הסעת ספינים (מצב מסוע)

Raveh Neeman

doi:10.5281/zenodo.22674814

הסעת ספינים (מצב מסוע) cx_shuttle

הובלה קוהרנטית של קיוביט ספין לאורך מסוע המוגדר באלקטרודות שער, הקונה מרחק ודלילות פריסה בתקציב דה-פאזה ולא בחיווט.

cx_shuttle · שכבה 4 קישוריות והובלה · מתהווה · מאז 2025

פתח במפה

ספינים מוסעים 10 µm ב-< 200 ns בנאמנות 99.5%; שערים בין ספינים בתנועה 98.86%; מעניקה לנושאים מיוצרים קישוריות של הובלה.

סימוני המפה

טכנולוגיה חוצה — נושא מיוצר + קישוריות רחוקה (הובלה / טווח ארוך)

תקציר ←

מקורות מרכזיים

[510] I. Seidler et al., “Conveyor-mode single-electron shuttling in Si/SiGe for a scalable quan… · 2021

[196] M. De Smet et al., “High-fidelity single-spin shuttling in silicon,” Nat. Nanotechnol., vo… · 2025

[512] F. van Riggelen et al., “Coherent spin qubit shuttling through germanium quantum dots,” Na… · 2024

[193] Y. Matsumoto et al., “Two-qubit logic and teleportation with mobile spin qubits in silicon… · 2026

[349] B. Undseth et al., “Weight-four parity checks in a spin-shuttling architecture,” Nature, v… · 2026

מרחב התכן — תכונות

(a) זיקת הנושא: מיוצר
(b) זמן · שזירה: 200 ns
(c) קריאה: —
(d) ניידות: הובלה פיזית
(e) בקרה: —
(f) מבנה השגיאה: קוהרנטית / כיול
(g) ייצור: מפעל CMOS 300 mm

מרחב ההערכה — תכונות מתוארכות

conveyor shuttling → 10 µm, 99.54%, up to 64 m/s

מגדירה: מסלול הגדלה · 2025-06 · מקור

weight-4 parity via shuttled ancilla → 97.7% per shuttle

מגדירה: מסלול הגדלה · 2026-07 · מקור

רשומות סטנדרטיות

דרגת קישוריות → 4 · הטוב ביותר

Ge/Si array: one mobile shuttled ancilla reaches the 4 data qubits of a weight-four parity check; no mean coupler degree is published · 2026-07 · מקור [D] ⓘ

הובלה לסבב → 4.8 µs · הטוב ביותר

Ge/Si spin array: 'the shortest weight-four parity-check circuit has a duration of 4.84 us'; 1.2 um round-trip shuttle path at 1.8 m/s · 2026-07 · מקור [D] ⓘ

הובלה לשכבת שערים → 670 ns · הטוב ביותר

Ge/Si spin bus: '1.2-um round-trip shuttling path' at 'a speed of 1.8 m s-1' = ~670 ns per round trip; a DCZ 'uses two rounds of shuttling' · 2026-07 · מקור [D] ⓘ

שחקנים ויעדים — ביאורים

ספינים בנקודות קוונטיות בצורן / גרמניום (חלופית) — Intel, Diraq, Quantum Motion, HRL→IBM, QuTech/Groove, Quobly, Equal1 · G4 G7

קשתות

דורשת: ספין בנקודה קוונטית המוגדרת באלקטרודות שער (Si/SiGe, SiMOS, Ge), מפעל CMOS של 300 mm (ספינים, CMOS קריוגני, חיווט מוליך-על)

נחוצה עבור: קודי qLDPC לא-מקומיים (bivariate bicycle, "gross")°

חלופות: סריג סטטי של שכנים קרובים

° אחת מכמה שהיו מתאימות · הדרך המקובלת, לא דרישה מחייבת

בשימוש: 1 מכונה (0 ראשית · 1 חלופית)

ספינים במוליכים למחצה 1
foundry 8-qubit array Diraq מאמר עיתונות ▨ ✅ (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.

