Технологии · 110
1 · Носитель кубита
- Трансмон
transmon — Ангармонический LC-осциллятор; ангармонизм ~200–300 MHz ограничивает вентиль снизу ~10 ns; T1 ~70–100 µs. - Флаксониум
fluxonium — Низкочастотный (0.2–1 GHz) сверхпроводниковый кубит с большим ангармонизмом; больший T1, смещение потоком. - Бозонная мода резонатора
cavity — Гармоническая мода 3D/планарного сверхпроводникового резонатора; T1 фотона 10 ms (Al, Yale 2013), T2 резонаторного кубита 34 ms (Weizmann 2023); ошибки — потеря - Ион в ловушке
ion — Ионы Yb⁺/Ba⁺/Ca⁺ в РЧ-ловушках; связь через колебательные моды (МГц) ограничивает вентиль снизу микросекундами; память часового масштаба. - Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете
alkali — Сверхтонкий кубит; ридберговское взаимодействие (МГц–ГГц) допускает суб-µs вентили; T2 ~1–13 s; доминирующая ошибка — потеря атома. - Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания
ae_atom — Кубиты на ядерном спине / часовых состояниях с метастабильными уровнями; распады детектируемы → стирания (98% теория, 56% показано). - Одиночный фотон (дискретные переменные)
photon — Фотоны с оповещением (SFWM) или от квантовых точек; запутывание вероятностное (слияние); ошибка — потеря = стирание. - Сжатая мода света (непрерывные переменные)
squeezed — Моды непрерывных переменных для GKP/кластерных состояний; для отказоустойчивости нужно ~10 dB *эффективного* сжатия (сегодня 0.62 dB на чипе); сырое сжатие на ч - Спин в квантовой точке, формируемой затворами (Si/SiGe, SiMOS, Ge)
qd_spin — Спин электрона/дырки в квантовой точке, изготовленной по КМОП-технологии; обмен (10–100 MHz) даёт вентили ns–100 ns; считывание через зарядовый сенсор. - Донорный спин (P в ²⁸Si)
donor — Атомы фосфора, размещённые методом СТМ; ядерные кубиты управляются через сверхтонкую связь с общим электроном; нет фабричного пути. - Центр окраски / спин дефекта (NV, SiV, SnV, T-центр)
defect — Оптически адресуемый спин в твердотельной матрице; узел сети со спин-фотонным интерфейсом, а не процессорный кубит. - Майорановская чётность (тетрон InAs–Pb)
majorana — Нанопроволочное устройство, формируемое затворами; продемонстрировано только считывание чётности одной проволоки; топологическая защита оспаривается. - Потоковый кубит на ВЧ-СКВИДе (отжигатель)
fluxq — Носитель аналогового гамильтониана; 4 400+ кубитов со связностью Zephyr 20; не вентильный кубит.
