→ Quantum Technology Atlasטכנולוגיות · מכונות · ארכיטקטורות · ארגוניםEnglishРусский

בקרת מיקרוגל משולבת בשבב (יונים) ct_ionmw

הנעת השערים של היונים מסונתזת כאותות חשמליים ומועברת במוליכים בתוך שבב המלכודת, במקום באלומות לייזר.

בקרת מיקרוגל משולבת בשבב (יונים)

ct_ionmw · שכבה 5 בקרה · הודגם · מאז 2024
פתח במפה

מקורות אותות אלקטרוניים מחליפים את לייזרי השער: ~200 מקורות ל-1,000 יונים (WISE); 1Q 1.5×10⁻⁷ ללא מיגון.

סימוני המפה
טכנולוגיה חוצה — נושא טבעי + בקרה במיקרוגל/אלקטרונית
תקציר ←

מקורות מרכזיים

[103] M. C. Smith, A. D. Leu, K. Miyanishi, M. F. Gely, and D. M. Lucas, “Single-qubit gates wit… · 2025
[590] NXP Semiconductors, “NXP, eleQtron and ParityQC Reveal their First Quantum Computing Demon… · 2024
[325] M. Malinowski, D. Allcock, and C. Ballance, “How to Wire a 1000-Qubit Trapped-Ion Quantum … · 2023
[102] A. C. Hughes et al., “Trapped-ion two-qubit gates with >99.99% fidelity without ground-sta… · 2025
[97] A. Ransford et al., “A 98-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all connectivity,… · 2026

מרחב התכן — תכונות

(a) זיקת הנושא
מיוצר
(b) זמן · שזירה
—
(c) קריאה
—
(d) ניידות
—
(e) בקרה
מיקרוגל @ טמפרטורת החדר
(f) מבנה השגיאה
פאולי סטוכסטית
(g) ייצור
MEMS / מלכודות אלקטרודות משטח

מרחב ההערכה — תכונות מתוארכות

chip-integrated microwave 1Q → 1.5×10⁻⁷ error per Clifford
מגדירה: ערוץ השגיאה · 2024-12 · מקור
WISE architecture → 1,000 ions with ~200 signal sources (design)
מגדירה: מסלול הגדלה · 2023 · מקור

Oxford Ionics/IonQ, eleQtron (MAGIC).

רשומות סטנדרטיות

קווי בקרה לקיוביט → 0.2 · theory
WISE: 'operate a fully connected 1000-qubit trapped ion quantum computer using ~200 signal sources' (integrated switching) · 2023-05 · מקור [S] ⓘ

שחקנים ויעדים — ביאורים

יונים לכודים — בקרה אלקטרונית של הקיוביט (שערי מיקרוגל / RF) — Oxford Ionics (IonQ), eleQtron, QUDORA, Universal Quantum · G2 G3 G6 G7
יונים לכודים — QCCD (הובלה בין אזורים) (חלופית) — Quantinuum (H1, H2, Helios, Sol), Universal Quantum · G2 G3 G6 G7

קשתות

דורשת: ייצור מלכודות יונים (שבבי אלקטרודות משטח; מלכודות להבים תלת-ממדיות בעיבוד שבבי)
נחוצה עבור: שער מיקרוגל אלקטרוני (יונים, ללא לייזר: שדה קרוב או גרדיאנט סטטי)
חלופות: בקרת לייזר בפוטוניקה משולבת (יונים), מיעון לייזר של יונים במרחב חופשי (אלומות AOM/AOD)
° אחת מכמה שהיו מתאימות · הדרך המקובלת, לא דרישה מחייבת

בשימוש: 8 מכונות (8 ראשית · 0 חלופית)

↗ כרטיס המרשם שלה · מאמר / מוצר / עיתונות: קישורים שבהם המכונה נזכרת בשמה (הייחוס נבדק ב-20 בספטמבר 2026)

תמונות

כל תמונה מלווה בתיאור של מה שהיא מראה ובשורת הקרדיט שלה.

