הולכת אותות אנכית (מחוץ למישור) — VIO, קואקסמון, חיווט תלת-ממדי ct_vio
קווי בקרה וקריאה מאלקטרוניקה בטמפרטורת החדר מגיעים לכל קיוביט מוליך-על דרך פני השבב — פינים קואקסיאליים, גששי מגע, מעברים (vias) מוליכי-על או פיסת אותות מוערמת — במקום להיות מנותבים במישור השבב אל שוליו.
הולכת אותות אנכית (מחוץ למישור) — VIO, קואקסמון, חיווט תלת-ממדי
אלקטרוניקה בטמפרטורת החדר מגיעה לכל קיוביט דרך חיווט היוצא ממישור השבב — פינים קואקסיאליים, מעברים דרך המצע, אינטרפוזר לניתוב אותות — במקום קווים במישור; זה מה שמאפשר לסריג לגדול מעבר לכמה מאות הקיוביטים המנותבים מהשוליים.
תקציר ←מקורות מרכזיים
מרחב התכן — תכונות
- (a) זיקת הנושא
- מיוצר
- (b) זמן · שזירה
- —
- (c) קריאה
- —
- (d) ניידות
- —
- (e) בקרה
- מיקרוגל @ טמפרטורת החדר
- (f) מבנה השגיאה
- קוהרנטית / כיול
- (g) ייצור
- ליתוגרפיה של מוליכי-על
מרחב ההערכה — תכונות מתוארכות
אין תכונות מתוארכות
מספר הקווים לקיוביט נשאר ~1–2; המחיר הוא תהליך זיווד וההפרעה ההדדית של פינים אנכיים צפופים.
שחקנים ויעדים — ביאורים
קשתות
בשימוש: 10 מכונות (10 ראשית · 0 חלופית)
- מעגלים מוליכי-על 10
- Fujitsu 1,000-qubit machine Fujitsu (+ RIKEN) קישור ▨ release 22 Apr 2025 (3D unit-cell configuration; 1,000-qubit plan) 🔎
- OQC ATHENA Oxford Quantum Circuits דף מוצר ◌ 🔎
- OQC ATLAS Oxford Quantum Circuits דף מוצר ◌ 🔎
- OQC GENESIS Oxford Quantum Circuits דף מוצר דף מוצר עיתונות ▣ Fig. 1b (coaxial unit cell); §II (shared coaxial control line) ✅
- OQC TITAN Oxford Quantum Circuits דף מוצר ◌ 🔎
- OQC Toshiko Oxford Quantum Circuits דף מוצר ▣ Fig. 2A (cross-section of out-of-plane wiring addressing a qubit); Fig. 1A-B (through-holes for out-of-plane wiring) ✅
- QuantWare Bass-A10K (VIO-40K) QuantWare עיתונות ▦ §VIO-40K announcement (40,000 input–output lines; VIO 3D scaling architecture) ✅
- RIKEN 64-qubit superconducting processor RIKEN with AIST, NICT, Osaka University, Fujitsu, NTT עיתונות עיתונות ▥ Fig. 2 (perpendicular wiring package: control/readout lines via contact probes); Fig. 5 (wiring in DR) ✅
- RIKEN-Fujitsu 256-qubit superconducting quantum computer RIKEN RQC + Fujitsu עיתונות עיתונות ▥ §High-density implementation (quadrupled density in the same dilution refrigerator; thermal design) ✅
- RIKEN RQC-Fujitsu 64-qubit superconducting quantum computer RIKEN RQC + Fujitsu עיתונות ◌ 🔎
תמונות
כל תמונה מלווה בתיאור של מה שהיא מראה ובשורת הקרדיט שלה.


הולכת אותות אנכית (מחוץ למישור) — VIO, קואקסמון, חיווט תלת-ממדי
קווי בקרה וקריאה מאלקטרוניקה בטמפרטורת החדר מגיעים לכל קיוביט מוליך-על דרך פני השבב — פינים קואקסיאליים, גששי מגע, מעברים (vias) מוליכי-על או פיסת אותות מוערמת — במקום להיות מנותבים במישור השבב אל שוליו.
