physical_qubits, entangled_state_error_exp

数据集physical_qubits记录了从1999年到2024年间不同平台物理量子比特的演变，包括实验代码名称、相关研究文章标题和链接、发表年份、平台类型以及包括T1和T2时间在内的相干性指标。数据集entangled_state_error_exp追踪了从1998年到2025年间多个量子计算平台上纠缠误差率的演变，记录了纠缠误差率（纠缠态误差或双量子比特门误差）、相关研究文章标题、发表年份和实现平台。这些数据集展示了在过去几十年中量子比特稳定性的显著提高，以及纠缠误差率的持续降低。

The dataset physical_qubits documents the evolution of physical qubits across different platforms from 1999 to 2024, including experimental code names, titles and URLs of relevant research articles, publication years, platform types, and coherence metrics such as T1 and T2 times. The dataset entangled_state_error_exp tracks the evolution of entanglement error rates across multiple quantum computing platforms from 1998 to 2025, recording entanglement error rates (entangled state error or two-qubit gate error), titles of relevant research articles, publication years and implementation platforms. These datasets demonstrate the significant improvement in qubit stability and the continuous reduction in entanglement error rates over the past decades.

搜集汇总

数据集介绍

构建方式

该数据集通过系统性地收集和整理1999年至2024年间量子计算实验的公开数据构建而成，涵盖离子阱、超导电路、中性原子、NV色心和半导体等多种物理平台。数据来源包括同行评议论文和预印本，采用自动化脚本从arXiv等开放获取平台提取关键指标，并通过人工校验确保准确性。数据集采用模块化设计，包含物理量子比特相干时间、纠缠态错误率和量子纠错码实现等独立子集，支持动态更新机制以纳入最新研究成果。

特点

数据集的核心价值在于其跨平台可比性，通过统一标准收录了T1/T2相干时间、两比特门错误率等关键指标。时序跨度达25年，完整记录了量子比特性能的指数级提升轨迹。特别包含早期核磁共振实验到近期表面码实现等里程碑数据，并标注了不同编码方案（如超导电路中的transmon与玻色编码）。数据粒度涵盖单篇文献的完整实验参数，支持从器件物理到系统规模的跨层次分析。

使用方法

研究者可通过GitHub仓库的Jupyter Notebook模板快速开展趋势分析，利用预置脚本生成平台对比图或指数拟合曲线。数据集支持三种典型应用场景：评估特定平台的技术成熟度、预测达到容错阈值的时间节点、设计新型量子纠错方案时的历史性能参考。通过GraphQL接口可实现复杂查询，如筛选同时满足相干时间>100μs和门错误率<0.1%的超导量子比特实验。与量子门集基准测试数据联合分析时，需注意纠缠态错误率与标准门错误的换算关系。

背景与挑战

背景概述

数据集physical_qubits和entangled_state_error_exp由François-Marie Le Régent Pasqal于2025年创建，旨在评估量子计算实验在容错量子计算（FTQC）方面的进展。该数据集涵盖了多种量子计算平台，包括离子阱、超导电路、中性原子、NV中心和半导体等。通过分析相干时间、纠缠错误和系统规模等关键物理指标，该数据集为量子计算硬件的发展提供了重要的基准测试工具。该数据集的研究背景源于量子计算领域对高保真度和可扩展性量子比特的需求，特别是在实现量子纠错（QEC）和容错量子计算方面。

当前挑战

该数据集面临的挑战主要包括：1) 领域问题的挑战：量子比特的相干时间和纠缠错误率需要进一步降低，以满足容错量子计算的要求；2) 构建过程中的挑战：数据集的构建需要整合多种量子计算平台的实验数据，确保数据的准确性和一致性。此外，不同平台的量子比特特性和实验条件差异较大，增加了数据标准化和比较的难度。

常用场景

经典使用场景

在量子计算领域，physical_qubits和entangled_state_error_exp数据集被广泛用于评估不同量子计算平台的物理量子比特性能。这些数据集通过记录量子比特的相干时间、纠缠错误率等关键指标，为研究人员提供了一个标准化的基准测试框架。特别是在超导电路、离子阱和中性原子等主流平台上，这些数据集帮助量化了量子比特的稳定性和门操作保真度，为量子纠错码的实现奠定了硬件基础。

实际应用

在实际应用中，这些数据集直接指导了量子处理器的设计优化。例如，中性原子平台通过分析6100个量子比特的扩展数据，验证了光学镊子阵列的可扩展性；而超导电路则利用纠缠错误率数据优化了跨共振门控方案。工业界如IBM和Pasqal等公司已将这些指标纳入芯片开发流程，加速了含噪声中等规模量子（NISQ）器件的工程化进程。

衍生相关工作

基于该数据集衍生的研究包括：1）Google Quantum AI团队实现了表面码距离-7的逻辑量子比特，其101物理量子比特架构直接引用了数据集中的纠错阈值分析；2）D. Bluvstein等人提出的可重构原子阵列逻辑处理器，其性能预测模型依赖于数据集中的中性原子相干时间趋势；3）多个团队开发的量子错误缓解技术（如随机编译）均以数据集中的门错误率作为基准测试标准。