2 · Кодирование
3 · Механизм вентиля
- CZ / iSWAP через перестраиваемый элемент связи
g_tc — Перестраиваемый потоком элемент связи включает/выключает ZZ/обмен; вентили 30–70 ns. - Кросс-резонанс (фиксированная частота, только СВЧ)
g_cr — Чисто СВЧ вентиль на трансмонах фиксированной частоты; 180–500 ns; вытеснен перестраиваемыми элементами связи в IBM Heron. - CZ через ридберговскую блокаду
g_ryd — Глобальные ридберговские импульсы запутывают соседние атомы; 270 ns; быстро для естественного носителя. - Аналоговая эволюция под ридберговским гамильтонианом
g_rydanalog — Глобальные лазерные поля задают программируемый гамильтониан Изинга/XY сразу на всём массиве — без дискретного запутывающего вентиля и без схемы; программа — ге - Вентиль Мёльмера–Соренсена / на световом сдвиге (лазерный)
g_ms — Лазерная связь спин–движение; 70 µs (Helios) — 550–880 µs (цепочки IonQ Forte); рекорд 1.6 µs. - Электронный СВЧ-вентиль (ионы, без лазера: ближнее поле или статический градиент)
g_elec — Токи на чипе создают СВЧ-градиенты; без лазеров для вентилей, без охлаждения в основное состояние; 120–226 µs. - Обменный вентиль (спины; вкл. CZ на переносимых спинах)
g_exch — Обмен J (10–90 MHz) под импульсами напряжения; 58–500 ns; ~80% ошибки — калибровка/управление (HRL). - Линейно-оптическое слияние (с оповещением)
g_fusion — Вероятностное измерение Белла на фотонах (50%, 75% с усилением); неудача сопровождается оповещением → стирание. - Программируемый линейно-оптический интерферометр (без запутывающего примитива)
g_lointer — Сетка светоделителей и фазовращателей или волоконная петля с временным мультиплексированием, рассеивающая фотоны или сжатый свет для сэмплирования; ни запутываю - Бозонные вентили через анциллу (CX кошачьих кубитов, CZ двухрельсовых, светоделитель)
g_bos — Анцилла-трансмон либо элемент связи типа светоделителя на дифференциально управляемом ПТ-СКВИДе между модами; ~500 ns. - Майорановский вентиль через измерения
g_mbq — Плетение последовательностями измерений чётности — ничего не продемонстрировано; только считывание одной проволоки. - Квантовый отжиг (аналоговая эволюция)
g_anneal — Когерентные квенчи 3.6–27 ns на 1 222–5 627 кубитах; не вентиль. - Гауссовы вентили на непрерывных переменных + негауссовы операции с помощью GKP
g_cv — Светоделители, сжиматели и прямая связь по результатам гомодинных измерений на оптических модах при такте 1 MHz (Aurora). - СВЧ / оптические спиновые вентили (центры окраски, однокубитные спины)
g_mwspin — Вращения на ESR/EDSR и сверхтонко-условные вентили; ошибка < 0.1% на регистрах NV электрон+ядро. - Сохраняющий смещение CNOT между кошачьими кубитами
g_catcnot — Требуется каждой оценкой ресурсов для кошачьих кубитов; предложен с 2019 (Guillaud–Mirrahimi) и 2020 (Puri et al.), первая унитарная схема — июль 2026; демонстр - Генератор многофотонных ресурсных состояний (RSG; 6-ring и т.п.)
src_resource — Для отказоустойчивости на основе слияний нужны кодированные ресурсные состояния из 24–168 фотонов с высокой скоростью; крупнейшие слитые графовые состояния от д
4 · Связность / транспорт
- Статическая решётка со связью ближайших соседей
cx_nn — Решётка heavy-hex (степень 2.3) или квадратная решётка (степень 3.5–3.6) с элементами связи на чипе; налог — перекрёстные помехи ZZ. - Дальние элементы связи на чипе (c-couplers, mm-масштаб)
cx_lr — Связи через резонаторы/элементы связи дальше ближайших соседей; открывает qLDPC-разводки степени 6; CZ на 2 mm 99.81% (IQM); компоненты IBM Loon без чисел. - Перемещение ионов (QCCD, перекрёстки, решётчатые ловушки)
cx_qccd — Ионы перемещаются между зонами со скоростью порядка m/s при нагреве меньше кванта; транспорт + охлаждение доминируют во времени (55 ms на полный слой Helios). - Шина на колебательных модах ионной цепочки (все со всеми в цепочке)
cx_bus — Общие колебательные моды дают связность «все со всеми» внутри одной цепочки; вентили замедляются с её длиной (медиана 672 µs на 30-ионной цепочке Forte). - Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура)
cx_aod — Сохраняющие когерентность перемещения на сотни µm за 0.4–1.6 ms при ~99.95%; зоны хранения/запутывания/считывания. - Непрерывная дозагрузка атомов (резервуар + оптический конвейер)
cx_reload — Непрерывно пополняемый резервуар атомов (конвейеры на оптической решётке, решётка, усиленная резонатором, или остановленный молассой пучок), из которого пинцеты - Перемещение спинов (конвейерный режим)
cx_shuttle — Спины переносятся на 10 µm за < 200 ns при 99.5%; вентили между движущимися спинами 98.86%; даёт искусственным носителям транспортную связность. - Фотонная коммутация / маршрутизация (электрооптика, прямая связь)
cx_switch — Каждый переключатель стоит потерь: 0.19 dB/MZI в масштабе системы (Aurora), 100 mdB у лучшего элемента в линии (BTO у PsiQuantum); для отказоустойчивости нужно - Кроссбар с общими линиями (спины)
cx_crossbar — Общие линии плунжерных и барьерных затворов: 23 линии на 16 точек, масштабирование T = 6√g − 1; когерентных операций с кубитами не показано.