Verdict. נושאת מעבד של 256 קיוביטים (RIKEN/Fujitsu) ומארז בקנה מידה של פרוסה עם >500 קיוביטים (OQC); היא מסירה את חומת הניתוב לשוליים, אך לא את מספר הקווים, ונכון ל-2026-09-26 פורסמה הפרעה הדדית בין קווים רק להתקן של ארבעה קיוביטים.
TSV = מעבר דרך הצורן (through-silicon via); MXC = תא הערבוב, השלב הקר ביותר של המקרר; T1, T2e = זמן הרלקסציה וזמן הדה-פאזה בהד; G1–G7 = מחלקות היעדים של הדוח (ראו "שחקנים וכלכלה").
זהות ומוצא
הקווים עדיין מתחילים במסדים בטמפרטורת החדר (ct_rt); רק הסנטימטר האחרון משתנה. במקום קו קו-מישורי המנותב אל משטח חיבור חוטים (wire-bond pad) בשולי הפיסה, האות נכנס דרך פני השבב — פין קפיצי או קואקסיאלי, גשש מגע, מעבר מוליך-על, או פיסת אותות המחוברת בבליטות. ה"שקע הקוונטי" של Waterloo (2016) הצמיד לשבב חוטים קואקסיאליים על קפיצים D[532]; האלקטרודינמיקה הקוונטית הקואקסיאלית של מעגלים (circuit QED) של Oxford (2017) הציבה את הקיוביט ואת המהוד על פנים מנוגדות, כשכל החיווט ניצב לשבב D[533] — השורש של הקואקסמון של OQC. RIKEN בחרה במעברים מוליכי-על מגב השבב על פני ממשקי שבב הפוך (flip-chip), שעדיין מביאים את משטחי החיבור לשוליים C[534], וסקרה את הזיווד שהדבר מחייב G[535].
תכונות: בקרת מיקרוגל בטמפרטורת החדר; שגיאה קוהרנטית; ייצור בליתוגרפיה של מוליכי-על.
פיזיקה וגבולות
ניתוב לשוליים. בסריג m × m, כל קו המשרת קיוביט שבתוך טבעת חוצה את הטבעת דרך ~4m המרווחים שבין הקיוביטים שלה; עם k קווים לקיוביט ו-c קווים לכל מרווח, הניתוב נסגר ב-m = 4c/k — עבור k = 2 ו-c = 3–5, N ≈ 36–100 S. זו רמת הקיפאון של ~100 קיוביטים ש-QuantWare מצטטת C[536], כש"כמעט 90% מהשבב" מוקדשים לניתוב C[537]. פיסת אותות בשבב הפוך מגדילה את c, אך הקווים עדיין יוצאים דרך היקף ∝ √N, בעוד שמספרם גדל ∝ N — גידול פולינומי, לא "הפיצול האקספוננציאלי" של הספק S. כניסה אנכית שומרת על מספר קווים קבוע ליחידת שטח, ולכן הסריג ניתן לריצוף.
הקו. חור קואקסיאלי בוואקום הוא 50 Ω ביחס קטרים של 2.3 S. הפינים של OQC, 50 ± 2.5 Ω, מסתיימים 0.9 mm (קיוביט) או 0.4 mm (מהוד) מהמעגל, ומצטמדים באופן דועך (evanescent) מתחת לתדר הקטעון של החור: בררנות קו הבקרה −40 עד −60 dB בפסיעה של 2 mm D[538]. פינים לא-גלווניים אינם מעבירים DC, ולכן קיוביטים ומצמדים המכווננים בשטף זקוקים לגששים, למעברים או לבליטות S.
אופני התיבה. פיסת צורן של 20 mm יכולה להדהד בתדר נמוך עד ~3 GHz, בתוך תחום התדרים של הקיוביטים S; העמוד ההשראי של OQC מעלה את תדר הקטעון של המארז ל-34.3 GHz ומגביל את הצימוד הטפילי ל-|J|/2π < 250 kHz D[538].
החום נקבע לפי הקו, לא לפי המסלול: המארז של OQC בקנה מידה של פרוסה, מחווט במלואו, מוערך ב-≤~3 µW על ה-MXC, מול 25–30 µW של הספק קירור ב-20 mK D[311].
