CZ / iSWAP במצמד בר-כוונון

Raveh Neeman

doi:10.5281/zenodo.22674814

CZ / iSWAP במצמד בר-כוונון g_tc

מצמד המכוונן בשטף מפעיל ומכבה את אינטראקציית החילוף וה-ZZ בין טרנסמונים, ומספק שערי CZ או iSWAP דטרמיניסטיים של 25–70 ns.

g_tc · שכבה 3 מנגנון השער · הודגם · מאז 2014

פתח במפה

מצמד בר-כוונון בשטף מפעיל ומכבה את ה-ZZ/החילוף; שערים של 30–70 ns.

תקציר ←

מקורות מרכזיים

[422] Y. Chen et al., “Qubit architecture with high coherence and fast tunable coupling,” Phys. … · 2014

[37] R. Li, K. Kubo, Y. Ho, Z. Yan, Y. Nakamura, and H. Goto, “Realization of High-Fidelity CZ … · 2024

[1] Google Quantum AI and Collaborators, “Quantum error correction below the surface code thre… · 2024

[38] F. Marxer et al., “Above 99.9% Fidelity Single-Qubit Gates, Two-Qubit Gates, and Readout i… · 2026

[34] IBM Quantum, “What's new at IBM Quantum - Q2 2026.” [Online]. Available: https://www.ibm.c…

מרחב התכן — תכונות

(a) זיקת הנושא: מיוצר
(b) זמן · שזירה: 40 ns · דטרמיניסטית
(c) קריאה: —
(d) ניידות: חיווט סטטי לשכנים קרובים
(e) בקרה: מיקרוגל @ טמפרטורת החדר
(f) מבנה השגיאה: קוהרנטית / כיול, דליפה, פאולי סטוכסטית
(g) ייצור: ליתוגרפיה של מוליכי-על

מרחב ההערכה — תכונות מתוארכות

record CZ (tunable coupler, IQM) → 99.93% over 40 h

מגדירה: ערוץ השגיאה · 2025-08 · מקור

record CZ (double-transmon coupler) → 99.90% in 48 ns

מגדירה: ערוץ השגיאה · 2024-11 · מקור

gate time (Willow) → ~30 ns CZ

מגדירה: שעון (זמן מחזור) · 2024-12 · מקור

fleet EPLG (full width) → best 0.19% (ibm_boston), typical 0.37%

מגדירה: ערוץ השגיאה · 2026-07 · מקור

הנתון של Oxford המצוטט לעתים קרובות, "25 ns ב-99.8%", הוא זוג קואקסמונים בצימוד קבוע ללא מצמד בר-כוונון, ואינו שייך לטכנולוגיה זו.

רשומות סטנדרטיות

שגיאת 2Q בפעולה מקבילית על כל הרוחב → 3.30e-3 · טיפוסי

Willow 105 q QEC chip: two-qubit gate error 0.33% +/- 0.18% (CZ), stated as 'mean, simultaneous' in the spec sheet · 2024-12 · מקור [C] ⓘ

שגיאת 2Q בפעולה מקבילית על כל הרוחב → 1.90e-3 · הטוב ביותר

IBM fleet, Q2 2026: best EPLG 0.19% (ibm_boston); 2,210 qubits across 15 QPUs, best CLOPS 330K+ · 2026-07 · מקור [C] ⓘ

הפרעה הדדית → 5.50e-4 · טיפוסי

Google 72-q error budget: CZ crosstalk 5.5e-4 per gate, weight 91, 11% of 1/Lambda - separate from the 2.8e-3 CZ term · 2024-08 · מקור [D] ⓘ

שחקנים ויעדים — ביאורים

סריג טרנסמונים עם מצמדים ברי-כוונון — IBM (Heron, Nighthawk), Google (Willow), Rigetti, IQM, OQC, USTC/Zhejiang, Fujitsu/RIKEN, QuantWare · G2 G3 G4

קשתות

דורשת: טרנסמון°, אלקטרוניקה בטמפרטורת החדר + כבל קואקסיאלי/כבל גמיש לכל קיוביט°, בקר CMOS קריוגני (4 K / mK)°, פלוקסוניום°

חלופות: תהודה צולבת (תדר קבוע, מיקרוגל בלבד)

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

בשימוש: 65 מכונות (61 ראשית · 4 חלופית)