File:Microwave Apparatus (6029992084).jpg
Composite photograph of a laboratory apparatus: a small glass vacuum chamber between two large copper-wire coils on an optical breadboard, lit green by an LED for visual effect, with an ultraviolet laser beam colourised blue. From the National Institute of Standards and Technology, 2011; the caption says a pair of ions is trapped by electric fields and manipulated with microwaves inside the chamber. It illustrates trapped-ion qubits controlled by microwaves instead of laser gates; the ions themselves are far too small to see here. “Microwave Apparatus (6029992084)” — National Institute of Standards and Technology, public domain (US federal work). Source: commons.wikimedia.org/wiki/File:Microwave_Apparatus_%2860299…
Fig. 5 — Figure 5: Rendered image of the vacuum chamber. Labelling is as follows: (i) LHe flow cryostat head; (ii) thermal strap; (iii) microwave semi-rigid…
A computer render, with the lid cut away, of a cryogenic ion-trap vacuum assembly: flow-cryostat head, thermal strap, semi-rigid microwave coax, microwave circuit board holding a surface trap chip, feedthroughs and atomic ovens on a CF100 flange. It is Figure 5 of arXiv 2207.11364 by M. A. Weber, D. M. Lucas and colleagues. It shows the hardware behind laser-free near-field microwave gates for trapped ions: the microwave currents reach the chip by coax and board. It is a drawing, and small. “Fig. 5 — Figure 5: Rendered image of the vacuum chamber. Labelling is as follows: (i) LHe flow cryostat head; (ii) thermal strap; (iii) microwave semi-rigid coaxial…” by M. A. Weber et al., arxiv.org/abs/2207.11364, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
Fig. 10 — Figure S3: (a) and (b) show top views of the models used in COMSOL simulations. Grey surfaces are conductive, whilst black/blue surfaces show the d…
Simulation drawings and a plot, not photographs, from supplementary Figure S3 of "Cryogenic ion trap system for high-fidelity near-field microwave-driven quantum logic" by Weber, Löschnauer, Wolf and co-authors. Panels show COMSOL models of a surface-electrode ion-trap chip with its RF feed and a meandering on-chip microwave line, a variant with a planar spiral inductor, an RF-line circuit, and a plot of where the microwave field minimum sits. The on-chip line serves laser-free near-field microwave gates, which drive the ions with the microwave field gradient near the chip rather than with laser beams. An impedance mismatch up the RF line moves that minimum; the inductor (squares) keeps it steady. “Fig. 10 — Figure S3: (a) and (b) show top views of the models used in COMSOL simulations. Grey surfaces are conductive, whilst black/blue surfaces show the dielectric…” by M. A. Weber et al., arxiv.org/abs/2207.11364, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
ct_ionmw · layer 5 בקרה · centrality 12.9 · demonstrated · since 2024 · updated 2026-09-30

בקרת מיקרוגל משולבת בשבב (יונים)

הנעת השערים של היונים מסונתזת כאותות חשמליים ומועברת במוליכים בתוך שבב המלכודת, במקום באלומות לייזר.

Verdict. שיאי הנאמנות אמיתיים, אך הם על שני יונים; טענת החיווט של ~200 מקורות לכל 1,000 קיוביטים נשארת מחקר תכנון מ-2023, ונכון ל-2026-09-03 לא פורסם התקן מיקרוגל רב-אזורי המשולב בשבב.

Key references

Λ = מקדם דיכוי השגיאות לכל צעד במרחק הקוד; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (שלב A — רעיון → B — תוכנית מו״פ → C — אימות ותיקוף (V&V) ממשלתיים); G1–G7 = מחלקות היעדים של הדוח (ראו "שחקנים וכלכלה").

