מיתוג / ניתוב פוטוני (אלקטרו-אופטי, הזנה קדימה) cx_switch
מתגים אלקטרו-אופטיים ומתגי MEMS מנתבים פוטונים בין מוליכי גל לפי החלטת בישור בזמן אמת — שכבת ההובלה שבה שולט האובדן, המשותפת לכל ארכיטקטורה פוטונית.
מיתוג / ניתוב פוטוני (אלקטרו-אופטי, הזנה קדימה)
כל מתג גובה הפסד: 0.19 dB/MZI בקנה מידה של מערכת (Aurora), 100 mdB לרכיב הטוב ביותר בקו (PsiQuantum BTO); סבילות לתקלות דורשת ~7 mdB.
תקציר ←מקורות מרכזיים
מרחב התכן — תכונות
- (a) זיקת הנושא
- פוטון (חלקיק טבעי, אופנים מהונדסים)
- (b) זמן · שזירה
- 1.0 µs
- (c) קריאה
- —
- (d) ניידות
- קיוביטים מעופפים (פוטונים)
- (e) בקרה
- אלקטרו-אופטית @ טמפרטורת החדר
- (f) מבנה השגיאה
- אובדן (מחיקה)
- (g) ייצור
- מפעל ייצור למעגלים פוטוניים משולבים
מרחב ההערכה — תכונות מתוארכות
נתון מתג של "30 mdB" המצוטט לעתים אינו ניתן לאיתור בשום מקור. ההפסד של SiN חד-אופני ב-Omega הוא 1.8(2) dB/m, לעומת נתון רב-אופני של 0.5 dB/m — הפער לא יושב.
רשומות סטנדרטיות
שחקנים ויעדים — ביאורים
קשתות
בשימוש: 11 מכונות (11 ראשית · 0 חלופית)
- פוטוניקה 11
- ETRI 8-photon silicon-photonic qubit chip ETRI (with KAIST and the University of Trento) מאמר ▨ ✅
- PT-1 ORCA Computing מאמר דף מוצר ▤ §2.2 Physical devices ✅
- PT-2 ORCA Computing דף מוצר עיתונות ▤ §2.2 Physical devices ✅
- Omega chipset (Moreton Bay / Chicago systems unnamed) PsiQuantum מאמר דף מוצר עיתונות ▣ Fig. 2d (MZI >50 dB extinction); Fig. 5g (BTO MZI) ✅
- Belenos Quandela דף מוצר עיתונות ▣ Fig. 1 (architecture); Methods: Architecture (12-mode universal interferometer) ✅
- Quandela Canopus Quandela דף מוצר דף מוצר עיתונות ◌ 🔎
- Lucy Quandela עיתונות ▦ 🔎
- Carina QuiX Quantum ▨ ✅
- Jiuzhang 4.0 USTC (Pan Jianwei group) מאמר עיתונות ▣ Fig. 1 (spatial-temporal hybrid encoding, 16^3 = 4,096 connectivity); Extended Data Fig. 3 (delay loops) ✅
- Aurora Xanadu מאמר עיתונות קישור ▣ Fig. 3a,b (12-mode macronode cluster, 86.4 billion modes) ✅
- Borealis Xanadu מאמר קישור ▣ Fig. 1 (three delay loops, 216 temporal modes); Methods: Connectivity ✅
תמונות
כל תמונה מלווה בתיאור של מה שהיא מראה ובשורת הקרדיט שלה.



מיתוג / ניתוב פוטוני (אלקטרו-אופטי, הזנה קדימה)
מתגים אלקטרו-אופטיים ומתגי MEMS מנתבים פוטונים בין מוליכי גל לפי החלטת בישור בזמן אמת — שכבת ההובלה שבה שולט האובדן, המשותפת לכל ארכיטקטורה פוטונית.
