 448 атомах сворачивают вместе транспорт, вентили и считывание D[4]. Самое острое отрицательное свидетельство — прогон торического кода у Atom Computing, где подавление за четыре цикла исчезло, как только в схему включили непрерывную дозагрузку (0.63% против 0.64% за цикл на 90 раундах) D[148], а дозагрузка и транспорт — это как раз те операции, которыми ведает данный узел. Harvard и Caltech сообщают о выживаемости 99.8–99.95% на разной дефлекторной аппаратуре: результаты согласуются, но воспроизведением не являются.

Осевой диапазон, скорость и выживаемость в [503] взяты из оптического проектного исследования без захваченных атомов, а не из эксперимента. Не опубликовано: число каналов или компромисс дефлектора между числом пятен и скоростью перенаведения в зависимости от числа атомов; датированное патентное семейство (правообладатель и год) по транспорту атомов между зонами на основе AOD; и мощности и планы расширения AA Opto-Electronic и Gooch & Housego.

Деньги.

• 2025-07-17 · QuNorth · заказ на Magne (Atom Computing/Microsoft, 50 логических кубитов) · €80 M · EIFO + Novo Nordisk Foundation · поставка на рубеже 2026/27 G[11]
• 2025-09-09 · QuEra · раунд финансирования · $230 M+ · Google, SoftBank Vision Fund 2, NVentures · закрыт C[153]
• 2026-06-16 · Atom Computing · раунд серии C плюс письмо о намерениях по CHIPS · >$300 M суммарно · Third Point · закрыт + письмо о намерениях C[154]факт
• 2026-08-12 · Infleqtion · выручка за 2-й квартал, прогноз на год · $12.6 M, ~$43 M за 2026 финансовый год · — · сообщено G[332]
• 2026-08-28 · Pasqal · слияние по схеме SPAC завершено (Nasdaq PSQL) · ~$360 M деньгами · — · закрыто P[156]

Рынок и цепочка поставок. Оборудование здесь — обычная фотоника, с одним исключением: скрещённые АОД, для которых в проработанных материалах названы лишь два поставщика — AA Opto-Electronic и Gooch & Housego D[4]P[504]. Спрос на каналы дефлекторов растёт линейно с числом атомов, так что небольшой поставщик способен стать шлагбаумом для целой платформы. Удельную экономику назвать нельзя. Напрямую оплачивают G3 и G4; частично G1; косвенно G2, G5, G6 и G7.

Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства с указанием правообладателя и года для зонированного транспорта на АОД не найдено, и никакой орган по стандартизации аппаратуру пинцетов не регулирует. Единственная вендорская спецификация с числами — страница Gemini у QuEra: 260 физических кубитов, глобальная двухкубитная точность 99.2%, один прогон (shot) в секунду Cфакт.

Дорожные карты и послужной список. QuEra (обещано в январе 2024 г. · 100 логических кубитов в 2026 г. · статус на 2026-09-03: заменено на Libra 2028 с >256 логическими кубитами — сдвиг на два года) R[162]. Atom Computing/Microsoft (2025-07 · Magne, 50 логических кубитов, рубеж 2026/27 · идёт установка) G[11]. Pasqal (2024 · 10 000 физических кубитов в 2026 г. · сдвинуто на 2028 г.) C[156]. Google вошла в направление в марте 2026 г. без единого аппаратного результата C[9]. Экспериментальные группы выдают то, что публикуют; вендорские даты по логическим кубитам сдвинулись примерно на два года каждая.

Стратегическое прочтение. Если зонированный транспорт масштабируется, выигрывают компании гарвардской родословной и два дефлекторных дома, а машины на ридберговских атомах с фиксированной связностью теряют именно те семейства кодов, которые имеют значение. Угроза замещения исходит от другой оптики, а не от другого узла: метаповерхностные массивы (11 022 атома, вентилей нет) D[145] и доставка ловушек с фотонного чипа (4 атома, 27.5 s, заявленное сокращение занимаемой площади в 50×) C[330] вытеснят объёмные стеки АОД/SLM, если дойдут до качества, пригодного для вентилей.

Подтвердить к концу 2027 г., если появится зонированная система, удерживающая >1 000 атомов под отказоустойчивым управлением; понизить, если к концу 2028 г. ни одна группа не покажет подавления на длинной памяти (Λ > 2) при непрерывной дозагрузке — а это тот самый случай, где подавление уже однажды исчезало D[148]. В лучшем случае к 2029 г.: транспортные потери снижены в несколько раз и введена в работу осевая ось, что открывает зоны на 10⁴ атомов. В худшем случае: число каналов и полоса дефлекторов ограничивают зоны на уровне 10³–10⁴ атомов. Открытые вопросы: сохраняется ли точность перемещения при рабочих циклах QEC с дозагрузкой; удастся ли нарастить число каналов сверх предела дефлектора «полоса × время пробега»; кто ещё будет поставлять дефлекторы в объёмах?