Fig. 1 — Figure 1: Spin qubit device. a) False-colored scanning electron microscope image and b) transmission electron microscope image of a nominally identi… — False-coloured electron micrographs of a silicon spin-qubit device with drawn overlays. (a) Scanning-electron top view (100 nm scale) of plunger gates P1–P6 and barrier gates B0–B6, with static dots 1, 2, 5, 6 and charge-sensing dots SD1, SD2; (b) transmission-electron cross-section of the gate stack over a silicon/silicon-germanium quantum well, with drawn potentials: a travelling well carries qubit Q2 between dots; (c) Q2 brought beside static qubits Q5 and Q6. The micrographs are of a nominally identical device. It is Fig. 1 of arXiv 2606.21452 (June 2026) by M. De Smet, … L.M.K. Vandersypen, on spin qubit operations by conveyor-mode shuttling, where sequenced gate voltages move the electron. “Fig. 1 — Figure 1: Spin qubit device. a) False-colored scanning electron microscope image and b) transmission electron microscope image of a nominally identical device…” by M. De Smet et al., arxiv.org/abs/2606.21452, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

Fig. 3 — Figure 3: Schematic picture of the energy spectrum during transfer of spin superposition in presence of orbital (ground and first excited only), val… — A schematic energy diagram, drawn rather than measured, of an electron spin moving through silicon: (a) hopping dot to dot in 'bucket brigade' mode and (b) riding a moving potential well in 'conveyor belt' mode. It is Figure 3 of the arXiv paper "Blueprint of a scalable spin qubit shuttle device for coherent mid-range qubit transfer in disordered Si/SiGe/SiO2" by Veit Langrock and co-authors. It illustrates spin shuttling: notice the valley and orbital levels, made to fluctuate by disorder, which the moving electron must not be excited into. “Fig. 3 — Figure 3: Schematic picture of the energy spectrum during transfer of spin superposition in presence of orbital (ground and first excited only), valley and…” by Veit Langrock, Jan A. Krzywda, Niels Focke, Inga Seidler, Lars R. Schreiber, Łukasz Cywiński, arxiv.org/abs/2202.11793, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

Fig. 4 — Figure 4: Charge Shuttling. a: Charge scan of the DQD under gates P1 and S1 with labelled electron filling. Voltage pulse (red triangle → S → T) of… — Five-panel figure of plots and drawings, not a photograph: a charge-stability map of a silicon double quantum dot, a sketch of the moving potential under shuttle gates driven by four phase-shifted sine voltages, an experiment flowchart, and charge-shuttle fidelity versus pulse amplitude and frequency. From the arXiv paper "Spin-EPR-pair separation by conveyor-mode single electron shuttling in Si/SiGe" by Tom Struck, Lars R. Schreiber and co-authors. It illustrates conveyor-mode spin shuttling, where a travelling potential wave carries one electron along the channel; note how fidelity depends on drive amplitude and frequency. “Fig. 4 — Figure 4: Charge Shuttling. a: Charge scan of the DQD under gates P1 and S1 with labelled electron filling. Voltage pulse (red triangle → S → T) of the…” by Tom Struck et al., arxiv.org/abs/2307.04897, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

cx_shuttle · layer 4 קישוריות והובלה · centrality 14.4 · emerging · since 2025 · updated 2026-09-30

הסעת ספינים (מצב מסוע)

הובלה קוהרנטית של קיוביט ספין לאורך מסוע המוגדר באלקטרודות שער, הקונה מרחק ודלילות פריסה בתקציב דה-פאזה ולא בחיווט.

Verdict. ההובלה אינה עוד השגיאה המגבילה במעגל הסעה; שערי החילוף הסטטיים הם המגבילים. להוריד בדרגה אם עד סוף 2027 אף קישור מסוע ממפעל ייצור של 300 mm לא יגיע ל-99% לכל 10 µm.