זהות ומוצא

שכבת הבקרה של מכונת היונים ללא לייזר: האלקטרוניקה המחוללת את הנעת הקיוביט, מוליכי השבב המקרינים אותה, והחיווט שביניהם. הפיצולים העל-דקים נמצאים ב-1–13 GHz, ולכן אורך הגל עולה על המלכודת כולה ושום דבר אינו ממוקד. המיעון הוא גאומטרי, דרך השדה הקרוב של פס מוליך הנמצא עשרות מיקרומטרים מהיון, או ספקטרלי, כאשר גרדיאנט מגנטי סטטי מעניק לכל יון תהודה משלו. משפחה אחת נגזרת משערי השדה הקרוב של NIST Boulder מתחילת שנות ה-2010, וכיום היא נישאת בידי Oxford Ionics בתוך IonQ; השנייה היא הצימוד המושרה בגרדיאנט מגנטי של Wunderlich מ-Siegen, שמסחרה eleQtron בשם MAGIC.

תכונות: זיקת הנושא 1.0, מיוצרת לחלוטין — היון טבעי, אך כל מה ששייך לטכנולוגיה זו ליתוגרפי; אין לה זמן אופייני ואין לה פעולת שזירה משלה; אין לה קריאה — הפלואורסצנציה נשארת אופטית; אין לה ניידות — המבנה סטטי והיונים מובלים לאורכו; אופן מיקרוגל עם מיקום בטמפרטורת החדר, ורק הניתוב נמצא על השבב; מבנה שגיאה פאולי, ללא ערוץ דליפה משלה; ייצור ברמת MEMS, ערימת מתכות רב-שכבתית של אלקטרודות משטח. הטכנולוגיה מתוארכת ל-2024, השנה שבה הגיעו השער החד-קיוביטי בשגיאה מתחת לחלק למיליון D[103] והמדגים הראשון של MAGIC שהוצב בשטח C[590].

פיזיקה וגבולות

פוטון של 10 GHz נושא ~40 µeV, לעומת ~2 eV של פוטון ראמאן אופטי. הנעה דרך מצב מעורר וירטואלי עולה בפיזור ספונטני, המציב לשערי לייזר רצפה סביב 10⁻⁴ וממיר חלק מהשגיאה הזאת לדליפה; הנעת מיקרוגל אינה נוגעת בשום מצב מעורר, ולכן האיבר נעלם. מה שנותר קלאסי — רעש משרעת ורעש פאזה של המקור, רעש שדה מגנטי, סחיפת כיול — ומכאן רצפה של 1.5(4)×10⁻⁷ לכל קליפורד על קיוביט שעון של ⁴³Ca⁺, T₂ ≈ 70 s, בטמפרטורת החדר, ללא מיגון, עם שגיאת כיול מתחת ל-10⁻⁸ D[103].

החשבון מגיע בזרם: צימוד ספין–תנועה, רכיב השזירה שבו עוסק תקציר השער הסמוך, דורש גרדיאנט, וגרדיאנט ביון פירושו אמפרים במרחק מיקרונים. מכאן שלוש תוצאות. פיזור אוהמי, משום שעומק החדירה בנחושת ב-10 GHz הוא תת-מיקרומטרי והחום נוחת בשבב המחזיק את היון; טווח גלובלי, משום שכל יון רואה הנעה שאורך הגל שלה מגמד את המלכודת, ולכן את הבררנות יש לבנות מניתוב או מהפרדת תדרים; וחימום תנועתי המושרה בידי ההנעה, המופיע לא כשגיאת בקרה אלא כשער שזירה פגום בהמשך. פסים מוליכים ממוליך-על ומיתוג על השבב השומר על האזורים שלא נבחרו קרים היו מזיזים את הרצפה.

מצב ההנדסה העדכני

טבלה
שנה נתון מי תג+מפתח
2023-05-22 1,000 קיוביטים בקישוריות מלאה מ-~200 מקורות אותות (תכנון) Malinowski, Allcock, Ballance (Oxford Ionics) S[325]
2023-05-22 תחזית של ~40–2,600 שכבות שערים בשנייה Oxford Ionics S[325]
2024-05-30 סופק המדגים הראשון של MAGIC, 10 קיוביטים, המבורג eleQtron / NXP / ParityQC C[590]
2024-12-05 שגיאת שער חד-קיוביטי 1.5(4)×10⁻⁷ לכל קליפורד, ללא מיגון מגנטי Oxford (הקבוצה של Lucas) D[103]
2025-10-20 שגיאת שער דו-קיוביטי 8.4(7)×10⁻⁵, ללא קירור למצב היסוד Oxford Ionics / IonQ D[102]