5 · Управление
- Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит
ct_rt — Одна РЧ-линия на кубит через криостат; стена ввод-вывод: > 4 000 РЧ-линий (KIDE), 1 121 кубит (Condor). - Вертикальный (внеплоскостной) подвод сигналов — VIO, коаксмон, 3D разводка
ct_vio — Электроника комнатной температуры достигает каждого кубита через разводку, выходящую из плоскости кристалла — коаксиальные штыри, сквозные переходные отверстия, - Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK)
ct_cryocmos — Заказные КМОП-схемы (ASIC) при 4 K (или 7 mK), формирующие импульсы рядом с кубитами; 2–23 mW/кубит при 4 K; 20 nW/MHz на ячейку при mK. - Цифровое управление на БОК-логике (4 K / mK)
ct_sfq — Одноквантовые (сверхпроводниковая электроника) цифровые схемы либо на mK-ступени — цепочки импульсов управляют кубитами с flip-chip (однокубитные > 99 %, пик 99 - Мультиплексирование потоковых ЦАП на чипе
ct_fluxdac — Потоковые ЦАП на БОК-логике из наследия отжигателей: ~200–300 линий смещения на 10⁴ кубитов; применено к флаксониуму (многокристальный модуль на столбиковых выв - Оптическое управление лазером через АОД/SLM (атомы)
ct_laser — Массивы пинцетов от SLM (12 000 сайтов), перемещения на АОД, ридберговские лазеры; 33 W на 18 225 пинцетов; выше 10⁴ сайтов ограничивает произведение время–поло - Пинцеты от ФИС / интегральная оптика для атомов
ct_pic_trap — Генерация ловушек перенесена на фотонный чип (4 атома, время жизни 27.5 s); оптика искусственного мира для естественного носителя. - Лазерное управление с интегральной фотоникой (ионы)
ct_ionlaser — Интегральная фотоника в вакууме при комнатной температуре (существуют криогенные ловушки при 4–10 K): Волноводы в ловушке доставляют все длины волн; двухкубитны - Свободнопространственная лазерная адресация ионов (пучки АОМ/АОД)
ct_ionaod — Индивидуальные и глобальные вентильные пучки, наводимые на цепочку акустооптическими модуляторами или дефлекторами через объёмную оптику над ловушкой — самое ра - СВЧ-управление, интегрированное в чип (ионы)
ct_ionmw — Электронные источники сигнала заменяют лазеры вентилей: ~200 источников на 1 000 ионов (WISE); однокубитная ошибка 1.5×10⁻⁷ без экранирования. - Электрическое управление в основной полосе частот (спины, майораны)
ct_base — Импульсы напряжения на затворах; цифровое, плотное; бремя калибровки проявляется как когерентная ошибка. - Электрооптическое управление + электроника прямой связи (комн. т.)
ct_eo — МГц–ГГц переключение BTO/TFLN-модуляторов по результатам детекторов в пределах одного такта.