מעגלים מוליכי-על 65
IBM Quantum System Two at Amaravati Quantum Valley Tech Park IBM with TCS and the Government of Andhra Pradesh ◌ 🔎
Anyon MonarQ Anyon Systems דף מוצר עיתונות ▨ 🔎
Baihua (Quafu platform) Beijing Academy of Quantum Information Sciences מאמר ▣ Fig. 1e (130 calibrated CZ gates); Fig. 1f (IRB of CZ Q144–Q145); main text (tunable couplers) ✅
Dongling (Quafu platform) Beijing Academy of Quantum Information Sciences ▤ §4.4 Results on Real Quantum Devices (Dongling parameter table) ✅
Haituo (Quafu platform) Beijing Academy of Quantum Information Sciences ▨ 🔎
ScQ-136 "Baiwang" Beijing Academy of Quantum Information Sciences ▤ §III.E Backends (ScQ-P136) ✅
Shenglian (BAQIS) Beijing Academy of Quantum Information Sciences מאמר ▣ §II; Fig. 2a (SRB/IRB); Fig. 3 (72 CZ gates) ✅
IBM Quantum System Two, Donostia-San Sebastian Basque Government (BasQ) - IBM-Euskadi Quantum Computational Center עיתונות ◌ 🔎
WACQT quantum computer (Chalmers 25-qubit flip-chip processor) Chalmers University of Technology (WACQT) ▤ abstract ✅
Tianyan-176 / Tianyan-176 II (and Tianyan-24 sibling) China Telecom Quantum Group + QuantumCTek מאמר מאמר מאמר ▤ §II Tianyan high-performance quantum cloud services 🔎
Tianyan-287 China Telecom Quantum Group / QuantumCTek / CAS מאמר תיעוד תיעוד ▣ Fig. 2b (iSWAP-like gate patterns A-D on couplers); Fig. 1b (e1/e2 heat map) ✅
Surface-17 ETH Zurich (Quantum Device Lab) מאמר מאמר ▣ Methods A; Appendix B (Fig. 5); Appendix C (Fig. 6a) 🔎
Fujitsu >10,000 physical / ~250 logical (STAR) Fujitsu + AIST + RIKEN עיתונות ▨ 🔎
Sycamore Google Quantum AI מאמר ▣ Fig. 1a (couplers, blue); Fig. 3b (1Q/2Q gate control waveforms); SI §II (88 adjustable couplers) ✅
Sycamore-class 72-qubit processor Google Quantum AI מאמר מאמר ▣ Fig. 1b (stabilizer circuit, CZ gates); Fig. 1c (CZ error CDF) ✅
Willow Google Quantum AI מאמר מאמר דף מוצר ▣ Fig. 2a (cycle circuit, CZ); Fig. 1b (CZ error CDF); SI §I ✅
IBM Quantum Blue Jay IBM בלוג ▦ 🔎
IBM Quantum Cockatoo IBM עיתונות ▦ 🔎
IBM Quantum Egret IBM תיעוד ▥ §Heron ('Heron is an Eagle-sized upgrade to Egret'; Osprey signal-delivery innovations) ✅
IBM Quantum Flamingo (l-coupler proof of concept) IBM בלוג ▥ Heron R2 paragraph ('preserves the tunable coupler architecture'); 'L-couplers allow us to implement CNOT gates across distant chips' ✅
IBM Quantum Heron r1 IBM מאמר בלוג עיתונות ▤ §III.7; Table 5 (ibm_torino metrics) ✅
IBM Quantum Heron r2 IBM מאמר מאמר עיתונות ▣ Fig. 5 (ibm_fez CZ edges, 2Q error map); Methods: IBM hardware ✅
IBM Quantum Heron r3 (ibm_pittsburgh) IBM בלוג עיתונות ▨ ✅
IBM Quantum Kookaburra IBM תיעוד ▤ 🔎
IBM Quantum Loon IBM בלוג ▨ 🔎
IBM Quantum Nighthawk r1 IBM תיעוד בלוג בלוג ▥ §New capabilities for scaling advantage (couplers 176→218; 30% more complex circuits, fewer SWAPs) ✅
IBM Quantum Nighthawk r2 IBM בלוג ▤ § IBM Quantum Nighthawk r2—more circuits faster ✅
IBM Quantum Starling IBM בלוג ▨ 🔎
IBM Quantum System Two at CSCS (Swiss Quantum Innovation Hub) IBM with ETH Zurich (CSCS) and Lockheed Martin עיתונות ▨ Nighthawk paragraph (120 qubits, 218 next-generation tunable couplers) ✅
IQCC superconducting facility Israeli Quantum Computing Center (Quantum Machines + QuantWare + Qolab + ORCA) דף מוצר דף מוצר עיתונות ▨ 🔎
IQM Emerald (IQM Crystal 54) IQM Quantum Computers בלוג ▣ Fig. 1a (floating coupler qubit); Fig. 3 (interleaved RB of CZ over 40 h) ✅
IQM Garnet (IQM Crystal 20) IQM Quantum Computers מאמר ▣ Fig. 2 (circuit representation of the qubit-coupler-qubit unit); §2.2 Quantum gates; Fig. 8b (1QB/CZ error CDFs) ✅
IQM Halocene IQM Quantum Computers עיתונות עיתונות קישור ▣ Fig. 3 (nearest-neighbour directional layers); §III ✅
IQM Spark at Eldorado Research Institute IQM Quantum Computers with Instituto de Pesquisas Eldorado עיתונות ▦ specifications (CZ fidelity); features (tunable couplers) ✅
IQM Star 24 IQM Quantum Computers קישור ▣ Fig. 1a (tunable couplers, green, to central resonator); Fig. 1b (resonator-qubit CZ and MOVE gates) ✅
IQM six-qubit star QPU (Deneb-class) IQM Quantum Computers מאמר מאמר תיעוד ▤ §II (MOVE and CZ operations) ✅
KRISS domestic superconducting QPU Korea Research Institute of Standards and Science עיתונות עיתונות ▨ 🔎
Origin Wukong 102 Origin Quantum ▤ SI 'Device' (gate set I, X, √X, Rz, CZ; CZ 40 ns); SI Table S2 (CZ XEB fidelities) ✅