Verdict. אובדן המתג הטוב ביותר בקו שפורסם הוא 100 mdB (BTO של PsiQuantum), ~14x מתקציב הסבילות לתקלות של ~7 mdB, נכון ל-4 בספטמבר 2026; התקנים לא-נדיפים פותרים את בעיית ההספק הסטטי, לא את האובדן.
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
רכיב אלקטרו-אופטי או מכני בתוך אינטרפרומטר מאך–צנדר קובע את יחס הפיצול שלו, ולכן רשת של אינטרפרומטרים כאלה מממשת כל אוניטרי, וכשהיא מונעת בידי הקלקת בישור של גלאי שקדמה לה, היא מנתבת פוטונים בזמן אמת. השושלת מתחילה בשבב של Carolan מ-2015, בן שישה אופנים ו-15 MZI D[455] — תרמו-אופטי, ניתן להגדרה מחדש "בתוך שניות", הקצה ההפוך של ציר המהירות וההספק ממה שההיתוך צריך. כל מה שבא אחריו ניסה לשמור על יכולת התכנות הזו ולהיפטר מהאובדן ומההספק הסטטי שלה.
- b/e: מיתוג בתחום ns–µs (10⁻⁶·⁰ s), אלקטרו-אופטי, מעגלי הנעה בטמפרטורת החדר; אינו שוזר בעצמו.
- d/g: פוטונים מעופפים המנותבים במוליכי גל של מעגל פוטוני משולב; כל שלב גובה מס מתקציב האובדן.
פיזיקה וגבולות
האובדן כפלי, ולכן הארכיטקטורה קובעת תקציב לכל שלב — ההתקן עומד בו, או שהמכונה אינה קיימת: מול תקציב פוטון כולל בסדר גודל של 0.5 dB לאורך עומק רשת ההיתוך, המכסה לכל מתג היא ≈7 mdB D[173]. סבילות לתקלות מבוססת-היתוך סובלת אובדן של 2.7% לפוטון עם מצבי משאב של טבעת-6, ו-17% רק עם מצבים של 168 קיוביטים שאיש אינו יודע לבנות D[179]. המשפחות מתפשרות באופן שונה: מסיטי פאזה תרמו-אופטיים הם בעלי אובדן נמוך, אך כל אחד מהם מפזר מיליוואטים וממתג בתחום ה-µs, ולכן אינם שמישים ב-2 K על פני 10⁴ ערוצים; בריום-טיטנאט וליתיום ניובט בשכבה דקה ממתגים בתחום ה-ns בהספק נמוך, אך מוסיפים אובדן בחומר ובמעברים בין חומרים. אופן הכשל השני הוא הכחדה סופית: משרעת שדלפה ליציאה הלא נכונה היא שגיאה לא מבושרת, לא אובדן. הזזת הרצפה דורשת מקדמים אלקטרו-אופטיים גבוהים יותר (ה-r האפקטיבי של בריום-טיטנאט הוא ~30× מזה של ליתיום ניובט, ולכן מסיטי הפאזה מתקצרים ומאבדים פחות), מעברים בין חומרים באובדן נמוך יותר ואי-נדיפות.
מצב ההנדסה העדכני
המתג הטוב ביותר בקו שפורסם: מתג הבריום-טיטנאט של PsiQuantum, עם אובדן החדרה של 100 mdB וצימוד סיב–שבב של 52(12) mdB ב-~2 K D[169]fact. Aurora היא הנתון היחיד בקנה מידה של מערכת: 35 שבבים, 0.19 dB לכל MZI, ~14 dB אובדן כולל, ללא חישוב עם תיקון שגיאות D[173]. מערך הבריום-טיטנאט הלא-נדיף מ-2026 ממתג ב-80 ns עם 1.48 dB לתא, ובהספק סטטי אפסי לאחר שנקבע מצבו D[516] — תוצאה של הספק סטטי, לא של אובדן. השגיאה השולטת: אובדן החדרה מצטבר, ואחריו הצימוד.
