論文の概要: Experimental Benchmarking of a 256-Qubit Room-Temperature NV-Diamond Quantum Processor with an Optically Programmable Biomolecular Quantum Bus
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.18245v1
- Date: Tue, 13 Oct 2026 12:10:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-17 06:45:28.272622
- Title: Experimental Benchmarking of a 256-Qubit Room-Temperature NV-Diamond Quantum Processor with an Optically Programmable Biomolecular Quantum Bus
- Title（参考訳）: 光プログラム可能な生体分子量子バスを用いた256kbit室温NVダイアモンド量子プロセッサのベンチマーク
- Abstract要約: ゼウス256(Zeus-256)は、室温窒素空洞(NV)ダイアモンドプロセッサで、256個のアクティブなプロセッサレベルの論理量子ビットを持つ。
各論理量子ビットは、NV電子スピンアンサンブルと核スピンメモリと補助資源を結合する。
OpenQASM 2.0回路はRFSoC制御マイクロ波、高周波、光、タイミング、測定、バス構成シーケンスに変換される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6999740786886536
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We report Zeus-256, a room-temperature nitrogen-vacancy (NV) diamond processor with 256 simultaneously active processor-level logical qubits arranged in a 16 x 16 array. Each logical qubit combines an NV electron-spin ensemble with nuclear-spin memory and ancillary resources. OpenQASM 2.0 circuits are transpiled into RFSoC-controlled microwave, radio-frequency, optical, timing, measurement and bus-configuration sequences. An optically programmable proprietary protein-chromophore layer with an internal metastable-triplet spin mediator provides a reconfigurable biomolecular quantum bus for local and long-range interactions. Benchmarks cover QFT, GHZ entanglement, Grover search, arithmetic, variational, neural-network, graph-state and Shor-family circuits. Factor recovery is reported for 11 integers of 8-84 bits, with 10 attempts per instance; the 84-bit endpoint uses 256 qubits and 40,250,342 reported gates, with a reported execution time of 551.694 ms. Bell-CHSH measurements yield S = 2.8008 +/- 0.0446. Three-qubit Grover search returns the marked state in 958 of 1,024 shots (93.55%), compared with an ideal reference of 94.53%. A separate 30,000-shot population-and-parity protocol yields fixed-phase GHZ+ fidelity of 99.8960%, an estimated standard error of 0.2885 percentage points and a conservative physical 95% interval of [98.2342%, 100%]. Timing metrics are partial and do not establish quantum advantage. Scaling to 9,984 processor-level logical qubits is an engineering target, distinct from the demonstrated register.
- Abstract（参考訳）: 室温窒素空洞(NV)ダイアモンドプロセッサであるZeus-256について報告する。
各論理量子ビットは、NV電子スピンアンサンブルと核スピンメモリと補助資源を結合する。
OpenQASM 2.0回路はRFSoC制御マイクロ波、高周波、光、タイミング、測定、バス構成シーケンスに変換される。
内部メタスタブル-トリップレットスピンメディエータを備えた光学的にプログラム可能なプロプライエタリなタンパク質-クロモフォア層は、局所的および長距離相互作用のための再構成可能な生体分子量子バスを提供する。
ベンチマークでは、QFT、GHZエンタングルメント、グローバーサーチ、算術、変分、ニューラルネットワーク、グラフ状態およびショアファミリー回路をカバーしている。
84ビットのエンドポイントは256量子ビットと40,250,342個のゲートを使用し、実行時間は551.694ミリ秒と報告されている。
3ビットGroverサーチは、94.53%の理想的な基準と比較して、1,024ショット(93.55%)のうち958のマーク状態を返す。
3万発の個体群分離プロトコルでは、GHZ+の忠実度は99.8960%、標準誤差は0.2885ポイント、保存的物理区間は[98.2342%, 100%]である。
タイミングメトリクスは部分的であり、量子的優位性を確立しない。
9,984個のプロセッサレベルの論理量子ビットへのスケーリングは、デモレジスタとは異なるエンジニアリングターゲットである。
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