Origin Wukong-180 (4th gen) Origin Quantum עיתונות ▨ ✅
Origin Wukong (3rd gen) Origin Quantum מאמר ▤ 🔎
Qolab devices at the IQCC Qolab ▨ 🔎
QpiAI Indus QpiAI עיתונות ▨ 🔎
QpiAI Kaveri QpiAI עיתונות ▨ 🔎
QuantWare Contralto-A17 QuantWare עיתונות ▦ §Introducing Contralto-A (tunable couplers and Purcell filters) ✅
QuantWare Tenor-D64 QuantWare דף מוצר ▦ §D-line (tunable transmon qubits with fixed couplers) ✅
QuantWare Bass-A10K (VIO-40K) QuantWare עיתונות ▦ §VIO-40K announcement (chiplet modules via ultra-high-fidelity chip-to-chip connections) 🔎
Rigetti Ankaa-2 Rigetti Computing מאמר מאמר ▣ Fig. 2e–j (CZ gate layers on hardware edges); Methods: Ankaa-2 device specifications ✅
Rigetti Ankaa-3 Rigetti Computing בלוג עיתונות עיתונות ▨ 🔎
Rigetti Cepheus-1-108Q Rigetti Computing בלוג ▣ §II.A Design of a floating tunable coupler; Fig. 4 (net qubit-qubit coupling, g=0 point); Fig. 6 (CZ RB on Four-Bump device); §III.C ✅
Rigetti Cepheus-1-36Q Rigetti Computing בלוג עיתונות ▣ §II.A Design of a floating tunable coupler; Fig. 4 (net qubit-qubit coupling, g=0 point); Fig. 6 (CZ RB on Four-Bump device); §III.C ✅
Rigetti Novera Rigetti Computing דף מוצר עיתונות ▦ specifications ('Tunable Couplers 12') ✅
SpinQ Ursa Major (25 q / 103 q) SpinQ Technology דף מוצר עיתונות עיתונות ▦ spec table: Coupler type — Tunable couplers (C5, C25); 2Q fidelity C25 Pro ≥99% med. ✅
SUSTech four-dual-rail-qubit processor Southern University of Science and Technology (Huang et al.) מאמר מאמר ▤ §IV (coupler-induced XX coupling, √iSWAP, CNOT); Fig. 4a ✅
Toshiba double-transmon coupler Toshiba + RIKEN RQC + University of Tokyo מאמר עיתונות ▣ Fig. 1a (DTC circuit); §IV CZ-gate implementation; Fig. 4c-d (interleaved RB; 12-hour CZ-error run); Fig. 5 (error vs gate length) ✅
Kunlun Tsinghua University IIIS (D.-L. Deng) with Zhejiang University (H. Wang, C. Song groups) מאמר מאמר ▣ Fig. S5 (parallel CZ gates); SI: Multi-length couplers; SI: Single- and two-qubit gates ✅
Zuchongzhi 2.1 USTC / Hefei National Laboratory מאמר ▣ Fig. 1b (qubit, coupler and readout circuit schematic); Fig. 2c (Pauli error of 99 2Q gates) ✅
Zuchongzhi 3.0 USTC / Hefei National Laboratory מאמר מאמר עיתונות ▣ Fig. 1c (two qubits via coupler); §II ✅
Zuchongzhi 3.2 USTC / Hefei National Laboratory ▤ 🔎
VTT Q50 VTT Technical Research Centre of Finland דף מוצר ▨ VTT Q50 section ✅
Zhuangzi 2.0 (Chuang-tzu 2.0) CAS / Peking University מאמר מאמר עיתונות ▣ Fig. 1a (137 couplers linking all adjacent qubits); Suppl. Fig. 10b (coupler Z-pulse calibration); §S4 ✅
Zhejiang University 125-qubit surface-code processor Zhejiang University + Graduate School of China Academy of Engineering Physics (Beijing) מאמר ▣ Fig. 1c (CZ Pauli error CDF); §II ✅
Tianyan-504 / "Xiaohong" chip China Telecom Quantum Group + CAS + QuantumCTek מאמר תיעוד תיעוד ▨ 🔎 (חלופית)
Fujitsu 1,000-qubit machine Fujitsu (+ RIKEN) קישור ▨ 🔎 (חלופית)
RIKEN 64-qubit superconducting processor RIKEN with AIST, NICT, Osaka University, Fujitsu, NTT עיתונות עיתונות ▨ 🔎 (חלופית)
RIKEN-Fujitsu 256-qubit superconducting quantum computer RIKEN RQC + Fujitsu עיתונות 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. 8 — Figure 8: (a) The optical image of the chip. (b) The optical image of coupler two qubits and coupler. (c) SEM images of the fluxonium device, magnif… — A five-image paper figure of a superconducting two-qubit chip. (a) Optical image of the whole chip (500 µm scale bar) with comb-shaped capacitors; (b) optical close-up of the two fluxonium qubits and the coupler (100 µm); (c) scanning-electron micrographs zooming from a tilted view to a Josephson-junction chain (5 µm) and one small junction (200 nm scale bar). It is Fig. 8 of arXiv 2203.16302 (March 2022) by Ilya N. Moskalenko, Ilya S. Besedin and colleagues, on high-fidelity two-qubit gates on fluxoniums using a tunable coupler. A fluxonium is a small junction shunted by a long junction chain, a large inductance; the gate uses fluxoniums rather than transmons. “Fig. 8 — Figure 8: (a) The optical image of the chip. (b) The optical image of coupler two qubits and coupler. (c) SEM images of the fluxonium device, magnified image…” by Ilya N. Moskalenko et al., arxiv.org/abs/2203.16302, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