6 · Считывание
- Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла)
ro_disp — Сдвиг резонатора, читаемый через параметрический усилитель; импульс 240 ns при 99.94% (IQM); скрытая цена — утечка, наведённая считыванием. - Быстрый безусловный / диссипативный сброс кубита
ro_reset — Возврат кубита в |0⟩ за ~100–500 ns связью с резонатором с потерями или диссипативным приводом без измерения — слагаемое стоимости каждого цикла поверхностного - Считывание потока через QFP / СКВИД и сдвиговые регистры (отжигатели)
ro_fluxro — Собственное считывание отжигателя: конечное состояние потока каждого кубита защёлкивается квантовым потоковым параметроном и выводится сдвиговыми регистрами на - Детектирование состояния по флуоресценции (ионы, дефекты)
ro_fluor — Зависимое от состояния рассеяние, считаемое ФЭУ/SNSPD; рекорд 11 µs при 99.93%; SPAM 4.8×10⁻⁴ на Helios. - Регистрация флуоресценции массивов атомов
ro_img — Регистрация флуоресценции на камере, типично 0.5–1 ms; неразрушающая, с потерей 0.24%; формируется быстрая регистрация нейтрального Yb (17.6 µs, 99.89%). - Преобразование спина в заряд + радиочастотная рефлектометрия
ro_s2c — Туннелирование по Паули/энергии, регистрируемое одноэлектронным боксом на затворе (SEB) или одноэлектронным транзистором (SET); 99.2% за < 6 µs; 99.9% за 100 µs - Детектирование одиночных фотонов (SNSPD / TES)
ro_spd — Разрушающее по природе; от 93.4% медианы в масштабе пластины до 99.73% на рекордном устройстве, джиттер 3 пс, 1–4 K; нужны тысячи каналов. - Гомодинное детектирование квадратур (непрерывные переменные)
ro_homodyne — Измерение квадратуры поля относительно общего гетеродина — вычислительное измерение машин на непрерывных переменных и GKP (Aurora); счёт фотонов остаётся канало - Радиочастотное считывание чётности по квантовой ёмкости
ro_qcap — Интерферометрическое считывание чётности майорановской проволоки; 1% ошибка присвоения, SNR 1 за 3.6 µs. - Внутрисхемная проверка стирания
ro_erasure — Детекция утечки/потери через анциллу без возмущения кода: 384 ns (трансмон), 1.8 µs (резонатор), 20 µs (атомы Yb).
7 · Код
- Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты)
code_surface — 2D-код ближайших соседей; порог 0.94%; ~650–1 500 физических на логический при 10⁻¹² (yoked-варианты снижают ~1 500 до 600–800). - Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили)
code_color — Треугольный 2D-код с трансверсальными H/S/CNOT; ~1.9× площади поверхностного кода; несёт дистилляцию и инъекцию. - Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross»)
code_qldpc — Поверхностный код сам является qLDPC-кодом с 2D-локальными проверками и исчезающей скоростью; этот узел — нелокальное семейство с постоянной скоростью. «Gross» - Высокоскоростные каскадные коды с трансверсальными вентилями
code_highrate — Iceberg [[k+2,k,2]], [[80,48,4]], тессерактный цветовой код [[16,6,4]] (подсистемный вариант [[16,4,2,4]] у Quantinuum): много логических кубитов на физический - Коды, адаптированные к стираниям
code_erasure — Поверхностные коды и коды, устойчивые к потерям, с флагами стирания: порог 0.94% → 4.15%; симуляция двухрельсовых кубитов Λ≈27 (идеализировано). - Бозонное каскадирование (repetition-cat, LDPC-cat, GKP+qLDPC)