כל השיאים שלעיל נמדדו על יון אחד או שניים במלכודת מעבדה; שום התקן פומבי אינו מניע שמונה אזורים או יותר ממוליכים המשולבים בשבב. מכונת היונים הגדולה ביותר בשירות, Helios בן 98 היונים, מונעת בלייזרים, עם 1,228 אלקטרודות ו-≥7 אורכי גל, ומוציאה ~55 ms לכל שכבה ברוחב מלא על הובלה, מיון וקירור, לעומת שער של ~70 µs D[97]. איבר השגיאה השולט אצל Oxford הוא דה-קוהרנטיות ועוד דליפה ומדידה, לא אלקטרוניקת ההנעה D[103]; בקנה מידה של מערכת הוא צפוי להיות הפרעה הדדית וחימום המושרה בידי ההנעה, ושניהם לא פורסמו.

ייצור, חומרים ושרשרת האספקה

השבב הוא מעגל RF שבמקרה גם לוכד יונים: שכבות מתכת שהעליונה שבהן מתוכננת ל-~1 A בתדרי גיגה-הרץ, מעברים בין-שכבתיים המרחיקים את פיצול קווי ה-DC מפני השטח הפונים אל היון, וכן — ב-WISE — התקני מיתוג המשולבים בצורה "התואמת את אילוצי הייצור וההפעלה שלו", כשהסינתזה נשארת בחוץ S[325]. זהו מפרט של מפעל מוליכים למחצה, לא של סדנת אופטיקה, והוא מסביר את הקצאת ההון טוב יותר מכל שקף של מפת דרכים. IonQ רכשה את Oxford Ionics תמורת $1.075 B (העסקה נסגרה ב-2025-09-17) fact, ואחר כך את מפעל הייצור SkyWater של 200 mm תמורת ~$1.8 B (העסקה נסגרה ב-2026-07-31) fact, תוך שהיא חושפת רק "גישה לייצור מבוססת מוליכים למחצה" C[19]. בגרמניה החלוקה חוזית: eleQtron בונה את המלכודת ואת חומרת MAGIC, NXP את אלקטרוניקת הבקרה והוויסות, ו-ParityQC את שכבת הארכיטקטורה G[327].

נכון ל-2026-09-03 אין נתון פומבי של שיעור תקינות, אחידות או עלות לקיוביט לשבב מלכודת מיקרוגל. היחס היחיד שאפשר לצטט הוא 0.2 מקורות אותות לקיוביט ב-1,000 קיוביטים S[325], לעומת נתיב אלומה לכל אזור ו-≥7 אורכי גל במערכת לייזר D[97]. נקודות הכשל היחידות יושבות בייצור המלכודות — Sandia, Infineon, הייצור העצמי של Honeywell, ה-SkyWater שבבעלות IonQ — ולא בשרשרת המיקרוגל הסחורתית; החשיפה לפיקוח על יצוא עוברת דרך הפיקוח הקוונטי של ארה״ב מספטמבר 2024, וה-ECCN לא אומת.

בקרה, קריאה ועומס הקלט-פלט

לכל קיוביט: אות חד-תדרי אחד ב-1–13 GHz עם בקרת פאזה ברמת תת-מיליראדיאן, ועוד מתחי DC של המלכודת וסביבה מגנטית יציבה. הבנייה הנאיבית נותנת מסנתז, מגבר ומעבר ואקום קואקסיאלי אחד לכל אזור, ומספר מעברי הוואקום ועומס החום — לא הקיוביטים — הם שעוצרים את המכונה בכמה מאות. WISE עונה בפירוק ריבוב — סינתזה בטמפרטורת החדר, מתגים פשוטים על השבב, ואות משותף אחד בהספק גבוה המפוצל אל האזור הנבחר — ומגיע ל-~200 מקורות עבור 1,000 קיוביטים ב-40–2,600 שכבות בשנייה S[325]. זה אותו מהלך שעושה הבקרה הספרתית של מוליכי-על כאשר כניסה ספרתית אחת מזינה כמה קיוביטים D[304].