A paper figure, drawn rather than photographed: (a) a 3D render of a flip-chip processor, a translucent sapphire qubit chip floating above a larger wiring chip marked with Chinese characters; (b) a grid of cross-shaped qubits with coupler bars and a two-qubit-plus-coupler circuit. Fig. 1 of Yulin Wu, Wan-Su Bao et al., arXiv 2106.14734 (2021-06-28), showing the Zuchongzhi processor: two sapphire chips, 66 qubits and 110 couplers. Notice that every pair of neighbouring transmons is linked through its own tunable coupler. “Fig. 1 — Device schematic of the Zuchongzhi quantum processor (two sapphire chips; 66 qubits and 110 couplers)” by Yulin Wu, Wan-Su Bao, Sirui Cao, Fusheng Chen, Ming-Cheng Chen, et al., arxiv.org/abs/2106.14734, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

Fig. 1 — Figure 1: Schematic of the Purcell-engineered filter–notch hybrid coupler. The engineered environment comprises two coupled resonant elements: a los… — A circuit drawing of two superconducting qubits, Q1 and Q2, joined through a transmon coupler. The coupler is also tied to a lossy Purcell-filter resonator that leaks into a 50-ohm environment, and to a weakly lossy notch resonator; together they form an 'engineered filter–notch subsystem'. From arXiv paper 2607.23463 by Hui Wang, Feng Bao, Yan-Jun Zhao and Xun-Wei Xu. It illustrates tunable-coupler controlled-Z gates and a way to damp leakage out of the qubits' computational states by shaping the coupler's environment; it is a theory drawing, not a device. “Fig. 1 — Figure 1: Schematic of the Purcell-engineered filter–notch hybrid coupler. The engineered environment comprises two coupled resonant elements: a lossy…” by Hui Wang, Feng Bao, Yan-Jun Zhao, Xun-Wei Xu, arxiv.org/abs/2607.23463, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

g_tc · layer 3 מנגנון השער · centrality 10.6 · demonstrated · since 2014 · updated 2026-09-30

CZ / iSWAP במצמד בר-כוונון

מצמד המכוונן בשטף מפעיל ומכבה את אינטראקציית החילוף וה-ZZ בין טרנסמונים, ומספק שערי CZ או iSWAP דטרמיניסטיים של 25–70 ns.