טבלה
| שנה | נתון | מי | תג+מפתח |
|---|---|---|---|
| 2025-01 | 0.19 dB/MZI; ~14 dB אובדן מערכת; דרישה של ≈7 mdB | Xanadu | D[173] |
| 2025-02 | מתג BTO של 100 mdB; סיב–שבב 52(12) mdB | PsiQuantum | D[169] |
| 2026-06 | תא BTO לא-נדיף: 80 ns, 1.48 dB, הספק סטטי אפסי | UPV iTEAM | D[516] |
| 2026-08 | מתג MEMS תואם מפעל ייצור, <1.5 dB, הכחדה של >30 dB, ~20 nW | UC Berkeley | P[517] |
ייצור, חומרים ושרשרת האספקה
מוליכי גל של ניטריד צורן או של ליתיום ניובט בשכבה דקה, בריום-טיטנאט לרכיב הפעיל, וגלאי ננו-תיל מוליכי-על על אותה פרוסה של 300-mm; התהליך של PsiQuantum רץ ב-GlobalFoundries, שהשיקה ב-2026-05-21 יחידת ייצור קוונטית על רקע מכתב כוונות של CHIPS בסך $375M C[353]. בריום-טיטנאט על צורן הוא שיקוע שמעט קווי ייצור מסוגלים לבצע; בסיס הספקים המסחרי של ליתיום ניובט בשכבה דקה הוא שני ספקים בקנה מידה של חברות הון סיכון, HyperLight ו-Lightium P[518]. הזיווד הוא צוואר הבקבוק השני: תוצאת הצימוד של Xanadu נזקקה למערכי סיבים של Corning ולחיתוך הפרוסה לשבבים (singulation) של DISCO C[172]. אין נתון פומבי של שיעור תקינות; אף קטגוריה של פיקוח על יצוא אינה נוקבת במתגים פוטוניים, ותקנת BIS מ-2024 מגיעה אליהם רק דרך ECCN 4A906 fact.
בקרה, קריאה ועומס הקלט-פלט
הזנה קדימה פירושה שהפוטון ממתין בקו השהיה בזמן שהקלקה של גלאי קריוגני מסווגת והמתג מונע, וזה קושר את ההשהיה לאובדן — באכזריות, כשמדובר בשבב. באובדן ההתפשטות של ניטריד צורן, ננו-שנייה אחת של השהיה על השבב עולה כמה עשיריות dB, יותר מכל תקציב השלב, ואילו אותה ננו-שנייה בסיב, ב-≈0.2 dB/km, היא חינם: ההזנה קדימה חיה בסיב וחייבת להכריע בתוך ננו-שניות. QuiX מציינת את אלקטרוניקת ההזנה קדימה כאחת משתי הבעיות שהמערכת שלה מ-2026 חייבת לפתור C[177]. הקלט-פלט גדל עם עומק הרשת, לא עם מספר הקיוביטים; ב-10⁴–10⁶ אופנים האילוצים המחייבים הם מספר ערוצי הגלאים וההספק הקריוגני המחזיק כל מתג במצבו.
תפקיד במחסנית
ההובלה של שלוש הארכיטקטורות הפוטוניות: מכונות משתנה בדיד מבוססות-היתוך (PsiQuantum, Quandela, QuiX), ארכיטקטורת המשתנה הרציף / GKP (Xanadu) ודוגם הבוזונים. היא דורשת תהליך של מפעל ייצור למעגלים פוטוניים משולבים, ומספקת את הניתוב ההופך תוצאות היתוך מבושרות למצב אשכול; שום דבר אינו מחליף אותה. כל שחקן בענף תלוי באותו מספר, וזה הופך אותה לנקודת הכשל היחידה של הענף. שעון נגזר = סכום סבב הסינדרום: שכבות שערים + הובלה + קריאה + איפוס — אינו מוגדר כאן, שכן ארכיטקטורת ההיתוך אינה מריצה סבב סינדרום; רצפת ה-~1 µs נקבעת בידי ההזנה קדימה וזמן ההתאוששות של הגלאים, לא בידי המתג. משבצת ריקה שכנה: מתג לא-נדיף מתחת ל-10 mdB.