ב-10³ קיוביטים השאלה המכרעת היא אם מתג על השבב יכול לשבת מיקרומטרים מיון בלי לטעון דיאלקטריים או להוסיף רעש שדה חשמלי: הדבר לא פורסם, וזה הנעלם הנושא את המשקל כאן. ב-10⁴ החומה תרמית — שערים מקבילים המפזרים כל אחד עשרות מיליוואט עד וואטים אינם יכולים לפעול יחד במלכודת של 4 K עם תקציב קירור של וואט אחד, ולכן המקביליות באה על חשבון קצב השעון; פעולת השיא בטמפרטורת החדר נמנעת מכך במחיר של חימום אנומלי גבוה יותר D[103]. ב-10⁶ שום דבר שפורסם אינו חל; נדרשת סינתזת גיגה-הרץ על השבב. ההשהיה נשארת נוחה: שערים של 10–1,000 µs מותירים לבקרת FPGA מרווח של שלושה סדרי גודל — ההפך מהמקרה של מוליכי-העל.

תפקיד במחסנית

הטכנולוגיה יושבת על הארכיטקטורה יונים לכודים — בקרה אלקטרונית של הקיוביט (שערי מיקרוגל / RF) (IonQ/Oxford Ionics, eleQtron), והיא הבקרה החלופית של יונים לכודים — QCCD (הובלה בין אזורים) (Universal Quantum). המרשם מונה 8 מכונות המשתמשות בה, וביניהן JION, QSea I, QUARTET ו-iQPU / UQConnect. היא דורשת מיקרו-ייצור של מלכודות יונים באלקטרודות משטח, ובמיוחד את הפסים המוליכים זרם; היא מספקת את מקורות האותות לשער המיקרוגל האלקטרוני בשדה קרוב; היא מחליפה את בקרת הלייזר של היונים. מחיר המעבר מדויק: לייזרי השער יוצאים, אבל לייזרי הקירור, הכנת המצב והקריאה נשארים, ולכן מכונה "ללא לייזר" עדיין נושאת אופטיקה, שבב המלכודת הופך לבעיית תכנון מיקרוגל, ובחירת המין מצטמצמת ליונים על-דקים עם מעבר שעון שמיש. כאן נושא טבעי מונע בידי מבנה בקרה מיוצר לחלוטין — עומס הייצור עובר מהקיוביט אל השבב שסביבו.

שעון נגזר = סכום סבב הסינדרום: שכבות שערים + הובלה + קריאה + איפוס: 1.5×10⁻³ s — שבע שכבות שערים של השער האלקטרוני של היום ועוד קריאה ואיפוס, ללא הובלה — לעומת ~5.5×10⁻² s במכונה מבוססת הובלה מסוג Helios D[97]. משבצות ריקות סמוכות: סינתזת מיקרוגל קריוגנית על השבב; מתג זרם על השבב המוסמך לשימוש במלכודת, עם ספקטרום רעש שדה חשמלי שפורסם; פסי זרם ממוליך-על במלכודת יונים.

ראיות — כיצד נמדדו המספרים

הנתון 10⁻⁷ הוא מספר של בחינת ביצועים אקראית שדעיכתו לכל קליפורד דומה לסחיפה איטית, ולכן הוא אומר על היציבות לטווח ארוך ועל מודל הדליפה וה-SPAM לא פחות משהוא אומר על השער D[103]. מדידת הביצועים כאן אינה לוכדת הפרעה הדדית ליוני צופה מהשדה הרחוק הגלובלי, הזזות זימן AC אצל השכנים, או חימום המושרה בידי ההנעה, המתגלה רק בשער שזירה מאוחר יותר. לא קיימים בחינת ביצועים אקראית בו-זמני, RB של הפרעה הדדית או בחינת ביצועים מחזורית (cycle benchmarking) להתקן מיקרוגל המשולב בשבב, ולתוצאה הדו-קיוביטית של 8.4(7)×10⁻⁵ אין שחזור עצמאי נכון ל-2026-09-03 D[102]. שתי בעיות מקור: הדוח הראשי מייחס זמני שער של 225.8 µs (2025) ושל ≈120 µs (2024) למאמר שהתמצית שלו אינה מציינת אף אחד מהם, ולכן הם מובאים כפי שדווחו; ומספר המקורות וקצב השכבות של WISE הם הערכות ארכיטקטוניות S[325], לא מדידות.