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

הסעת ספינים במצב מסוע מזיזה ספין יחיד לאורך תעלה המוגדרת באלקטרודות שער, על גל פוטנציאל נע: אלקטרודות clavier חופפות, המונעות בארבעה אותות סינוסיים בהפרשי פאזה קבועים (שמונה בהנעה דו-טונית), והנושא רוכב על המינימום הנע. הסעה בשיטת שרשרת הדליים (bucket-brigade) צריכה אות בקרה מפולס אחד לכל דילוג; מסוע צריך מספר אותות בקרה שנקבע במספר הפאזות, לא במרחק. זה כל הטיעון הכלכלי של הטכנולוגיה, והתקציר הזה עוסק במחיר שלו. הקבוצה של Bluhm ב-RWTH Aachen וב-Forschungszentrum Jülich הציגה אותה בשם QuBus: תעלה של 420 nm, ארבעה אותות סינוסיים, הסעת אלקטרון יחיד ב-99.42 ± 0.02% — מטען, לא ספין D[510]. קוהרנטיות של ספין לאורך מרחק הגיעה אחר כך מ-Delft D[196].

תכונות. a — זיקה: מיוצר לחלוטין, אלקטרון בבאר ²⁸Si/SiGe ליתוגרפית. b — זמן: ~2 × 10⁻⁷ s למעבר של 10 µm (מצטבר, הסעה הלוך ושוב) D[196]; שזירה — לא ישים, זו הובלה. c — קריאה: אין לה קריאה משלה; היא שואלת את חיישן המטען של האוגר. d — ניידות: הובלה, כל תפקידה של הטכנולוגיה. e — בקרה: ללא אופן או מיקום משלה; הנעה משותפת אחת בתדר רדיו. f — השגיאה כפי שהקוד רואה אותה: קוהרנטית — דה-פאזה וסיבובים התלויים במיקום, ללא ערוץ אובדן. g — ייצור: CMOS, אותו קו של 300 mm שמייצר את הנקודות.

פיזיקה וגבולות

אלקטרודות שער בפסיעה של 180 nm, המונעות עד 300 MHz, יוצרות מינימום כליאה נע; הנושא עוקב אחריו באופן אדיאבטי ב-36 m/s בהנעה חד-טונית וב-64 m/s בהנעה דו-טונית D[196]. האדיאבטיות חוסמת את זמן המעבר מלמטה דרך פיצולי המסלול והעמקים, וקוהרנטיות הספין חוסמת אותו מלמעלה. צימוד ספין–מסלול וגרדיאנטים של מיקרו-מגנט הופכים את ההובלה לסיבוב דטרמיניסטי התלוי במיקום — קוהרנטי, ולכן ניתן לכיול עקרונית — והתנועה גם מסייעת: Delft מייחסת את הקוהרנטיות המשופרת של ספינים נעים למיצוע תנועתי D[193]. רעש מטען ואי-סדר מקבעים את הנושא במקומו ומעוררים אותו בחציות נמנעות של עמק–מסלול S[511]. שום דבר תרמודינמי אינו חוסם כל זאת, ולכן הרצפה היא החומרים: אחידות פיצול העמקים לאורך קו, ורעש המטען. הזזתה דורשת הנדסת ממשקים, ערימות שער שקטות יותר, הד במהלך ההובלה (בגרמניום, ההד העלה את מספר ההסעות האופייני מ-64–77 למעל 300 D[512]) או אפנון של הכליאה S[513]. סימולציה של קוד המשטח נותנת סף דה-פאזה של כמה אחוזים ותקורה מתונה עד שגיאה של ~1% להסעה S[514] — סלחני, אך בתנאי שהשערים והקריאה כבר נמצאים מתחת לסף, ובספינים הם אינם.

מצב ההנדסה העדכני

טבלה

שנה	נתון	מי	תג+מפתח
2021-08	מסוע של 420 nm, ארבעה אותות בקרה, הסעת אלקטרון יחיד (מטען) ב-99.42 ± 0.02%	RWTH Aachen	D[510]
2024-07-08	חורים בגרמניום, שרשרת דליים: 99.97% להסעה, מצבי בסיס בלבד, 312 µm אפקטיביים	QuTech	D[512]
2025-06-09	מסוע: 10 µm אפקטיביים (הלוך ושוב) בפחות מ-200 ns בנאמנות ספין של 99.54 ± 0.03%	QuTech	D[196]fact
2026-05-06	שער פאזה מבוקרת בין שני ספינים נעים: 98.86 ± 0.29%, 240 nm, 58 ns	QuTech	D[193]
2026-07-29	זוגיות ממשקל ארבע, קיוביט עזר נייד: 97.7(1)% לכל הלוך-ושוב של 1.2 µm; זוגיות Z של 72.2(6)%	QuTech	D[349]