Verdict. ניתן להפרכה — זוגות מבודדים כבר נמצאים בגבול הקוהרנטיות, ולכן אם השגיאה ברוחב צי המכונות לא תרד מתחת ל-0.2% עד 2027, האילוץ המכריע הוא T1 והכיול, לא המצמד.

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

מצמד הניתן לכוונון בשטף הוא רכיב שלישי — בדרך כלל טרנסמון בר-כוונון — המגשר בין שני קיוביטי נתונים. התדר שלו קובע מסלול צימוד עקיף המתאבך עם המסלול הקיבולי הישיר, ולכן סריקת ממתח מכווננת את החילוף הנקי דרך האפס: בנקודת הכיבוי ה-ZZ הסטטי מתבטל; פולס המרחיק ממנה מניע CZ או iSWAP דטרמיניסטי דרך ההצטלבות |11⟩–|20⟩. Google/UCSB הציגו אותו ב-2014 בשם gmon, עם צימוד שאפשר לאפס ברזולוציה של ננו-שניות בלי לפגוע בקוהרנטיות D[422].
תכונות: זיקת הנושא a = 1.0, מיוצר לחלוטין, אין לו מקבילה טבעית. זמן השער ~10⁻⁷·⁴ s (≈40 ns), דטרמיניסטי.

פיזיקה וגבולות

המצמד קונה מהירות ובידוד במחיר של דרגת חופש שלישית ורועשת. צימוד של עשרות MHz במצב הפעלה קובע שערים של 25–70 ns. שלושה מנגנונים קובעים את הרצפה. קוהרנטיות: ב-40 ns מול T1 ממוצע של 68 µs ב-Willow, רלקסציה ודה-פאזה במהלך הפולס כבר עולות כמה 10⁻⁴, רוב הפער בין הממוצע של 99.88% בהתקן לבין נאמנות מלאה D[1] — עיצוב פולסים אינו יכול להחזיר זאת, רק T1 ארוך יותר או שערים קצרים יותר. דליפה: הפולס עובר סמוך ל-|20⟩ ולרמה השנייה של המצמד, ולכן אוכלוסייה עוזבת את המרחב החישובי — מבחינת הקוד, שגיאה לא מבושרת ודביקה. ורעש שטף 1/f על הממתח מזיז את נקודת הכיבוי בין כיולים, ומשאיר ZZ שיורי נסחף, המופיע כשגיאה קוהרנטית ומתואמת. מה שמזיז את הרצפה: T1 גבוה יותר, אנהרמוניות גדולה יותר (מצמדי פלוקסוניום), פולסי שטף מעוצבים, ומצמדים שהממתח שלהם מוצב בנקודה שאינה רגישה לשטף.

מצב ההנדסה העדכני

טבלה

שנה	נתון	מי	תג+מפתח
2024-11	CZ במצמד טרנסמון כפול, 99.90% ב-48 ns	Toshiba	D[37]
2024-12	Willow, 105 קיוביטים: 2Q ממוצע 99.88%, T1 ממוצע 68 µs, מחזור של 1.1 µs	Google	D[1]
2025-08	CZ 99.93% לאורך 40 h, 1Q 99.98%, קריאה >99.94% בהתקן אחד	IQM	D[38]
2026-07	EPLG של צי המכונות, רוחב מלא: הטוב ביותר 0.19%, טיפוסי 0.37%	IBM	C[34]

שלושה משטרים, לא מספר אחד: זוג שאופיין מגיע ל-99.93% D[38]; התקן של 105 קיוביטים עומד בממוצע על 99.88% D[1]; מדד צי המכונות של IBM ברוחב מלא מראה 0.37% באופן טיפוסי ו-0.19% במיטבו C[34]. Zuchongzhi 3.0 עומד על 99.62% על פני 105 קיוביטים D[35]. השער הדו-קיוביטי הוא עדיין ~40% מתקציב השגיאה של Google בקוד הצבע, ואחריו הדליפה D[41].