לא פורסם: ערך החוזה של Universal Quantum עם DLR, המימון שלה ומצבה ב-2025–2026; ערכי החוזים QSea I ו-QSea II באירו; ספירות פטנטים לשלוש המשפחות; ועלות לקיוביט או תפוקה לשבבי מלכודת מיקרוגל.

שחקנים וכלכלה

מי.
ארגון תפקיד מדינה מה בדיוק הם עושים בטכנולוגיה זו ראיות
IonQ (כולל Oxford Ionics) מפתח ארה״ב / בריטניה בקרת מיקרוגל משולבת בשבב; שער דו-קיוביטי אלקטרוני ב-8.4(7)×10⁻⁵; בעלת WISE D[102], S[325]
eleQtron מפתח גרמניה MAGIC — גרדיאנט סטטי ועוד מיקרוגל גלובלי; בונה את מעבד QSea C[590]
NXP Semiconductors ספק הולנד / גרמניה אלקטרוניקת בקרה וויסות למדגימי QSea G[327]
ParityQC ספק אוסטריה שכבת הארכיטקטורה והאלגוריתמים של QSea G[327]
DLR Quantum Computing Initiative משתמש / מממן גרמניה QSea I, 2023-03-01 → 2027-02-28, מדגים בהמבורג G[327]
SkyWater Technology ספק (פנימי) ארה״ב מפעל ייצור של 200 mm שנרכש בידי IonQ; העסקה נסגרה ב-2026-07-31 fact
Oxford (הקבוצה של Lucas) מחקר בריטניה שיא שער חד-קיוביטי 1.5(4)×10⁻⁷ עם מהוד מיקרוגל על השבב D[103]
Universal Quantum מפתח בריטניה מיקרוגל גלובלי ועוד גרדיאנטים מגנטיים; לא אומת שום נתון מתוארך —
Quantinuum מתחרה ארה״ב בקרת לייזר בקנה מידה, 1,228 אלקטרודות, ≥7 אורכי גל D[97]
DARPA (QBI) מממן ארה״ב שלב A כלל את Oxford Ionics; שלב B כולל את IonQ fact

כספים.

  • 2023-03-01 · DLR QCI עם eleQtron, NXP, ParityQC · חוזה QSea I עד 2027-02-28 · הערך לא נחשף · פעיל G[327]
  • 2024-05-30 · eleQtron, NXP, ParityQC · מדגים QSea I סופק, המבורג · ללא סכום · סופק C[590]
  • 2025-06-09 · IonQ · מיזוג ורכישה, Oxford Ionics · $1.075 B · נסגר 2025-09-17 fact
  • 2025-07-08 / 2025-10-12 · IonQ · הון מניות · $1.0 B ואחר כך $2.0 B לפי $93/מניה · מזומנים $3.0 B, הכנסות הרבעון השני של 2026 $80.1 M · נסגר fact
  • 2025-11-06 · DARPA · שלב B של QBI, כולל IonQ · עד $15 M לכל אחת · הוכרז fact
  • 2026-01-26 · IonQ · מיזוג ורכישה, SkyWater · ~$1.8 B ($15.00 במזומן + 0.4883 מניות לכל מניה) · נסגר 2026-07-31 fact
  • 2026-05-05 · eleQtron · סבב A · €57 M, צבר הזמנות €54 M · נסגר C[129]fact

