«Голый» физический кубит (без кодирования) enc_bare
Подпространство {|0⟩,|1⟩} слабо ангармонического джозефсоновского осциллятора, используемое непосредственно как кубит, без надстройки в виде бозонной структуры, стирания (erasure) или асимметрии ошибок.
«Голый» физический кубит (без кодирования)
Вычислительное подпространство ангармонического осциллятора; цена — утечка в |2⟩.
Обзор →Ключевые источники
Пространство проектирования — атрибуты
- (a) сродство носителя
- искусственный
- (b) время · запутывание
- —
- (c) считывание
- —
- (d) подвижность
- —
- (e) управление
- —
- (f) структура ошибки
- утечка
- (g) производство
- —
Пространство оценки — датированные атрибуты
Подавление утечки USTC — PRL 135, 260601 (2025-12-22), Λ = 1.40(6) при d=7; в статье процессор «Zuchongzhi 3.2» не назван.
Участники и цели — аннотации
Рёбра
Используют 78 машин (78 основная · 0 альтернатива)
- сверхпроводниковые схемы 78
- Academia Sinica 20-qubit superconducting quantum computer Academia Sinica пресса ◌ 🔎
- IBM Quantum System Two at Amaravati Quantum Valley Tech Park IBM with TCS and the Government of Andhra Pradesh ◌ 🔎
- Anyon MonarQ Anyon Systems страница продукта пресса ◌ 🔎
- Baihua (Quafu platform) Beijing Academy of Quantum Information Sciences статья ◌ 🔎
- Dongling (Quafu platform) Beijing Academy of Quantum Information Sciences ◌ 🔎
- Haituo (Quafu platform) Beijing Academy of Quantum Information Sciences ◌ 🔎
- ScQ-136 "Baiwang" Beijing Academy of Quantum Information Sciences ◌ 🔎
- Shenglian (BAQIS) Beijing Academy of Quantum Information Sciences статья ◌ 🔎
- IBM Quantum System Two, Donostia-San Sebastian Basque Government (BasQ) - IBM-Euskadi Quantum Computational Center пресса ◌ 🔎
- Quantum Spain quantum computer at BSC Barcelona Supercomputing Center (Quantum Spain; installed by Qilimanjaro-GMV) пресса ◌ 🔎
- WACQT quantum computer (Chalmers 25-qubit flip-chip processor) Chalmers University of Technology (WACQT) ◌ 🔎
- Tianyan-176 / Tianyan-176 II (and Tianyan-24 sibling) China Telecom Quantum Group + QuantumCTek статья статья статья ◌ 🔎
- Tianyan-287 China Telecom Quantum Group / QuantumCTek / CAS статья документация документация ◌ 🔎
- Tianyan-504 / "Xiaohong" chip China Telecom Quantum Group + CAS + QuantumCTek статья документация документация ◌ 🔎
- 6-qubit superconducting quantum processor DRDO DYSL-QT with TIFR and TCS ◌ 🔎
- Surface-17 ETH Zurich (Quantum Device Lab) статья статья ◌ 🔎
- IBM Quantum System One, Ehningen Fraunhofer-Gesellschaft ◌ 🔎
- Fujitsu >10,000 physical / ~250 logical (STAR) Fujitsu + AIST + RIKEN пресса ◌ 🔎
- Fujitsu 1,000-qubit machine Fujitsu (+ RIKEN) ссылка ◌ 🔎
- Sycamore Google Quantum AI статья ◌ 🔎
- Sycamore-class 72-qubit processor Google Quantum AI статья статья ◌ 🔎
- Willow Google Quantum AI статья статья страница продукта ◌ 🔎
- IBM Quantum Blue Jay IBM блог ◌ 🔎
- IBM Quantum Cockatoo IBM пресса ◌ 🔎
- IBM Quantum Condor IBM блог пресса ◌ 🔎
- IBM Quantum Eagle r1-r3 IBM статья статья статья ◌ 🔎
- IBM Quantum Egret IBM документация ◌ 🔎
- IBM Quantum Falcon r5.11 IBM статья блог ▣ Fig. 5 (leakage to |2⟩); Methods: Leakage in the system ✅
- IBM Quantum Flamingo (l-coupler proof of concept) IBM блог ◌ 🔎
- IBM Quantum Heron r1 IBM статья блог пресса ◌ 🔎
- IBM Quantum Heron r2 IBM статья статья пресса ◌ 🔎
- IBM Quantum Heron r3 (ibm_pittsburgh) IBM блог пресса ◌ 🔎
- IBM Quantum Kookaburra IBM документация ◌ 🔎