איבר השגיאה השולט מנוגד לאינטואיציה: בהתקן הזוגיות בן חמשת הקיוביטים המגבלה היא רעש לא קוהרנטי באינטראקציית החילוף, ואילו הדה-פאזה במהלך ההסעה ובזמן הסרק היא כרבע מהסך הכול D[349]. ההובלה חדלה להיות הדבר הגרוע ביותר במעגל הסעה; השערים הסטטיים הם הגרועים, והדרך אל מעבר ל-99% היא שינוי ערימת השער, לא מסועים מהירים יותר. ערך טיפוסי בקנה מידה אינו קיים: כל תוצאה לעיל נמדדה על הטרו-מבנה ממעבדת ייצור מחקרית, ואף קישור מסוע לא פורסם על התקן של 300 mm.

דילוג בשיטת שרשרת הדליים (ספין המועבר מנקודה לנקודה בפולסי שער עוקבים, בשונה מהובלה במצב מסוע בתוך בור פוטנציאל נע) חוצה כעת מערך דו-ממדי: בסריג 6×6 של נקודות חורים בגרמניום של QuTech, עם שער מחסום משותף אחד, ספין חצה 26 מעברים מנקודה לנקודה לאורך 5.2 µm, עם חסמים תחתונים של 99.96 ± 0.01% לכל דילוג למצבי בסיס ו-99.68 ± 0.04% לסופרפוזיציות; בעזרת אותה הסעה כוונו 30 מתוך 36 הנקודות P[898].

ייצור, חומרים ושרשרת האספקה

שלוש שכבות חופפות של אלקטרודות שער בפסיעה של ~180 nm מעל באר ²⁸Si/SiGe מועשרת, בעובי 7 nm ב-Delft D[196] — תואם 300 mm באופן נומינלי, והתלות הקשיחה של הטכנולוגיה היא בדיוק זו: אלקטרודות מסוע אחידות על קו CMOS. נקודות צריכות רק להיות דומות זו לזו; אפיק חייב להיות אחיד לכל אורכו, משום שפגם מקבע אחד קוטע את התעלה, ולמסוע אין יתירות. לא פורסמה סטטיסטיקה של שיעור תקינות או של אחידות למסועים — היעדר בולט לצד יותר מ-24,000 התקני הספין לפרוסה של Intel D[199] ו-96% הצלחה בכוונון ב-232 התקנים בפרוסה אחת D[766]. אספקה: ²⁸Si מועשר מקומץ מתקני הפרדת איזוטופים — נקודת הכשל היחידה שארכיטקטורת ספיני הצורן כבר חולקת — ואפיטקסיה של SiGe ויישור שכבות (overlay) ב-imec, ב-Intel, ב-GlobalFoundries וב-STMicroelectronics. העלות לאפיק אינה ניתנת לציטוט; לא נטען כאן שום מיפוי ECCN של משטר הפיקוח הקוונטי על פריטים דו-שימושיים.

בקרה, קריאה ועומס הקלט-פלט

ארבעה או שמונה קווי תדר רדיו משותפים מניעים אפיק באורך שרירותי, ולכן מספר הקווים גדל עם מספר האפיקים, לא עם המרחק או עם מספר התחנות שהאפיק משרת; קישור בשיטת שרשרת הדליים באותו טווח צריך קו מפולס אחד לכל דילוג. הדלילות היא שמאפשרת לאלקטרוניקה הממוקמת לצד הקיוביטים להיכנס — הטיעון שהבקר של HRL ב-4 K מעלה מהקצה השני, עם ≤3.5 W ו-366 DAC ל-18 קיוביטים D[190]fact. לטכנולוגיה אין קריאה; קיוביט עזר נייד נמדד באתר ייעודי D[349]. ההשהיה אינה האילוץ המחייב: דילוגים של 4 ns ושערים של 58 ns בין ספינים נעים נמצאים שניים עד שלושה סדרי גודל מתחת לקריאת הספין, 1–100 µs, ולכן ההסעה אינה מאריכה את מחזור הסינדרום. החומות: ב-10³ קיוביטים — אחידות התעלות על 300 mm; ב-10⁴ — כיול הפאזה על פני אלפי מסועים הנתונים לסחיפה; ב-10⁶ — תקציב הדה-פאזה: ב-10⁻³ לכל µm, מיקרון אחד של תנועה לכל חילוץ סינדרום הוא בר השגה, ומאה מיקרונים אינם.