מצב ההנדסה העדכני
טבלה
| שנה | נתון | מי | תג+מפתח |
|---|---|---|---|
| 2016-05 | חוטים קואקסיאליים על קפיצים, DC–8 GHz, מגע ~150 mΩ, אי-התאמה ~10 Ω | Univ. of Waterloo | D[532] |
| 2017-08 | TSV מוליכי-על, התנגדות אפס בין מעבר למעבר מתחת לטמפרטורה הקריטית של אלומיניום | Rigetti | D[539] |
| 2020 | TSV של 10 × 20 × 200 µm נושאים בקרה וקריאה בערימה המחוברת בבליטות | MIT Lincoln Laboratory | D[540] |
| 2021-11 | 127 קיוביטים, חיווט על "כמה רמות פיזיות" | IBM Eagle | C[541] |
| 2022-04 | 2 × 2 קואקסמונים; T1 149(38) µs; נאמנות חד-קיוביטית 99.982(4)% | Oxford / OQC | D[538] |
| 2023-03 | 64 קיוביטים, שבב של 2 cm, גששי מגע, 96 קווי כניסה + 16 קווי יציאה | קונסורציום RIKEN | C[542] |
| 2025-04 | 256 קיוביטים; צפיפות ×4 באותו מקרר | RIKEN / Fujitsu | C[51] |
| 2026-02 | >500 קיוביטים על פיסה של 3 אינץ'; חציון T1 97 µs, T2e 129 µs | OQC | D[311] |
בין המכונות במרשם הנושאות את הטכנולוגיה, מעבר ל-256 קיוביטים המצומדים בשערים קיימות רק טענות: VIO-40K, 40,000 קווים ל-10,000 קיוביטים במודולים של שבבונים, במשלוח ב-2028 C[536]. לאף מכונה יפנית אין שגיאה דו-קיוביטית במרשם, והמארז של OQC מדווח על קוהרנטיות ועל קריאה, לא על שערים D[311].
ייצור, חומרים ושרשרת האספקה
מעברים: MIT Lincoln Laboratory מייצרת קיוביטים על משטח הנושא TSV D[540]; הדפנות המשופעות של Rigetti מאפשרות לשכבות מאודות או מרוססות (sputtered) לצפות את המעבר D[539]. פינים: המארז של OQC מתמודד עם התכווצות תרמית דיפרנציאלית על פני 3 אינץ' באמצעות מרווחים של 0.5 mm בין הפינים D[311]. ערימות: QuantWare משלבת את "כל רכיבי התניית האותות" C[537] ופותחת ב-2026 את KiloFab ב-Delft, בקיבולת של 20× מזו שהייתה לה ב-2025 C[536]. שיעורי התקינות של פינים, מעברים ובליטות ב-10³–10⁴ מגעים לא פורסמו נכון ל-2026-09-26.
בקרה, קריאה ועומס הקלט-פלט
הולכה אנכית מזיזה קווים; היא אינה מבטלת אותם. 64 הקיוביטים של RIKEN צורכים 112 קווים C[542], 1.75 לקיוביט S; ההתקן של OQC בן ארבעת הקיוביטים — שניים לקיוביט D[538]; VIO-40K — ארבעה C[536]. המארז של OQC בקנה מידה של פרוסה משתף כל קו בין תשעה קיוביטים, והבקרה רוכבת על הקריאה D[311] — ~0.11 לקיוביט S; ה-dimon, הקיוביט של GENESIS C[543], מניע את שני האופנים דרך קו בקרה אחד D[250]. ב-10³ קיוביטים מדובר ב-10²–4×10³ קווים S; ב-10⁴ QuantWare טוענת לקריוסטט אחד C[537]; ב-10⁶ רק ריבוב קר — ct_cryocmos, ct_sfq — סוגר את הפער S. השהיית הלולאה אינה משתנה S.