ראיות — כיצד נמדדו המספרים
אובדן המתג וההכחדה שלו מגיעים מאפיון ישיר של אובדן ההחדרה מול מסלולי ייחוס על השבב — מספרים קשיחים יותר מנאמנויות שער, והפחות ברי השוואה, שכן כל ספק מצטט גבול אחר. ה-0.19 dB של Aurora הוא לכל MZI כולל החיבורים; ה-100 mdB של PsiQuantum הם של רכיב המתג לבדו; ה-0.085 dB לפאה של Xanadu הוא צימוד סיב–שבב, המשווק כאמת מידה של התעשייה C[172], אף ש-PsiQuantum פרסמה 52(12) mdB לאותו ממשק שנה קודם לכן D[169]. אין לחבר אותם או לדרג אותם בלי פרוטוקול משותף, ואף אחד מהם לא שוחזר מחוץ לקבוצה שממנה יצא. אימות המערכת הוא תקציב אובדן, לא עדות לנאמנות לוגית.
"אובדן מוליך גל של 0.5 dB/m" עבור Omega בדוח הראשי סותר את נתון המאמר לסיליקון ניטריד חד-אופני, 1.8(2) dB/m fact; אף אחד מהם אינו נתון של מתג.
שחקנים וכלכלה
מי.
| ארגון | תפקיד | מדינה | מה בדיוק הם עושים בטכנולוגיה זו | ראיות |
|---|---|---|---|---|
| PsiQuantum | מפתח | ארה״ב | מתגי BTO של 100 mdB, תחת אימות ותיקוף (V&V) של DARPA | D[169] |
| Xanadu | מפתח | קנדה | רשת המתגים של Aurora; צימוד וזיווד | D[173] |
| QuiX Quantum | מפתח | הולנד | חומרת הזנה קדימה; Carina ב-DLR | C[177] |
| Quandela | מפתח | צרפת | מערכת ממותגת של 12 קיוביטים ב-CEA | C[176] |
| GlobalFoundries | ספק | ארה״ב | קו של 300-mm; מכתב כוונות של CHIPS בסך $375M | C[353] |
| DARPA | מממן | ארה״ב | כספי שלב C קונים תיקוף של מתגי BTO | P[181] |
כספים.
| תאריך | שחקן | אירוע | סכום | תוכנית / מוביל | מצב |
|---|---|---|---|---|---|
| 2025-09-10 | PsiQuantum | סבב E | $1B לפי שווי של $7B | BlackRock, Temasek | נסגר C[519] |
| 2026-03-26 | Xanadu | מיזוג SPAC | ~$302M, 40% מתחת לתוכנית | Crane Harbor | נסגר C[178] |
| 2026-05-21 | US Commerce | מכתבי כוונות של CHIPS | $375M, $100M | GlobalFoundries, PsiQuantum | מכתב כוונות fact |
| 2026-07-22 | PsiQuantum | הרחבה בשלב C של QBI | $125M לאחר $31.8M | DARPA | רשמי P[181] |
| 2026-08-28 | Xanadu | מימון למפעל ב-Toronto | CAD 195M | Government of Canada | נסגר C[178] |
שוק ושרשרת אספקה. הציוד המאפשר אינו קוונטי: CMOS של 300-mm (GlobalFoundries), הרכבת מערכי סיבים (Corning), חיתוך פרוסות לשבבים (DISCO), ובסיס של ליתיום ניובט בשכבה דקה הנשען על שני ספקים קטנים P[518]. הריכוזיות יושבת בשרשראות המרכזיות של התעשייה, שבהן לחברה קוונטית פוטונית אין כוח מיקוח ואין מקור שני לחיבור מערכי הסיבים. G3 ו-G4 משלמים על הרכיב הזה — אין קיוביט לוגי פוטוני בלי לסגור את פער האובדן — G1/G5 אינם משלמים.