ייצור, חומרים ושרשרת האספקה

אין תהליך נפרד למצמד: המצמד הוא עוד צומת ועוד לולאת SQUID באותה ליתוגרפיה של מוליכי-על, ולכן הפגמים שלו הם פגמי הפלטפורמה — פיזור תדרי הצמתים ופגמים של מערכות דו-רמתיות (TLS) המושכים את נקודת הכיבוי. עלות הייצור היא קלט-פלט, לא ליתוגרפיה: Nighthawk נושא 218 מצמדים על פני 120 קיוביטים, וכל אחד מהם דורש קו ממתח C[49]. QuantWare היא המוכרת המסחרית היחידה של שבבים עם מצמדים ברי-כוונון; היא ממומנת בסבב B של $178 M ובונה מפעל ייצור ב-Delft P[298]. הפיקוח על יצוא נוקב במחשבים שלמים (4A906) ובאלקטרוניקה קריוגנית (3A901), לא במנגנוני שער G[301]. לא פורסמו שיעור תקינות או עלות של מצמדים.

בקרה, קריאה ועומס הקלט-פלט

בסריג ריבועי המצמדים רבים מהקיוביטים ביחס של כשניים לאחד, וכל אחד מהם זקוק לקו שטף מהיר עם DAC וסינון משלו. ב-10³ קיוביטים אלה אלפי קווי שטף; ב-10⁴ זה הופך לאילוץ המכריע עוד לפני הנאמנות, והמוצא היחיד שהודגם הוא מקור ממתח על השבב, כמו ה-DAC-שטף של D-Wave בשיטת השבב ההפוך על פלוקסוניום ב-10 mK C[316]. העלות החוזרת היא כיול, לא השהיה: נקודות הכיבוי נסחפות עם רעש שטף 1/f, ולכן הכיול גדל עם מספר המצמדים — ומכאן ש-Google מכוונת אותו בלמידת חיזוק במהלך תיקון השגיאות, בשגיאה לוגית של 7.72×10⁻⁴ למחזור ב-d=7 D[2].

תפקיד במחסנית

השער שייך לסריג הטרנסמונים עם מצמדים ברי-כוונון (Google, IBM, Rigetti, IQM, OQC, USTC, Fujitsu) ודורש את נושא הטרנסמון. הוא מחליף את התהודה הצולבת בתדר קבוע; מחיר המעבר הוא תכנון מחדש של כל תא קיוביט–מצמד–קיוביט, בערך כפליים קווי ממתח ומערך כיול חדש — העסקה ש-IBM קיבלה ב-Heron (2023-12) לאחר עשור על תהודה צולבת, ושמרה עליה ב-Nighthawk C[49]. תרומתו לשעון קטנה: שעון נגזר = סכום סבב הסינדרום: שכבות שערים + הובלה + קריאה + איפוס הוא 0.65 µs, ואיבר שכבות השערים שלו ~0.16 µs, ב-0.048 µs לשכבה D[1], ולכן הטכנולוגיה הזו מזיזה את תקציב השגיאה יותר משהיא מזיזה את השעון. אין משבצת ריקה סמוכה בגרף הטכנולוגיות.

ראיות — כיצד נמדדו המספרים

הכותרות של 99.90% ושל 99.93% הן בחינת ביצועים אקראית משולבת (interleaved RB) על זוג אחד שאופיין, ו-RB עיוור לדליפה אלא אם פרוטוקול דליפה רץ לצדו — והדליפה היא איבר השגיאה השני של השער הזה. EPLG הוא גודל נצפה אחר, שערים בשכבות ברוחב מלא כולל הפרעה הדדית, ולכן הפער של 0.37% מול 0.07% נובע מההגדרה לא פחות מאשר מהשונות בצי המכונות. אף אחד מהשיאים לא שוחזר במעבדה בלתי תלויה. סתירת ייחוס אחת: תוצאת Oxford המצוטטת, "25 ns ב-99.8%", היא זוג קואקסמונים בצימוד קבוע, ללא מצמד כלל C[423].

לא פורסם: משך השער של ה-CZ של IQM ב-99.93%, שעבורו מצוינים רק הנאמנות וחלון המיצוע של 40 שעות; שיעור תקינות או שיעור פגמים ייחודי למצמדים מאף ספק; והחלק של ה-EPLG של צי המכונות של IBM שנובע מ-ZZ שיורי במצב הכיבוי של המצמד, ולא מקוהרנטיות או מהפרעה הדדית.