תפקיד במחסנית
משבצת 5 של "סריג טרנסמונים עם מצמדים ברי-כוונון" ושל "קיוביטי מחיקה במסילה כפולה". היא דורשת את האלקטרוניקה של ct_rt מאחורי החיווט האנכי, ואת המעברים, הפינים והאינטרפוזרים של fab_sc; היא ו-ct_rt מחליפות זו את זו ("הולכת אותות בניתוב לשוליים לעומת הולכה אנכית"); לא נרשמה קשת מספקת. מה שהיא משחררת הוא שולי הפיסה, לקישורים משבב לשבב בין קיוביטים שבשוליים C[537] — תנאי מקדים ל-ic_multidie. עשר מכונות במרשם נושאות אותה (10 כטכנולוגיה ראשית). RIKEN 64 ו-RIKEN–Fujitsu 256 מסומנות ✅ על סמך נתוני הספק; ה-✅ של Toshiko נשען על מאמר ארבעת הקיוביטים, זה של GENESIS על מאמר המסילה הכפולה, וזה של VIO-40K על ההכרזה עליו. Fujitsu 1,000-qubit machine מסומנת 🔎: המאמר המצוטט נוקב בזיווד בצפיפות גבוהה, לא בחיווט ניצב P[546]; החיווט של תא 10,000 הקיוביטים לא נחשף. Contralto-A17 ו-Tenor-D64 אינן ביניהן: המקור מציג את Contralto-A כ"מסלול שדרוג חסכוני אל יחידות ה-QPU של QuantWare המבוססות על VIO", לא כאחת מהן C[544], ודף ה-D-line מציג תמונות של מודולי "VIO 1K" ו-"VIO 40K" בלי לנקוב במעבד C[545]. הפער G-vio, תשובה: מספר הקווים לקיוביט נע בטווח 0.11–4; מספר שכבות הניתוב אינו נחשף בידי אף מכונה הנושאת את הטכנולוגיה.
ראיות — כיצד נמדדו המספרים
הפרעה הדדית בין קווים קיימת רק כמטריצת הבררנות של OQC לארבעה קיוביטים D[538]; RIKEN, Fujitsu ו-QuantWare אינן מפרסמות נתון כזה במקורות שנפתחו, נכון ל-2026-09-26. המארז של OQC הוא מערך הנתונים היחיד עם קיוביטים רבים: חציון T1, T2e ~100 µs על פני ~100 קיוביטים, נאמנות קריאה של 97.5% וטמפרטורת קיוביט של 36 mK על פני 54 D[311]. חסרים: בחינות ביצועים בו-זמניים על פני >100 קווים; שיעור תקינות המגעים לאורך מחזורי חימום וקירור.
לא פורסם: האם האותות בדור Eagle של IBM נכנסים דרך פני השבב; אופן הולכת האותות ב-Rigetti Ankaa; נתוני העכבה, התפוקה ועומס החום של VIO אצל QuantWare, ואיזה מעבד נושא את "VIO 1K"; ועבור המארז של OQC עם שיתוף פי תשעה על פני 56 תאים — מספר הקווים הנכנסים למארז והאם הקיוביטים שלו מצומדים.
שחקנים וכלכלה
מי.
| ארגון | תפקיד | מדינה | מה בדיוק הם עושים בטכנולוגיה זו | ראיות |
|---|---|---|---|---|
| RIKEN | מחקר | יפן | מארז עם גששי מגע, 64 קיוביטים | C[542] |
| Fujitsu | מפתח | יפן | ריצוף תאי יחידה של 256 קיוביטים; 1,000 קיוביטים רשומים ל-2026 | C[51] |
| Oxford Quantum Circuits | מפתח | בריטניה | קואקסמון ב-Toshiko וב-GENESIS; מארז בקנה מידה של פרוסה | C[543]D[311] |
| QuantWare | ספק | הולנד | ערימת שבבים VIO; VIO-40K ל-2028 | C[537] |
| MIT Lincoln Laboratory | מחקר | ארה״ב | TSV בערימות המחוברות בבליטות | D[540] |
| Rigetti Computing | מפתח | ארה״ב | תהליך TSV מוליך-על | D[539] |
| IBM | מפתח | ארה״ב | חיווט רב-רמתי (Eagle) | C[541] |
כספים.