תפקיד במחסנית

הטכנולוגיה שייכת לארכיטקטורת הספינים בנקודות קוונטיות בצורן ובגרמניום (Intel, Diraq, Quantum Motion, HRL תחת IBM, QuTech, Quobly). היא דורשת ספינים בנקודות המוגדרות באלקטרודות שער, שאותם היא מזיזה, ומפעל CMOS של 300 mm לאלקטרודות מסוע אחידות, ואינה מספקת דבר בהמשך המחסנית: ערכה מתממש בתוך הארכיטקטורה שהיא משרתת, ולכן היא לעולם לא תימכר כמוצר. היא מחליפה את החילוף הסטטי בין שכנים קרובים, שאינו עולה שגיאת הובלה; קישור מוסע קונה מרחק בתקציב דה-פאזה ובעומס כיול, ומחיר זה כדאי רק כאשר יש לשלב את אלקטרוניקת הבקרה והקריאה בין הקיוביטים. הטכנולוגיה יושבת רחוק מאשכול הייצור שהיא תלויה בו: את הפיזיקה שלה קובע אי-הסדר בהטרו-מבנים מחקריים, ואת הכלכלה שלה — קו של 300 mm שמעולם לא רצה עליו. שעון נגזר = סכום סבב הסינדרום: שכבות שערים + הובלה + קריאה + איפוס: ההובלה תורמת 2.0 × 10⁻⁷ s והשערים 5.8 × 10⁻⁸ s כל אחד, ולכן הארכיטקטורה נשארת מוגבלת-קריאה ב-8.5 × 10⁻⁶ s, מתוכם 6.3 µs קריאה ו-1 µs איפוס. משבצות ריקות שכנות: הובלה על פני גבול של פיסה, וקישור עם גילוי דליפה במהלך התנועה.

ראיות — כיצד נמדדו המספרים

נתון הצורן מגיע מבחינת ביצועים אקראית משולבת (interleaved RB) של "שער" הסעה לאורך מסלול אפקטיבי של 10 µm, הלוך ושוב D[196]; נתון הגרמניום — מהתאמות מעריכיות למספר הסעות אופייני D[512]. אלה גדלים נצפים שונים, המצוטטים דרך שגרה זה לצד זה: 99.97% להסעה בגרמניום הוא נתון של מצבי בסיס בלבד, ו-99.54% בצורן הוא נאמנות ספין לאורך מסלול. בחינת ביצועים של הסעה מניח גם שאפשר לסחרר את השגיאה (twirling) — הנחה מפוקפקת לגבי סיבוב דטרמיניסטי התלוי במיקום, שכן מיצוע תנועתי יכול לשטח את תוצאת המדידה אל מתחת לשגיאה הפיזיקלית בכל נקודה בודדת. אף אחד משני הפרוטוקולים אינו מדווח על דליפה אל מחוץ לתת-המרחב של העמק או של המסלול, ואף תוצאת הסעה לא נבחנה בבחינת ביצועים מחזורית (cycle benchmarking) או בבחינת ביצועים מראה (mirror benchmarking), ולכן השגיאה המתואמת שקוד היה רואה לא נמדדה. הובלה במסוע הוצגה ברמת המטען ב-RWTH Aachen וברמת הספין ב-Delft; לנתון של 10 µm אין שחזור בלתי תלוי נכון ל-3 בספטמבר 2026.