שחקנים וכלכלה

מי.
| ארגון | תפקיד | מדינה | מה בדיוק הם עושים בטכנולוגיה זו | ראיות |
|---|---|---|---|---|
| Google | מפתח | ארה״ב | מקור ה-gmon; Willow משתמש במצמדים ברי-כוונון | D[422] |
| IBM | מפתח | ארה״ב | Nighthawk: 218 מצמדים על 120 קיוביטים; פטנט על מצמד | C[49] |
| IQM | מפתח | פינלנד | שיא CZ של 99.93% עם מצמד בר-כוונון צף | D[38] |
| QuantWare | ספק | הולנד | מוכרת שבבי טרנסמונים עם מצמדים ברי-כוונון; מפעל ייצור ב-Delft | P[298] |
| Rigetti | מפתח | ארה״ב | שבבונים עם מצמדים ברי-כוונון, 2Q חציוני 99.1% | Cfact |

כספים.

2026-06-02 · IBM · תוכנית (התחייבות קוונטית לחמש שנים) · >$10 B · — · הוכרז fact
2026-05-05 · QuantWare · סבב B · $178 M (€152 M) · Intel Capital, In-Q-Tel, ETF Partners · נסגר P[298]fact
2026-07-02 · IQM · רישום למסחר (Nasdaq/Helsinki) · מזומנים €337 M, הכנסות במחצית הראשונה של 2026 €8.9 M · נסגר fact
2025-11-06 · DARPA · שלב B של QBI, IBM ספקית הטרנסמונים היחידה מבין אחת-עשרה · ≤$15 M לכל אחת · הוכרז fact

שוק ושרשרת אספקה. מה שהשער הזה צורך הוא בקרת שטף — מחוללי AWG ו-DAC רב-ערוציים של Zurich Instruments, Quantum Machines ו-Keysight, שאף אחד מהם אינו ייחודי למצמדים — ולכן סיכון הריכוזיות נמצא בשבבים, לא במכשירים. QuantWare היא הנתיב המסחרי היחיד; כל האחרים מייצרים בתוך הבית, וכך תכנון המצמד קנייני ואלקטרוניקת הבקרה סחורה. G2 ו-G3 משלמים עבור הטכנולוגיה הזו: שניהם זקוקים לשגיאה דו-קיוביטית של 10⁻³ ברוחב צי המכונות.

קניין רוחני ותקנים. IBM מחזיקה ב-US 11,727,297 B2, "Tunable quantum coupler facilitating a quantum gate between qubits" (ניתן ב-2023-08-15), הטוען למסלול צימוד שני בסימן הפוך המבטל סיבוב קוהרנטי לא רצוי G[424]; עבודת ה-gmon של Google מ-2014 היא ידע קודם שפורסם D[422]. לא זוהתה התדיינות משפטית, ואין גוף תקינה לתכנון מצמדים או לדיווח עליהם.

מפות דרכים ועמידה בהבטחות. IBM: Nighthawk, 5,000 שערים דו-קיוביטיים למעגל (הובטח 2025-06-10 · ל-2025 · סופק 2025-12) → 7,500 ב-2026 → 10,000 ב-2027 Rfact, לפי לוח הזמנים, אף שהמעבר למצמדים נעשה רק לפני דור אחד. IQM: 2Q מעל 99.94% (הובטח ל-2025–26) נמצא בתחום השגיאה של ה-99.93% שסופקו D[38]. Rigetti: 108 קיוביטים ב-99.5% נדחו ל"מאוחר יותר ב-2026", והפער נמצא בשער המתווך במצמד Cfact.

פרשנות אסטרטגית. המעבר של IBM מהתהודה הצולבת מכריע את הוויכוח הארכיטקטוני לטובת צימוד בר-כוונון, ומחזק את ספקי אלקטרוניקת הבקרה — כל מצמד הוא עוד ערוץ שנמכר — ואת ספקי השבבים המסחריים. איום התחליף אינו התהודה הצולבת, אלא ביטול ZZ פסיבי המובנה בתכנון: זוג קואקסמונים בצימוד קבוע הגיע ל-25 ns ב-99.8% ללא מצמד וללא קו שטף C[423]; אם זה יגדל, מס הקווים יהפוך לנטל. כוח המיקוח נשאר בידי מי שמחזיק במפעל הייצור.