- IBM Quantum Loon IBM блог ◌ 🔎
- IBM Quantum Nighthawk r1 IBM документация блог блог ◌ 🔎
- IBM Quantum Nighthawk r2 IBM блог ◌ 🔎
- IBM Quantum Osprey IBM блог пресса ◌ 🔎
- IBM Quantum Starling IBM блог ◌ 🔎
- IBM Quantum System Two at CSCS (Swiss Quantum Innovation Hub) IBM with ETH Zurich (CSCS) and Lockheed Martin пресса ◌ 🔎
- IQCC superconducting facility Israeli Quantum Computing Center (Quantum Machines + QuantWare + Qolab + ORCA) страница продукта страница продукта пресса ◌ 🔎
- IQM Emerald (IQM Crystal 54) IQM Quantum Computers блог ◌ 🔎
- IQM Garnet (IQM Crystal 20) IQM Quantum Computers статья ◌ 🔎
- IQM Halocene IQM Quantum Computers пресса пресса ссылка ◌ 🔎
- IQM Spark at Eldorado Research Institute IQM Quantum Computers with Instituto de Pesquisas Eldorado пресса ◌ 🔎
- IQM Star 24 IQM Quantum Computers ссылка ◌ 🔎
- IQM six-qubit star QPU (Deneb-class) IQM Quantum Computers статья статья документация ◌ 🔎
- VLQ IT4Innovations National Supercomputing Center (VSB - Technical University of Ostrava) пресса ◌ 🔎
- KRISS domestic superconducting QPU Korea Research Institute of Standards and Science пресса пресса ◌ 🔎
- KRISS 50-qubit-class superconducting system Korea Research Institute of Standards and Science пресса ◌ 🔎
- Advanced Quantum Testbed (AQT) Lawrence Berkeley National Laboratory ◌ 🔎
- OQC Toshiko Oxford Quantum Circuits страница продукта ◌ 🔎
- Origin Wukong 102 Origin Quantum ◌ 🔎
- Origin Wukong-180 (4th gen) Origin Quantum пресса ◌ 🔎
- Origin Wukong (3rd gen) Origin Quantum статья ◌ 🔎
- Qolab devices at the IQCC Qolab ◌ 🔎
- QpiAI Indus QpiAI пресса ◌ 🔎
- QpiAI Kaveri QpiAI пресса ◌ 🔎
- QuantWare Contralto-A17 QuantWare пресса ◌ 🔎
- QuantWare Tenor-D64 QuantWare страница продукта ◌ 🔎
- QuantWare Bass-A10K (VIO-40K) QuantWare пресса ◌ 🔎
- Rigetti Ankaa-2 Rigetti Computing статья статья ◌ 🔎
- Rigetti Ankaa-3 Rigetti Computing блог пресса пресса ◌ 🔎
- Rigetti Cepheus-1-108Q Rigetti Computing блог ◌ 🔎
- Rigetti Cepheus-1-36Q Rigetti Computing блог пресса ◌ 🔎
- Rigetti Novera Rigetti Computing страница продукта пресса ◌ 🔎
- RIKEN 64-qubit superconducting processor RIKEN with AIST, NICT, Osaka University, Fujitsu, NTT пресса пресса ◌ 🔎
- RIKEN-Fujitsu 256-qubit superconducting quantum computer RIKEN RQC + Fujitsu пресса пресса ◌ 🔎
- RIKEN RQC-Fujitsu 64-qubit superconducting quantum computer RIKEN RQC + Fujitsu пресса ◌ 🔎
- SEEQC SFQ-controlled 5-qubit system SEEQC статья пресса ◌ 🔎
- SpinQ Ursa Major (25 q / 103 q) SpinQ Technology страница продукта пресса пресса ◌ 🔎
- Toshiba double-transmon coupler Toshiba + RIKEN RQC + University of Tokyo статья пресса ◌ 🔎
- Kunlun Tsinghua University IIIS (D.-L. Deng) with Zhejiang University (H. Wang, C. Song groups) статья статья ◌ 🔎
- Zuchongzhi 2.1 USTC / Hefei National Laboratory статья ◌ 🔎
- Zuchongzhi 3.0 USTC / Hefei National Laboratory статья статья пресса ◌ 🔎
- Zuchongzhi 3.2 USTC / Hefei National Laboratory ◌ 🔎
- VTT Q50 VTT Technical Research Centre of Finland страница продукта ◌ 🔎
- Zhuangzi 2.0 (Chuang-tzu 2.0) CAS / Peking University статья статья пресса ▤ §Experimental setup (anharmonicity −200 MHz ≫ hopping strength; two-level qubit subspace) 🔎
- Zhejiang University 125-qubit surface-code processor Zhejiang University + Graduate School of China Academy of Engineering Physics (Beijing) статья ◌ 🔎
Иллюстрации
У каждой иллюстрации — рассказ о том, что на ней, и строка авторства.