ה"99.97% להעברה" בגרמניום [512] הוא נתון למצבי בסיס, שאינו בר השוואה לנאמנות הספין של המסוע בסיליקון [196]. לא פורסם: סבב המימון, הסכום והמשקיעים של ARQUE Systems [515], מספר עובדיה ואבן דרך מתוארכת להתקנה ב-Jülich Supercomputing Centre; ונתוני תפוקה, אחידות ערוצים או עלות לפס עבור מבני מסוע בכל קו 300 mm.

שחקנים וכלכלה

מי.

ארגון	תפקיד	מדינה	מה בדיוק הם עושים	ראיות
QuTech	מחקר	הולנד	כל שיאי הספין במסוע: הסעה אפקטיבית של 10 µm, שער בין ספינים נעים, קיוביט עזר נייד	D[193], [196], [349]
RWTH Aachen	מחקר	גרמניה	המציאה את מצב המסוע; ארכיטקטורת SpinBus	D[510]S[514]
Forschungszentrum Jülich	מחקר	גרמניה	שותפה להולדת המסוע; מארחת את המערכת הראשונה של ARQUE	C[515]
ARQUE Systems	מפתח	גרמניה	מוכרת נתיבי הסעה מוגנים בפטנט; מעבד בן חמישה קיוביטים	C[515]
IBM	מפתח	ארה״ב	רכשה את HRL: צורן בחילוף בלבד ועוד CMOS קריוגני ב-4 K	G[10]
Diraq	מפתח	אוסטרליה	צורן MOS על 300 mm עם imec; פריסות דלילות עומדות בבסיס טענת העלות שלה	D[189]
Quantum Motion	מפתח	בריטניה	CMOS ב-22FDX, מערכת מלאה (full-stack) ב-NQCC	C[355]
imec	ספק	בלגיה	קו ספינים של 300 mm; הוא שהיה מייצר כל מסוע ממפעל ייצור	D[189]

כספים.

2022-09 · ARQUE Systems · חברה שיצאה מהמחקר, שייסדו Bluhm ושלושה עמיתים · לא פורסם · Jülich, RWTH Aachen · הוכרז C[515]
2025-11-06 · DARPA QBI שלב B · אחד-עשר צוותים, ובהם Diraq ו-Quantum Motion · עד $15 M לכל אחד · הוכרז G[65]fact
2026-05-07 · Quantum Motion · סבב C · $160 M · DCVC, Kembara · נסגר C[355]fact
2026-05-21 · Diraq · מכתב כוונות של CHIPS · עד $38 M · US Commerce · מכתב כוונות G[300]fact
2026-06-03 · Quobly · סבב A · €115 M · Bpifrance, SEALSQ, STMicroelectronics · נסגר C[350]fact
2026-07-23 · IBM · רכישת HRL Laboratories · לא פורסם · הוכרז; העסקה נסגרה ב-2026-08-26 G[10]fact fact

אף אחד מאלה אינו מימון להסעה כשלעצמה: זו יכולת הממומנת בתוך חברות של קיוביטי ספין, לא סעיף שאפשר לממן בנפרד, ו-ARQUE היא היוצא מן הכלל היחיד — והמימון שלה לא פורסם.

שוק ושרשרת אספקה. איש אינו מוכר הסעה. האספקה המאפשרת היא ליתוגרפיה ויישור שכבות ב-300 mm, אפיטקסיה של SiGe, מצעי ²⁸Si מועשר ומחוללי צורות גל רב-ערוציים. G3 ו-G4 משלמים עליה, משום שהדלילות מצדיקה את מחיר הדה-פאזה שלה רק בקנה מידה של קוד; G7 — באופן שולי, דרך ההתקנה ב-Jülich; G1 ו-G5 — כלום.

קניין רוחני ותקנים. משפחת הפטנטים של המסוע מקורה ב-RWTH Aachen וב-Forschungszentrum Jülich; ARQUE ממסחרת מנגנון הסעה מוגן בפטנט C[515]. אין לטכנולוגיה זו ספירה מתוארכת של משפחות פטנטים ממאגר נתונים מזוהה, ולכן לא מצוטטת כאן ספירה כזו, ואף גוף תקינה אינו עוסק בהובלת ספינים.