תחזית ושאלות פתוחות

לאשר או להוריד בדרגה בתוך 12–24 חודשים: האם Nighthawk יגיע ל-7,500 שערים דו-קיוביטיים עד סוף 2026; האם צי מכונות כלשהו ידווח על EPLG טיפוסי מתחת ל-0.2%; האם מעבדה שנייה תשחזר את ה-99.93%. התרחיש הטוב ביותר עד 2029: שגיאה ברוחב צי המכונות סביב 10⁻³ ב-10³ קיוביטים, וממתח על השבב המסלק את מס הקווים. התרחיש הגרוע ביותר: מספר המצמדים מגביל את השבבים לסביבות 10³ קיוביטים, וגבול הקוהרנטיות של 40 ns מחזיק את השגיאה על כמה 10⁻⁴, גבוה מכדי ש-Λ יגדל. שאלות פתוחות: האם הפטנט של IBM מגביל שבבי מצמדים מסחריים; האם מצמדי פלוקסוניום יכולים לקצץ את הדליפה; האם צימוד קבוע יסלק את מס הקווים בקנה מידה.

מקורות

[1] Google Quantum AI and Collaborators, “Quantum error correction below the surface code threshold,” Nature, vol. 638, no. 8052, pp. 920–926, Dec. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-08449-y. [D]
[2] V. Sivak et al., “Reinforcement learning control of quantum error correction,” Nature, vol. 655, no. 8124, pp. 879–884, Jul. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10759-2. [D]
[34] IBM Quantum, “What's new at IBM Quantum - Q2 2026.” [Online]. Available: https://www.ibm.com/quantum/blog/whats-new-q2-2026 [C]
[35] D. Gao et al., “Establishing a New Benchmark in Quantum Computational Advantage with 105-qubit Zuchongzhi 3.0 Processor,” Phys. Rev. Lett., vol. 134, Art. no. 090601, Mar. 2025, doi: 10.1103/PhysRevLett.134.090601. arXiv:2412.11924. [D]
[37] R. Li, K. Kubo, Y. Ho, Z. Yan, Y. Nakamura, and H. Goto, “Realization of High-Fidelity CZ Gate Based on a Double-Transmon Coupler,” Phys. Rev. X, vol. 14, no. 4, Art. no. 041050, Nov. 2024, doi: 10.1103/PhysRevX.14.041050. arXiv:2402.18926. [D]
[38] F. Marxer et al., “Above 99.9% Fidelity Single-Qubit Gates, Two-Qubit Gates, and Readout in a Single Superconducting Quantum Device,” PRX Quantum, vol. 7, Art. no. 020333, 2026, doi: 10.1103/n86s-2b88. arXiv:2508.16437. [D]
[41] N. Lacroix et al., “Scaling and logic in the color code on a superconducting quantum processor,” Nature, vol. 645, no. 8081, pp. 614–619, May 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09061-4. arXiv:2412.14256. [D]
[49] IBM, “IBM Delivers New Quantum Processors, Software, and Algorithm Breakthroughs on Path to Advantage and Fault Tolerance,” Nov. 12, 2025. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/2025-11-12-ibm-delivers-new-quantum-processors,-software,-and-algorithm-breakthroughs-on-path-to-advantage-and-fault-tolerance [C]
[298] M. Ivezic, “QuantWare Raises $178M Series B — What It Means for Quantum Open Architecture,” PostQuantum.com, May 6, 2026. [Online]. Available: https://postquantum.com/industry-news/quantware-178m-series-b-qoa/ [P]
[301] US Department of Commerce, Bureau of Industry and Security, “Commerce Control List Additions and Revisions; Implementation of Controls on Advanced Technologies Consistent With Controls Implemented by International Partners,” Federal Register, vol. 89, p. 72926, Sep. 6, 2024. [Online]. Available: https://www.federalregister.gov/documents/2024/09/06/2024-19633/commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies [G]
[316] D-Wave Quantum Inc., “Digital control of a high-coherence fluxonium qubit,” D-Wave Quantum Inc., Jan. 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/media/41upubz2/14-1090a-a_fluxonium-dac-control.pdf [C]
[422] Y. Chen et al., “Qubit architecture with high coherence and fast tunable coupling,” Phys. Rev. Lett., vol. 113, no. 22, Art. no. 220502, Nov. 2014, doi: 10.1103/PhysRevLett.113.220502. arXiv:1402.7367. [D]
[423] A. Curbison, “Oxford research group demonstrate fundamental speed-up of two-qubit gate,” OQC, Mar. 21, 2025. [Online]. Available: https://oqc.tech/company/newsroom/oxford-research-group-demonstrate-fundamental-speed-up-of-two-qubit-gate [C]
[424] J. Stehlik, D. L. Underwood, D. Zajac, and M. Steffen, “Tunable quantum coupler facilitating a quantum gate between qubits,” Google Patents, Aug. 15, 2023. [Online]. Available: https://patents.google.com/patent/US11727297/en [G]

General facts cited above: fact, fact, fact, fact, fact, fact, fact.