שוק ושרשרת אספקה. הציוד המאפשר הוא סינתזה והגברה של מיקרוגל — מקורות AWG ומקורות סינתזה ספרתית ישירה, מגברי GaN/GaAs, מעברי ואקום קואקסיאליים — בסיס סחורתי דו-שימושי שכמעט אין בו כוח מיקוח לספקים, בניגוד לאוליגופול הלייזרים צרי-הקו שהמכונות האופטיות זקוקות לו. סיכון הריכוזיות נודד במעלה הזרם אל ייצור המלכודות הרב-שכבתי, המקטע ש-IonQ הפנימה; כלכלת היחידה לא נחשפה. G3 (סבילות מוקדמת לתקלות) משלם דרך נאמנות השער, ו-G7 (מערכות הניתנות לפריסה) דרך סילוק השולחן האופטי של לייזרי השער; G4 משלם מאוחר יותר, G1 ו-G6 כלל לא.

קניין רוחני ותקנים. המשפחות הרלוונטיות הן בקשות הפטנט של Oxford Ionics על בקרה אלקטרונית של קיוביטים (שושלת Ballance/Malinowski מ-2019, כיום מוקצות ל-IonQ), משפחת הגרדיאנט המגנטי של Siegen שמאחורי MAGIC, ובקשות הפטנט של Universal Quantum על מיקרוגל מודולרי. לא הורצה שאילתה מתוארכת במאגר פטנטים, ולכן אין טענה לספירה; אין התדיינות, תקן או חבילת תוכנה בקוד פתוח הייחודיים לבקרת יונים במיקרוגל.

מפות דרכים ועמידה בהבטחות. IonQ (הובטח 2025-06-13 · ל-2026 · 256 קיוביטים ב-99.99% · נדחה להפעלה במחצית הראשונה של 2027); IonQ (הובטח 2025-06-13 · ל-2027 · 10,000 קיוביטים פיזיים על שבב אחד · אין נתוני מיקרוגל רב-אזוריים משולבי-שבב נכון ל-2026-09-03); IonQ (הובטח 2025-06-13 · ל-2030 · 2 M פיזיים / 40–80 k לוגיים) Rfact; eleQtron עם DLR (הובטח 2023-03 · לשנה הראשונה · מדגים MAGIC בהמבורג · סופק 2024-05-30), QSea II (ל-2027-02-28 · יורש מוכן לתעשייה · אין יעד פומבי) G[327]C[590]. הפיזיקה של השערים של IonQ מובילה בעולם, וטענות הרכיבים שלה החזיקו; טענות קנה המידה שלה לא החזיקו — מפת הדרכים מ-2020 החטיאה את יעד 4,000 הקיוביטים עד 2026 בערך פי 40, והארכיטקטורה שמאחורי הבטחת 10,000 הקיוביטים עדיין קיימת רק כמאמר. eleQtron קטנה, וסיפקה את מה שהתחייבה לו בחוזה, כשהתוצר היה מדגים ולא שיא נאמנות.

פרשנות אסטרטגית. אם זה יעבוד ב-10³ יונים, הערך יצטבר אצל מי שמחזיק קו מוסמך של מלכודות רב-שכבתיות ועוד צוות תכנון RF; IonQ קנתה את שניהם, ו-NXP מעניקה לקו האירופי את אותו צירוף בלי אינטגרציה אנכית. המפסידים הם שרשרת האספקה של הלייזרים ויתרון האינטגרציה של השחקנים האופטיים הוותיקים, שכן 1,228 האלקטרודות ושבעת אורכי הגל של Helios אינם עוברים לשבב מיקרוגל D[97]. איום התחליף פועל בכיוון ההפוך בעוצמה שווה — בקרת לייזר הריצה 98 יונים בקישוריות של כל-לכל, בקרת מיקרוגל 30, ב-JION, בלי שנחשפה נאמנות שער — ולכן הטכנולוגיה מחליפה קנה מידה מוכח ברצפת שגיאה טובה יותר ובאסימפטוטת חיווט טובה יותר.