- 2026-05-05 · QuantWare · סבב B בהובלת Intel Capital ו-In-Q-Tel, הנוקב ב-VIO-40K וב-KiloFab · USD 178 M · הוכרז C[547]
- 2026-06-02 · OQC · סבב C בהובלת Bullhound Capital, הקואקסמון אינו מוזכר · GBP 260 M · הוכרז C[60]
שוק ושרשרת אספקה. RIKEN/Fujitsu ו-OQC בונות את המארזים שלהן בעצמן; QuantWare מוכרת את VIO כדי "להגדיל את שבבוני הקיוביטים ואת התכנונים של צדדים שלישיים" C[547]. משרתת את G2–G4 (טרנסמון) ואת G3–G4 (מסילה כפולה).
קניין רוחני ותקנים. OQC מכנה את הקואקסמון "מוגן בפטנט" C[543], ולא אותר מספר פטנט; QuantWare מציגה את VIO-40K כתקן של ה-Quantum Open Architecture שלה P[495]. אין גוף תקינה, נכון ל-2026-09-26.
מפות דרכים ועמידה בהבטחות. ביולי 2020 כיוונה RIKEN להתקן של 64 קיוביטים "בתוך שלוש השנים הבאות" C[534], ופתחה אותו ב-2023-03-27 C[542] — ההבטחה קוימה. Fujitsu עדיין רושמת 1,000 קיוביטים ל-2026 C[75], ולא נמצאה השקה נכון ל-2026-09-26. QuantWare: VIO-40K ב-2028 C[536]; אין נתוני ביניים על VIO, נכון ל-2026-09-26.
פרשנות אסטרטגית. מעבר ל-~100 קיוביטים, הכניסה האנכית מכריעה אם פיסה ניתנת לריצוף, לא אם מקרר יכול להזין אותה; הערך עובר לכושר הייצור של מעברים, בליטות ופינים, ולמי שיפרסם ראשון נתוני הפרעה הדדית ושיעור תקינות בקנה מידה.
תחזית ושאלות פתוחות
לאשר אם עד 2027-12-31 מעבד מחווט אנכית של יותר מ-256 קיוביטים יפרסם שגיאות דו-קיוביטיות יחד עם הפרעה הדדית בפעולה בו-זמנית; להוריד בדרגה אם מכונת 1,000 הקיוביטים של Fujitsu תעבור את 2026-12-31 בלי שנחשפה, או אם VIO-40K יידחה אל מעבר ל-2028. שאלות פתוחות. (1) איזו פסיעה שומרת על בררנות מתחת ל-−40 dB במרווח של 1 mm בין קיוביטים? (2) האם פינים לא-גלווניים יכולים לשרת מצמדים המכווננים בשטף? (3) מהו שיעור התקינות של המגעים לכל מחזור חימום וקירור ב-10⁴ פינים? (4) האם שיתוף קו בין תשעה קיוביטים שורד קיוביטים מצומדים ושערים? (5) באיזה קנה מידה יהפוך החום של הערימה עצמה לאילוץ?
מקורות
- [51] Fujitsu Limited and RIKEN, “Fujitsu and RIKEN develop world-leading 256-qubit superconducting quantum computer,” Fujitsu Global, Apr. 22, 2025. [Online]. Available: https://info.archives.global.fujitsu/
global/ [C]about/ resources/ news/ press-releases/ 2025/ 0422-01.html - [60] A. Curbison, “OQC raises £260m in Europe's largest ever private quantum computing funding round,” OQC, Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://oqc.tech/
company/ [C]newsroom/ series-c - [75] Fujitsu, “Fujitsu Quantum.” [Online]. Available: https://global.fujitsu/
en-global/ [C]technology/ research/ quantum - [250] J. Wills, M. T. Haque, and B. Vlastakis, “Error-detected coherence metrology of a dual-rail encoded fixed-frequency multimode superconducting qubit,” arXiv:2506.15420, Jun. 2025. [D]
- [311] O. W. Kennedy et al., “Design and Operation of Wafer-Scale Packages Containing >500 Superconducting Qubits,” arXiv:2602.12773, Feb. 2026. [D]
- [495] M. Abdel-Kareem, “QuantWare Debuts VIO-40K™ Architecture to Enable 10,000-Qubit Superconducting Processors,” Quantum Computing Report, Dec. 10, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
quantware-debuts-vio-40k-architecture-to-enable-10000-qubit-superconducting-processors/ [P] - [532] J. H. Béjanin et al., “The Quantum Socket: Three-Dimensional Wiring for Extensible Quantum Computing,” Phys. Rev. Appl., vol. 6, Art. no. 044010, 2016, doi: 10.1103/PhysRevApplied.6.044010. arXiv:1606.00063. [D]