code_bosonic — Внешний код использует смещение шума/коррекцию сдвигов внутреннего; две точки Ocelot — не скан по расстоянию; LDPC-cat предполагает 0.1% переворотов фазы (измер - Отказоустойчивость на основе слияний
code_fusion — Ресурсные состояния + слияния; порог потерь 2.7%/фотон (усиленный 6-ring), 17.4% — только для {7,4}-кодированного ресурсного состояния из ~168 фотонов; демонстр - Алгоритмическая отказоустойчивость / трансверсальные архитектуры
code_aft — Постоянное число синдромных раундов на логический вентиль через трансверсальные вентили + коррелированное декодирование; амортизирует медленные циклы (> 10× про - Фабрика магических состояний (культивация / дистилляция / переключение кодов)
code_magic — Ресурс для не-клиффордовых вентилей; культивация даёт 10⁻⁹ T-ошибки за ~цену CNOT (теория), показано 0.9999 при 8% принятых. - Смягчение ошибок в слоте кода (ZNE, PEC) — не код
code_mitig — Экстраполяция к нулевому шуму, вероятностное подавление ошибок и постобработка тензорными сетями: то, что на деле занимает слот кода у NISQ-машины «утилитарного - Коды обнаружения ошибок ([[4,2,2]], поверхностный d = 2, iceberg, пространственно-временные)
code_detect — Коды, которые помечают ошибку и отбрасывают прогон вместо исправления — код [[4,2,2]], поверхностный код расстояния 2, пространственно-временные коды: первая ст
8 · Декодер
- MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание)
dec_mwpm — Декодер на основе паросочетаний; < 1 µs/раунд при d=17 на одном ядре (пропускная способность), 0.8 µs задержки на ПЛИС при d=13 (Micro Blossom); Λ=2.04 на Willo - Нейросетевые декодеры (AlphaQubit 2, CNN, трансформеры)
dec_nn — Обучаемые декодеры делают на ~6% меньше ошибок, чем тензорно-сетевой декодер, и на ~30% меньше, чем коррелированное паросочетание, на данных Sycamore, а в модел - Relay-BP для qLDPC (ПЛИС)
dec_relaybp — Распространение доверия (belief propagation) с реле: 24 ns/итерация, в среднем < 1 µs на цикл, частота логических ошибок в ~100 раз ниже, чем у BP+OSD. - ПЛИС-декодеры реального времени (LCD, Deltaflow)
dec_fpga — Декодер локальной кластеризации (LCD) < 1 µs/раунд до d=17; контур реального времени Riverlane + Rigetti 9.6 µs (6.5 µs декодирование + 3.1 µs связь, патч стаби - GPU-декодирование через NVQLink
dec_gpu — Круговая задержка 3.84 µs; Helios+GH200 BP+OSD медиана 67 µs (выигрыш по частоте логических ошибок 5.4×); платформенно-независимый слой. - Коррелированное декодирование / декодирование с учётом потерь (трансверсальные вентили, потеря атомов)
dec_corr — Декодирует сквозь трансверсальные вентили и использует флаги потерь; выигрыш QEC 1.73× на процессоре из 448 атомов. - RL-калибровка в контуре / подстройка управления
dec_rl — Обучение с подкреплением подстраивает > 1 000 параметров управления во время QEC: ~20% дополнительного подавления, 3.5× устойчивость к дрейфу. - Криогенный декодер / декодер на чипе (крио-КМОП, БОК)
dec_cryo — Только проекты: NISQ+ (≤ 20 ns, БОК), QECOOL (2.8 µW), Pinball/CryoZip (предекодеры при 4 K) — ни одного изготовленного чипа-декодера.