תחזית ושאלות פתוחות

לאשר אם לפני 2027-12 יפורסם התקן בן ≥8 אזורים המונע במוליכים המשולבים בשבב, עם נתוני הפרעה הדדית ממדידת RB בו-זמנית; אם IonQ תפעיל 256 קיוביטים ב-99.99% במחצית הראשונה של 2027, בבחינת ביצועים על האוגר המלא ולא בזוגות; או אם eleQtron תפרסם נאמנות של QSea II לפני 2027-02-28. להוריד בדרגה אם עד סוף 2027 לא יופיע שום התקן רב-אזורי, או אם הראשון שיופיע ידווח על חימום המושרה בידי ההנעה שכופה מקור אחד לכל אזור, שכן אז יתרון החיווט מתאדה. התרחיש הטוב ביותר עד 2029: אוגר של 10³ יונים המחווט במיתוג על השבב ב-~200 מקורות, שגיאת שער דו-קיוביטי סביב 10⁻⁴, ללא לייזרי שער. התרחיש הגרוע ביותר: השיאים עומדים, הארכיטקטורה לא, ובקרת המיקרוגל שורדת כשכבת השערים החד-קיוביטיים של מכונה שנשזרת באופן אופטי.

שאלות פתוחות. (1) כמה חימום אנומלי מזריקים זרמי ההנעה בגרדיאנטים של שער שזירה? (2) האם מתג על השבב יכול לפעול מיקרומטרים מיון בלי טעינה של הדיאלקטריים? (3) טמפרטורת החדר או 4 K, בהינתן שחימום נמוך יותר אינו קונה מרווח להנעה במקביל? (4) האם מיעון בתדר גדל מעבר ל-~10 יונים בשרשרת? (5) באוגר סטטי, האם השעון הנגזר מוגבל בשערים או בהובלה?

מקורות
  1. [19] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of SkyWater Technology,” Jul. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/news/ionq-completes-acquisition-of-skywater-technology [C]
  2. [97] A. Ransford et al., “A 98-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all connectivity,” Nature, vol. 655, no. 8121, pp. 81–86, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10676-4. arXiv:2511.05465. [D]
  3. [102] A. C. Hughes et al., “Trapped-ion two-qubit gates with >99.99% fidelity without ground-state cooling,” arXiv:2510.17286, Oct. 2025. [D]
  4. [103] M. C. Smith, A. D. Leu, K. Miyanishi, M. F. Gely, and D. M. Lucas, “Single-qubit gates with errors at the 10⁻⁷ level,” Phys. Rev. Lett., vol. 134, no. 23, Art. no. 230601, Jun. 2025, doi: 10.1103/42w2-6ccy. arXiv:2412.04421. [D]
  5. [129] A. Cordes, “Quantum computing scale-up eleQtron secures €57 million in one of the largest Series A funding rounds worldwide,” eleQtron, May 5, 2026. [Online]. Available: https://eleqtron.com/en/quantum-computing-scale-up-eleqtron-secures-57-million-in-one-of-the-largest-series-a-funding-rounds-worldwide/ [C]
  6. [304] C. Jordan et al., “A quantum computer controlled by superconducting digital electronics at millikelvin temperature,” Nat. Electron., vol. 9, no. 3, pp. 287–294, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41928-026-01576-6. [D]
  7. [325] M. Malinowski, D. Allcock, and C. Ballance, “How to Wire a 1000-Qubit Trapped-Ion Quantum Computer,” PRX Quantum, vol. 4, no. 4, Art. no. 040313, Oct. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.040313. arXiv:2305.12773. [S]
  8. [327] German Aerospace Center (DLR), “QSea I – Quantum computer demonstrator with 10 ion trap qubits,” DLR Quantum Computing Initiative. [Online]. Available: https://qci.dlr.de/en/qsea-i/ [G]
  9. [590] NXP Semiconductors, “NXP, eleQtron and ParityQC Reveal their First Quantum Computing Demonstrator for the DLR Quantum Computing Initiative,” NXP Newsroom, May 30, 2024. [Online]. Available: https://www.nxp.com/company/about-nxp/newsroom/NW-NXP-ELEQTRON-AND-PARITYQC-FIRST-QUANTUM [C]