קניין רוחני ותקנים. לא נמצאה משפחת פטנטים ייחודית למיתוג פוטוני קוונטי; הפטנט הסמוך הקרוב ביותר שהוענק הוא US 12,437,225 של ORCA Computing, על מדידות GHZ מקודדות באופטיקה ליניארית (2025-10-07) fact. הקניין הרוחני הקלאסי של מתגי MZI נרחב ואינו קוונטי; הספירות של PatSnap אינן מפולחות עד לשכבה הזו Pfact. אין גוף תקינה, אין התדיינות משפטית, אין ממשק הזנה קדימה משותף.
מפות דרכים ועמידה בהבטחות. PsiQuantum (2024-04, למכונה שימושית עד סוף 2027) — נכון ל-4 בספטמבר 2026 נערך רק טקס הנחת אבן הפינה, ב-2026-06-17, לאחר החלפת אתר P[183], אספקת המתקן הקריוגני של Linde צפויה במחצית השנייה של 2027 Cfact, ואין פרסום חומרה מ-2026; רכיבים חזקים, מערכת ללא ראיות. Xanadu (2026-08-31, לאובדן של 1.0× הסף ב-2030, מ-24.1×) — מפת הדרכים הכמותית הראשונה בתחום, והיא נוקבת בפער של הרכיב הזה. QuiX (2025-07, למערכת אוניברסלית ב-2026) — Carina סופקה ביולי 2026, וההכנסה לשירות ממתינה. Quandela — Lucy סופקה, ואבן הדרך של קיוביט לוגי ל-2025 הוחטאה.
פרשנות אסטרטגית. מי שיספק ראשון מתג לא-נדיף מתחת ל-10 mdB יחזיק בצוואר הבקבוק של שתי הארכיטקטורות הפוטוניות בבת אחת, שכן הדרישה אינה תלויה בקידוד; לכן שלב C של DARPA קונה תיקוף של מתגים, זיווד וקריוגניקה, לא אלגוריתם. אם הפער לא ייסגר, הענף כולו מפסיד יחד — אין חלופה פוטונית שעוקפת את המיתוג — ואילו פלטפורמות מבוססות-חומר אינן ניצבות מול משוכה שקולה של מספר יחיד. המנוף נמצא בידי GlobalFoundries, Corning ו-DISCO.
תחזית ושאלות פתוחות
לאשר/להוריד בדרגה בתוך 12–24 חודשים: מתג לא-נדיף מתחת ל-50 mdB; שחזור בלתי תלוי של נתון ה-100 mdB; המתקן הקריוגני של PsiQuantum ב-Moreton Bay מסופק במחצית השנייה של 2027, כמובטח; לולאת הזנה קדימה שפורסמה מתחת ל-100 ns. התרחיש הטוב ביותר ל-2029: מיתוג לא-נדיף ברמה של mdB חד-ספרתי, וה-24.1× של Xanadu נסגר כמובטח. התרחיש הגרוע ביותר: האובדן נתקע סביב 100 mdB, והסבילות לתקלות הפוטונית נדחית אל מעבר ל-2031 עבור הענף כולו. פתוח: האם בריום-טיטנאט מגיע לשיעור תקינות סביר ב-300 mm; האם אפשר להשיג מקור שני לחיבור מערכי סיבים; האם ההכחדה תהפוך לאילוץ ברגע שהאובדן ירד. לעקוב אחר נתון האובדן של Xanadu ל-2027.