«Голый» физический кубит (без кодирования)
Подпространство {|0⟩,|1⟩} слабо ангармонического джозефсоновского осциллятора, используемое непосредственно как кубит, без надстройки в виде бозонной структуры, стирания (erasure) или асимметрии ошибок.
Вердикт. Выбор по умолчанию у всех магистральных поставщиков сверхпроводниковых кубитов по состоянию на 2026-09-04; его структурная цена — утечка (leakage) плюс симметричная модель ошибок, что ограничивает измеренную Λ значениями 1.4–2.1 там, где кодирования со стиранием дают в моделировании на порядок больше.
Λ — коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 — классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Использование двух нижних уровней джозефсоновской схемы напрямую в качестве кубита старо, как ящик куперовских пар (Nakamura, 1999); трансмон (Koch et al., 2007) сделал его выбором по умолчанию, купив нечувствительность к заряду ценой пониженной ангармоничности, — что и порождает проблему утечки.
Атрибуты: собственных характерных времён, считывания, подвижности, управления и технологии изготовления оно не добавляет — всё это принадлежит носителю.
Структура ошибок, как её видит код: симметричные ошибки Паули плюс утечка за пределы подпространства.
Физика и пределы
Определяющий масштаб — α ≈ −EC ≈ 2π × 200–300 MHz: он задаёт минимальное время вентиля и утечку на один вентиль, которую DRAG подавляет, но устранить не может. Повышение α оплачивается зарядовой дисперсией, растущей как exp(−√(8E_J/E_C)); именно этот размен здесь и является пределом. Утечка живёт там, где ошибка Паули не выживает: второй возбуждённый уровень переживает десятки циклов QEC при цикле Willow в 1.1 µs D[1], подавая декодеру коррелированные ложные синдромы. Отсюда выделенные механизмы удаления: полностью микроволновая схема USTC подавляет утечку в 72×, до остаточных 6.4(5)×10⁻⁴ после 40 циклов D[3]. Предел сдвигают декодирование с учётом утечки и более быстрый сброс многоуровневых состояний.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
Лучшее в классе — одна охарактеризованная пара IQM, CZ 99.93% на протяжении 40 h D[38]; типичное на масштабе — EPLG парка IBM 3.7×10⁻³, лучший показатель 1.9×10⁻³ D[34], и медиана 99.1% на 108-кубитной машине Rigetti C[36].
Подавление утечки в 72× и остаточная утечка 6.4(5)×10⁻⁴ получены на одном устройстве USTC и по состоянию на 2026-09-04 не воспроизведены; статья не называет процессор, и обозначение «Zuchongzhi 3.2» взято не из неё. Не опубликовано: показатель утечки для парка IBM, чей EPLG агрегирует все механизмы ошибок.
Производство, материалы и цепочка поставок
Собственного нет ничего: наследуются литография Nb/Al на пластинах 300 mm, разброс выхода годных и по одной линии возбуждения плюс одной линии считывания на кубит. В этом и состоит весь коммерческий аргумент: двухрельсовое стирание добавляет по рельсу и по проверке на кубит (384 ns, стирание 2.54×10⁻² D[85]), кошачьи коды — накачку и буферную моду. Стена по вводу-выводу принадлежит носителю: коаксиал на кубит, ~10³ кубитов на криостат. На уровне 10⁴–10⁶ это кодирование добавляет удаление утечки внутри каждого цикла 1.1 µs и требуемую для этого полосу декодера. Экспозиция по экспортному контролю — носителя (US EAR ECCN 3A901).
Роль в стеке
Кодирование слоя 2 по умолчанию на решётке трансмонов с перестраиваемыми элементами связи (IBM, Google, Rigetti, IQM, OQC, USTC/Zhejiang, Fujitsu). Его вытесняют двухрельсовое стирание или кошачье кодирование, когда поставщик меняет сложность управления на более дружественную структуру ошибок: Alice & Bob, AWS и D-Wave/Quantum Circuits это сделали, IBM и Google — нет. Цена поддаётся счёту: измеренные ошибки двухрельсовых вентилей дают в моделировании Λ ≈ 27 против 14 при 0.1% деполяризующего шума S[84], тогда как для этого кодирования измеряются 2.14 и 1.40(6) D[1], [3]. В производный такт оно не добавляет ничего: раунд остаётся 0.65 µs внутри измеренного цикла носителя 1.1 µs. Верификация: 72× — это одно невоспроизведённое устройство USTC, а утечка декларируется самими авторами при отсутствии межвендорного протокола.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| IBM | разработчик | США | Весь парк машин и дорожная карта Starling — на голых трансмонах | D[34] |
| разработчик | США | QEC на Willow и рекорд логической ошибки при d=7 | D[1] | |
| USTC | исследования | Китай | Подпороговый d=7 за счёт подавления утечки | D[3] |
Деньги.