- [533] J. Rahamim et al., “Double-sided coaxial circuit QED with out-of-plane wiring,” Appl. Phys. Lett., vol. 110, no. 22, Art. no. 222602, May 2017, doi: 10.1063/1.4984299. arXiv:1703.05828. [D]
- [534] RIKEN, “Wiring a new path to scalable quantum computing,” Jul. 3, 2020. [Online]. Available: https://www.riken.jp/
en/ [C]news_pubs/ research_news/ rr/ 20200703_2/ index.html - [535] S. Tamate, Y. Tabuchi, and Y. Nakamura, “Toward Realization of Scalable Packaging and Wiring for Large-Scale Superconducting Quantum Computers,” IEICE Trans. Electron., vol. E105.C, no. 6, pp. 290–295, Jun. 2022, doi: 10.1587/transele.2021SEP0007. [G]
- [536] QuantWare, “QuantWare announces scaling breakthrough with VIO-40K™, delivering 10,000 qubit Quantum Processors for the first time,” Dec. 8, 2025. [Online]. Available: https://quantware.com/
news/ [C]quantware-announces-scaling-breakthrough-with-vio-40k - [537] QuantWare, “Technology — VIO™ 3D Scaling Architecture.” [Online]. Available: https://quantware.com/
technology [C] - [538] P. A. Spring et al., “High coherence and low cross-talk in a tileable 3D integrated superconducting circuit architecture,” Sci. Adv., vol. 8, no. 16, Art. no. eabl6698, Apr. 2022, doi: 10.1126/sciadv.abl6698. arXiv:2107.11140. [D]
- [539] M. Vahidpour et al., “Superconducting Through-Silicon Vias for Quantum Integrated Circuits,” arXiv:1708.02226, Aug. 2017. [D]
- [540] D.-R. W. Yost et al., “Solid-state qubits integrated with superconducting through-silicon vias,” npj Quantum Inf., vol. 6, Art. no. 59, 2020, doi: 10.1038/s41534-020-00289-8. arXiv:1912.10942. [D]
- [541] J. Chow, O. Dial, and J. Gambetta, “IBM Quantum breaks the 100‑qubit processor barrier,” IBM Quantum Computing Blog, Nov. 16, 2021. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ [C]blog/ 127-qubit-quantum-processor-eagle - [542] NTT (joint release of RIKEN, AIST, NICT, Osaka University, Fujitsu and NTT), “Japanese joint research group launches quantum computing cloud service: Opening access to Japan's first superconducting quantum computer,” Mar. 24, 2023. [Online]. Available: https://group.ntt/
en/ [C]newsrelease/ 2023/ 03/ 24/ 230324a.html - [543] Oxford Quantum Circuits, “Devices – OQC,” OQC. [Online]. Available: https://oqc.tech/
tech/ [C]devices/ - [544] QuantWare, “Introducing Contralto-A: a QPU for quantum error correction,” Feb. 25, 2025. [Online]. Available: https://quantware.com/
news/ [C]introducing-contralto-a-qpu-for-quantum-error-correction - [545] QuantWare, “D-line QPUs — Build bigger, scale faster.” [Online]. Available: https://quantware.com/
product/ [C]processors/ d-line - [546] M. Swayne, “How Fujitsu Is Tackling a 10,000-Qubit Quantum Computer for Practical Applications,” The Quantum Insider, Dec. 8, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ [P]12/ 08/ how-fujitsu-is-tackling-a-10000-qubit-quantum-computer-for-practical-applications/ - [547] QuantWare, “QuantWare Raises $178 Million to Build World’s Most Powerful Quantum Processors at an Industrial Scale,” May 5, 2026. [Online]. Available: https://quantware.com/
news/ [C]quantware-raises-178-million