מקורות
- [169] K. Alexander et al., “A manufacturable platform for photonic quantum computing,” Nature, vol. 641, no. 8064, pp. 876–883, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-08820-7. [D]
- [172] Xanadu, “Xanadu sets new industry benchmark in photonic chip packaging,” PR Newswire, Jun. 10, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ [C]xanadu-sets-new-industry-benchmark-in-photonic-chip-packaging-302796562.html - [173] H. A. Rad et al., “Scaling and networking a modular photonic quantum computer,” Nature, vol. 638, no. 8052, pp. 912–919, Jan. 2025, doi: 10.1038/s41586-024-08406-9. [D]
- [176] Quandela, “Quandela delivers Lucy, the most advanced photonic quantum computer worldwide, to EuroHPC and GENCI at CEA's TGCC,” Oct. 23, 2025. [Online]. Available: https://www.quandela.com/
about-us/ [C]newsroom/ quandela-delivers-lucy-the-most-advanced-photonic-quantum-computer-worldwide-to-eurohpc-and-genci-at-ceas-tgcc/ - [177] QuiX Quantum, “QuiX Quantum Delivers Carina Core Hardware Platform to DLR QCI, Advancing Europe's Universal Photonic Quantum Computing Roadmap,” Jul. 14, 2026. [Online]. Available: https://www.quixquantum.com/
news/ [C]quix-quantum-delivers-carina-core-hardware-platformto-dlr-qci - [178] Xanadu Quantum Technologies Limited, “Xanadu Charts Path to Over 1,000 Logical Qubits by 2031,” GlobeNewswire, Aug. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.globenewswire.com/
news-release/ [C]2026/ 08/ 31/ 3353211/ 0/ en/ xanadu-charts-path-to-over-1-000-logical-qubits-by-2031.html - [179] S. Bartolucci et al., “Fusion-based quantum computation,” Nat. Commun., vol. 14, Art. no. 912, Feb. 2023, doi: 10.1038/s41467-023-36493-1. arXiv:2101.09310. [D]
- [181] M. Abdel-Kareem, “PsiQuantum Secures $125 Million Expanded Agreement with DARPA under QBI Program,” Quantum Computing Report, Jul. 22, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
psiquantum-secures-125-million-expanded-agreement-with-darpa-under-qbi-program/ [P] - [183] D. Van Boom, “PsiQuantum ditches Brisbane Airport plan in bid to break ground on supercomputer,” Forbes Australia, May 20, 2026. [Online]. Available: https://www.forbes.com.au/
news/ [P]innovation/ psiquantums-stalled-quantum-plant-to-break-ground-after-location-switch/ - [353] GlobalFoundries, “GlobalFoundries launches Quantum Technology Solutions to scale U.S. quantum manufacturing,” May 21, 2026. [Online]. Available: https://gf.com/
gf-press-release/ Also https://investors.gf.com/globalfoundries-launches-quantum-technology-solutions-to-scale-us-quantum-manufacturing/ news-releases/ . [C]news-release-details/ globalfoundries-launches-quantum-technology-solutions-scale-us - [455] J. Carolan et al., “Universal Linear Optics,” arXiv:1505.01182, May 2015. [D]
- [516] C. Català-Lahoz et al., “High-speed non-volatile barium titanate field-programmable photonic gate array,” Nat. Photon., vol. 20, no. 8, pp. 932–940, Aug. 2026, doi: 10.1038/s41566-026-01934-y. [D]
- [517] A. Roy et al., “Zero-change foundry compatible silicon photonics MEMS optical switch,” arXiv:2608.03146, Aug. 2026. [P]
- [518] optics.org, “Lithium niobate in vogue as thin-film developers raise cash,” Sep. 24, 2024. [Online]. Available: https://optics.org/
news/ [P]lithium-niobate-in-vogue-as-thin-film-developers-raise-cash - [519] PsiQuantum, “PsiQuantum Raises $1 Billion to Build Million-Qubit Scale, Fault-Tolerant Quantum Computers,” Sep. 10, 2025. [Online]. Available: https://www.psiquantum.com/
news-import/ [C]psiquantum-1b-fundraise