9 · Межсоединение
- Многокристальные модули / l-couplers (один криостат)
ic_mcm — Плитка чиплетов (Rigetti 12×9 q, 99.1%) и метровые l-couplers между модулями (IBM Cockatoo 2027 [R]). - Многокристальная сборка в одном модуле (flip-chip, bump-bonding с управляющим кристаллом)
ic_multidie — Кристалл с кубитами, соединённый flip-chip с кристаллом разводки или управления внутри одного корпуса — Sycamore, Zuchongzhi, Ocelot, модуль flip-chip на БОК-ло - Криогенная разводка сигналов для спиновых массивов (кристалл-маршрутизатор, 3D многослойная разводка)
ic_fanout — Милликельвиновый маршрутизатор (Pando Tree Intel с разводкой на 64 канала), 3D многослойная криогенная разводка или маршрутизация на кристалле, ведущие спиновый - Криогенная СВЧ-линия связи между криостатами
ic_cryolink — 30-метровый сверхпроводниковый волновод при < 50 mK; точность состояния Белла 80.4% при 12.5 kHz; суммарные потери 0.55–0.65 dB. - Ион-фотонный интерфейс
ic_ionphoton — Удалённые пары Белла при 9.7–250 s⁻¹ с точностью 94–97%; телепортированный CZ 86%; нужно ≥ 10⁴ s⁻¹. - Атом-фотонный интерфейс через резонатор
ic_atomcavity — Атомы в пинцетах, связанные с резонаторами: ~90% эффективность атом–фотон от генерации до детектирования (MPQ); межмодульных скоростей пока нет. - Твердотельный спин-фотонный интерфейс (SiV, NV, T-центр)
ic_spinphoton — Запутанность на 25–35 km проложенного волокна при 0.02–1 Hz с F 0.53–0.86; два разных результата по телепортированному CNOT между криостатами — постселектирован - СВЧ-оптический преобразователь (полезной эффективности)
ic_transducer — Лучшее: η_tot 15%, N_add 0.16 (электрооптика); полезный режим требует η > 1/2 и N_add ≪ 1; ~3 порядка не хватает (анализ IBM). - Волоконные линии связи между фотонными модулями
ic_fibre — Межчиповые пары Белла 99.72% на 42 m (без учёта потерь); межстоечное волокно Aurora.
10 · Производство
- КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка)
fab_cmos — Intel D1 EUV (24 тыс. устройств/пластина, 96% выход), imec (двухкубитные > 99%), GF 22FDX (1 024 точки), ST FD-SOI; GF — многомодальная фабрика ($375 млн, письм - Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm)
fab_sc — IBM Albany 300 mm / фабрика Anderon; Google Santa Barbara; Rigetti ABAA-подстройка (97.4% попаданий в частоту); OQC — 500-кубитная пластинная упаковка. - Объёмные сверхпроводниковые резонаторы (механическая обработка)
fab_3d — Механически обработанные алюминиевые резонаторы достигают Q > 0.5×10⁹ (время жизни фотона 10 ms, Yale 2013); ниобиевые ускоряющие резонаторы без кубита удержива - Изготовление ионных ловушек (планарные чипы; фрезерованные 3D ловушки-лезвия)
fab_trap — МЭМС/КМОП-ловушки: Helios 1 228 электродов / 273 сигнала; чипы Oxford Ionics с обычных полупроводниковых фабрик; SkyWater внутри IonQ. - Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm)
fab_pic — GlobalFoundries Fab 8 для PsiQuantum (SiN 0.5 dB/m многомодовый, но 1.8(2) дБ/м одномодовый, BTO-переключатели, SNSPD на чипе с медианой 93.4%); TFLN/SiN для Xa - Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы)
fab_optics — Системы при комнатной температуре: Pasqal Orion 3 kW / 2 500 кг; аппаратура непрерывной дозагрузки (2 оптических решёточных конвейера, 300 000 атомов/с в пинцет - Сборка из объёмной оптики и волокна (фотонные сэмплеры)
fab_bulk — Настольная оптика и волоконные петли, собранные вручную — Jiuzhang, Borealis, PT-2 — в отличие от фабрики ФИС; так была построена каждая машина сэмплирования за - Гетероструктуры A3B5 (МЛЭ; проволоки InAs–Pb, КТ-источники)
fab_mbe — Собственное выращивание у Microsoft для тетронов (без внешней репликации); GaAs квантово-точечные источники фотонов (Quandela). - СТМ-литография (доноры)
fab_stm — Атомно-точное размещение доноров P (~3 nm); штучно, последовательно, без фабричного пути. - Выращивание алмаза / имплантация (NV, SiV, SnV)
fab_diamond — SnV-нанорезонаторы (QuTech, PRX 2026): 327 охарактеризованы при комнатной температуре на двух чипах, связанные центры в 7 из 9 охлаждённых, у двух измерена кооп