מפות דרכים ועמידה בהבטחות. (הובטח ב-2021-08 · המסוע כאפיק הניתן להגדלה · מצב נכון ל-2026-09-03: רק ברמת תעלה בודדת, מעולם לא על פרוסה ממפעל ייצור). (ARQUE Systems, הובטח ב-2026 · מעבד הסעה בן חמישה קיוביטים ב-Jülich · מצב: ההתקנה בעיצומה, אין נתוני קבלה C[515]). (QuTech, הובטח ב-2026-07 · זוגיות מוסעת מעל 99% באמצעות שינוי ערימת השער · מצב: 97.7% להסעה D[349]). (Diraq, הובטח ב-2026-08-27 · 150 k קיוביטים פיזיים ו-1 k לוגיים עד 2029 · מצב: התקן ממפעל ייצור בן שמונה קיוביטים עם זוג פועל אחד, והודעתה שלה מיולי אומרת "אלפים עד 2029" Cfact fact). QuTech היא השחקן החזק ביותר כאן; ARQUE לא הוכיחה את עצמה, אך היא הגוף היחיד עם תאריך אספקה; המספרים של Diraq זזים מהר יותר מההתקנים שלה.

פרשנות אסטרטגית. אם המסוע יגיע לאחידות של מפעל ייצור, המרוויחים יהיו ספקי הספינים ב-CMOS שהתזה שלהם היא צפיפות באמצעות דלילות — IBM עם HRL, Diraq, Quantum Motion, Quobly — וספקי הבקרה הקריוגנית, שכן סריגים דלילים הם שמאפשרים לאלקטרוניקה הממוקמת לצד הקיוביטים להיכנס. המפסידים: ארכיטקטורות חילוף צפופות של שכנים קרובים, ומפעלי ייצור המוכרים אחידות של נקודות ולא אחידות של קווים. כוח המיקוח בידי קווי ה-300 mm וספקי הצורן המועשר; פרימיטיב הובלה ללא מוצר עצמאי ייבלע כעמדת קניין רוחני — וזה בדיוק מה שהפטנטים של Aachen ושל Jülich כבר הם.

תחזית ושאלות פתוחות

אבני דרך הניתנות להפרכה ל-12–24 חודשים. לאשר: קישור ספין במסוע על התקן ממפעל ייצור של 300 mm ב-≥99% לכל 10 µm עד 2027-09; בדיקת זוגיות בקיוביט עזר מוסע מעל 99%, היעד שמחברי Delft הציבו לעצמם D[349]; שחזור בלתי תלוי בידי קבוצה שאינה Delft. להוריד בדרגה: אם הזוגיות בקיוביט עזר מוסע תישאר מתחת ל-~90% לאורך 2027, הטיעון בעד ארכיטקטורה דלילה יאבד את הרגל הניסויית היחידה שלו; או אם השונות בפיצול העמקים לאורך התעלות תתברר כבלתי ניתנת לצמצום בחומר של מפעל ייצור. התרחיש הטוב ביותר עד 2029: טלאי של קוד משטח במרחק 3 עד 5 על סריג ספינים דליל, עם חילוץ סינדרום בהסעה; התרחיש הגרוע ביותר: ההסעה נשארת התמחות של Delft ו-Aachen על הטרו-מבנים מחקריים.

שאלות פתוחות. (1) האם בחינת ביצועים של הסעה נותנת נאמנות בעלת משמעות, או תוצר לוואי של מיצוע תנועתי? (2) האם המיצוע התנועתי שורד אי-סדר מטען ברמה של מפעל ייצור, או מתהפך לקיבוע? (3) מהו קצב הדליפה בחציות הנמנעות של העמקים? (4) האם אפשר למכן את כיול הפאזה של המסוע על פני אלפי אפיקים? (5) האם ספין יכול לחצות גבול של פיסה? לעקוב: כל תוצאת הסעה על 300 mm מ-imec, מ-Intel, מ-GlobalFoundries או מ-STMicroelectronics; נתוני הקבלה של ARQUE ב-Jülich; ההמשך של QuTech להתקן הזוגיות ממשקל ארבע.