2026-06-02 · IBM · инвестиционное обязательство · > $10 B в течение пяти лет · объявлено G[57]факт
2026-07-02 · IQM · листинг на Nasdaq и в Helsinki · денежные средства pro forma €337 M · закрыт C[58]факт
Рынок и цепочка поставок. Собственной цепочки поставок нет; концентрация лежит слоем ниже — в литографии Nb/Al и рефрижераторах растворения. Будучи бесплатным, оно и есть то, что покупает любой бюджет G1–G4 на этой архитектуре.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства по борьбе с утечкой в голом подпространстве по состоянию на 2026-09-04 не найдено; подсчёты PatSnap от 2026-06-30 не специфичны по кодированиям Pфакт.
Дорожные карты и послужной список. IBM (2025-06-10 · Starling, 200 логических / 10⁸ вентилей в 2029 · Nighthawk идёт по плану, Kookaburra сдвинулся на год факт). Google (2025 · долгоживущий логический кубит на уровне 10⁻⁶ · преемника Willow нет). Ни один из них не публикует целевого показателя по утечке.
Стратегическое прочтение. Его преимущество в том, что оно бесплатно, поэтому развилка проходит по распределению капитала: деньги, потраченные на переход к стиранию, не идут на масштабирование парка машин с голым кодированием. Если Λ останется около 2, кодирования со стиранием выиграют по числу физических кубитов на логический; иначе поле остаётся за действующими игроками.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к концу 2027: подавление утечки ≥ 50× в подпороговом коде вне USTC либо публикация утечки отдельной строкой в логическом бюджете ошибок какого-либо поставщика; иначе понизить это до утверждения об одном устройстве. В лучшем случае к 2029 г.: утечка опускается ниже предела по коррелированным событиям (≈10⁻¹⁰, ежечасные всплески на Willow D[1]); в худшем — Λ остаётся около 2, а число физических кубитов на логический — выше 10³. Что доминирует на 10⁴ кубитов: утечка или двухкубитная ошибка? Успеет ли удаление на уровне 10⁶? Перейдёт ли преобразование ошибок в стирания когда-нибудь в коммерческую плоскость?
Литература
- [1] Google Quantum AI and Collaborators, “Quantum error correction below the surface code threshold,” Nature, vol. 638, no. 8052, pp. 920–926, Dec. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-08449-y. [D]
- [2] V. Sivak et al., “Reinforcement learning control of quantum error correction,” Nature, vol. 655, no. 8124, pp. 879–884, Jul. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10759-2. [D]
- [3] T. He et al., “Experimental Quantum Error Correction below the Surface Code Threshold via All-Microwave Leakage Suppression,” Phys. Rev. Lett., vol. 135, no. 26, Art. no. 260601, Dec. 2025, doi: 10.1103/rqkg-dw31. [D]
- [34] IBM Quantum, “What's new at IBM Quantum - Q2 2026.” [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ [D]blog/ whats-new-q2-2026 - [36] Rigetti Computing, Inc., “Rigetti Announces General Availability of 108-Qubit System,” Apr. 7, 2026. [Online]. Available: https://investors.rigetti.com/
news-releases/ [C]news-release-details/ rigetti-announces-general-availability-108-qubit-system - [38] F. Marxer et al., “Above 99.9% Fidelity Single-Qubit Gates, Two-Qubit Gates, and Readout in a Single Superconducting Quantum Device,” PRX Quantum, vol. 7, Art. no. 020333, 2026, doi: 10.1103/n86s-2b88. arXiv:2508.16437. [D]
- [57] IBM Quantum, “Why IBM is investing $10 billion into quantum computing,” Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ [G]blog/ 10-billion-investment-faq - [58] IQM Quantum Computers, “IQM Quantum Computers Becomes First European Quantum Computing Company Listed on a Major U.S. Exchange,” Jul. 2, 2026. [Online]. Available: https://iqm.tech/
press-releases/ [C]iqm-quantum-computers-becomes-first-european-quantum-computing-company-listed-on-a-major-u-s-exchange/ - [84] N. Mehta et al., “An entangling gate for dual-rail erasure qubits,” Nature, vol. 656, no. 8126, pp. 47–53, Aug. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10822-y. arXiv:2503.10935. [S]
- [85] J. S.-C. Hung et al., “Fast, High-Fidelity Erasure Detection of Dual-Rail Qubits with Symmetrically Coupled Readout,” arXiv:2604.16292, Apr. 2026. [D]