מקורות

[10] IBM, “IBM to Acquire HRL Laboratories to Power the Future of Quantum,” Jul. 23, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/2026-07-23-ibm-to-acquire-hrl-laboratories-to-power-the-future-of-quantum [G]
[65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/research/programs/quantum-benchmarking-initiative/stage-b-selection [G]
[189] P. Steinacker et al., “Industry-compatible silicon spin-qubit unit cells exceeding 99% fidelity,” Nature, vol. 646, no. 8083, pp. 81–87, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09531-9. [D]
[190] Members of the HRL Quantum Team and Collaborators, “A digitally controlled silicon quantum processing unit,” arXiv:2604.16216, Apr. 2026. [D]
[193] Y. Matsumoto et al., “Two-qubit logic and teleportation with mobile spin qubits in silicon,” Nature, vol. 653, no. 8114, pp. 391–397, May 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10423-9. [D]
[196] M. De Smet et al., “High-fidelity single-spin shuttling in silicon,” Nat. Nanotechnol., vol. 20, no. 7, pp. 866–872, Jun. 2025, doi: 10.1038/s41565-025-01920-5. [D]
[199] H. C. George et al., “12-spin-qubit arrays fabricated on a 300 mm semiconductor manufacturing line,” Nano Lett., vol. 25, no. 2, pp. 793–799, Dec. 2024, doi: 10.1021/acs.nanolett.4c05205. arXiv:2410.16583. [D]
[300] National Institute of Standards and Technology, “Department of Commerce Announces Letters of Intent With 9 Companies for $2 Billion to Accelerate U.S. Leadership in Quantum Computing,” NIST News, May 21, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/news-events/news/2026/05/department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion [G]
[349] B. Undseth et al., “Weight-four parity checks in a spin-shuttling architecture,” Nature, vol. 655, no. 8125, pp. 1160–1166, Jul. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10766-3. [D]
[350] Quobly, “Quobly secures €115 million Series A to bring silicon-based quantum computers to market,” Jun. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.quobly.io/press-releases/quobly-secures-e115-million-series-a-to-bring-silicon-based-quantum-computers-to-market [C]
[355] Quantum Motion, “Quantum Motion Raises $160 Million Series C to Deliver Quantum Computing's "Transistor Moment,” May 7, 2026. [Online]. Available: https://quantummotion.com/quantum-motion-raises-160-million-series-c-to-deliver-quantum-computings-transistor-moment/ [C]
[510] I. Seidler et al., “Conveyor-mode single-electron shuttling in Si/SiGe for a scalable quantum computing architecture,” arXiv:2108.00879, Aug. 2021. [D]
[511] N. Ciroth et al., “Numerical simulation of coherent spin-shuttling in a QuBus with charged defects,” arXiv:2512.03588, Dec. 2025. [S]
[512] F. van Riggelen et al., “Coherent spin qubit shuttling through germanium quantum dots,” Nat. Commun., vol. 15, Art. no. 5716, Jul. 2024, doi: 10.1038/s41467-024-49358-y. [D]
[513] D. Q. L. Nguyen, M. Rimbach-Russ, and S. Bosco, “Suppressing spin qubit decoherence during shuttling via confinement modulation,” arXiv:2605.00611, May 2026. [S]
[514] B. Yenilen, A. Sala, H. Bluhm, M. Müller, and M. Rispler, “Performance of the spin qubit shuttling architecture for a surface code implementation,” Quantum, vol. 10, Art. no. 2219, Sep. 2026, doi: 10.22331/q-2026-09-30-2219. arXiv:2503.10601. [S]
[515] Forschungszentrum Jülich, “Jülich-Aachen Start-up Paves the Way for Scalable Quantum Computers,” fz-juelich.de, Apr. 8, 2026. [Online]. Available: https://www.fz-juelich.de/en/news/archive/press-release/2026/julich-aachen-start-up-arque-systems [C]
[766] S. F. Neyens et al., “Probing single electrons across 300-mm spin qubit wafers,” Nature, vol. 629, no. 8010, pp. 80–85, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07275-6. [D]
[898] A. S. Ivlev et al., “Sparse qubit operation in a 6×6 quantum dot array,” arXiv:2610.07683, Oct. 2026. [P]