קישורי סיב בין מודולים פוטוניים

Raveh Neeman

doi:10.5281/zenodo.22674814

קישורי סיב בין מודולים פוטוניים ic_fibre

סיב טלקום הנושא שזירה מבושרת בין שבבים ומסדים פוטוניים — מתומחר לפי מחבר, לא לפי מטר, ובלי קצב שפורסם.

ic_fibre · שכבה 9 חיבור בין-מודולי · הודגם · מאז 2025

פתח במפה

נאמנות בל משבב לשבב 99.72% על פני 42 m (בניכוי אובדן); סיב בין מסדים ב-Aurora.

תקציר ←

מקורות מרכזיים

[169] K. Alexander et al., “A manufacturable platform for photonic quantum computing,” Nature, v… · 2025

[173] H. A. Rad et al., “Scaling and networking a modular photonic quantum computer,” Nature, vo… · 2025

[172] Xanadu, “Xanadu sets new industry benchmark in photonic chip packaging,” PR Newswire, Jun.… · 2026

מרחב התכן — תכונות

(a) זיקת הנושא: פוטון (חלקיק טבעי, אופנים מהונדסים)
(b) זמן · שזירה: —
(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

chip-to-chip Bell fidelity → 99.72% over 42 m, conditional on heralded events (channel loss excluded)

מגדירה: ערוץ השגיאה · 2025-02 · מקור

צימוד הפאה מצוטט על שני בסיסים שונים: Xanadu 0.085 dB לפאה [C] לעומת 52(12) mdB שפרסמה PsiQuantum [D] לאותו ממשק.

שחקנים ויעדים — ביאורים

פוטוניקה מבוססת-היתוך (FBQC) — PsiQuantum (Omega), Quandela, QuiX · G4 G6

פוטוניקה של משתנה רציף — GKP — Xanadu (Aurora) · G4 G6

קשתות

דורשת: מפעל ייצור למעגלים פוטוניים משולבים (SiN, BTO, TFLN, SNSPD על 300 mm)

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

בשימוש: 4 מכונות (2 ראשית · 2 חלופית)

פוטוניקה 4
Omega chipset (Moreton Bay / Chicago systems unnamed) PsiQuantum מאמר דף מוצר עיתונות ▣ Fig. 3b,g (chip-to-chip qubit interconnect); Fig. 5c (fibre-to-chip) ✅
Aurora Xanadu מאמר עיתונות קישור ▣ Fig. 2 (fibre cabling and delay modules across racks) ✅
Belenos Quandela דף מוצר עיתונות ◌ 🔎 (חלופית)
Lucy Quandela 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.

File:Optical fiber connectors-optical patch cable-01ASD.jpg — A photograph of an ordinary duplex single-mode fibre patch cable, yellow jackets and blue SC connectors with protective caps, still in its bag with a test card listing insertion and return loss. It was taken by Asurnipal (2019-12-03); the description links it to a fibre-optic splice at the Feldkircher Hut in Vorarlberg, Austria, for the drinking-water supply. This is standard telecom equipment, not quantum hardware, but the same fibres and connectors link photonic modules, where every decibel of loss costs fragile single photons. “Optical fiber connectors-optical patch cable-01ASD” by Asurnipal, commons.wikimedia.org/wiki/File:Optical_fiber_connectors-opt…, CC BY SA 4.0 (creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)

Fig. 1 — Fig. 1a Scenario of a star-topology quantum network. b Functions of the photonic quantum teleportation involving the user node, relay node, and cent… — Six-panel figure. (a) A star-shaped quantum network with user nodes (red), relay nodes (green) and a central node (blue) joined by entanglement links; (b) the teleportation roles: Alice prepares a state, Charlie makes a Bell-state measurement, Bob applies projective measurements; (c)–(e) the silicon photonic circuits for user, relay and central nodes, with edge couplers, spiral waveguides, band-stop filters, beam splitters, phase shifters and time bins t0–t2, linked by 6.15 km fibres; (f) a photograph of the 3 mm × 16 mm chip holding all three circuits. It is Fig. 1 of Liu et al., Light: Science & Applications (2025). Qubits pass between the circuits as time-bin photons over fibre. “Fig. 1 — Fig. 1a Scenario of a star-topology quantum network. b Functions of the photonic quantum teleportation involving the user node, relay node, and central node.…” by Liu et al., www.nature.com/articles/s41377-025-01920-z, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

Fig. 1 — Fig. 1(a) Schematic of the setup for on-chip state preparation. Single photons are generated by a spontaneous parametric down-conversion (SPDC) sour… — Rendered drawing of a two-node photonic quantum network. (a) The sending node: a laser pumps a ppKTP crystal to make photon pairs, which pass filters, delay lines and a fibre array into a chip, then polarization optics (wave plates, beam splitters) to superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPDs). (b) The chip's silicon circuit: inputs i10–i21, Mach–Zehnder interferometers with phase shifters (P11–P2V) and two outputs. (c) The receiving node with its own chip and detectors. (d) Sender chip and receiver chip joined by optical fibres. It is Fig. 1 of Zatsch et al., Scientific Reports (2025). It is a fibre link between photonic chips, not a superconducting multi-chip module. “Fig. 1 — Fig. 1(a) Schematic of the setup for on-chip state preparation. Single photons are generated by a spontaneous parametric down-conversion (SPDC) source…” by Zatsch et al., www.nature.com/articles/s41598-025-29630-x, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

ic_fibre · layer 9 חיבור בין-מודולי · centrality 5.2 · demonstrated · since 2025 · updated 2026-09-30

קישורי סיב בין מודולים פוטוניים

סיב טלקום הנושא שזירה מבושרת בין שבבים ומסדים פוטוניים — מתומחר לפי מחבר, לא לפי מטר, ובלי קצב שפורסם.

Verdict. ממשי: נאמנות בל של 99.72% משבב לשבב על פני 42 m (PsiQuantum, 2025), כשמקטע הסיב עצמו עולה ~8 mdB. לא הוכח: קצב שזירה בין-מודולי כלשהו. להוריד בדרגה אם לא יפורסם קצב כזה עד 2028.

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

סיב טלקום חד-אופני סחורתי הנושא פוטונים בודדים או זוגות שזורים מבושרים בין שבבים פוטוניים, מסדים או מודולים. PsiQuantum פרסמה ב-Omega נאמנות בל משבב לשבב של 99.72 ± 0.04% על פני 42 m D[169]; Aurora מקשרת ברשת 35 שבבים באמצעות סיבים, בהפסד כולל של ~14 dB D[173]. אותה פיזיקה עומדת ביסוד הפצת שזירה ברשתות מטרופוליניות, ושם קצבים כן מתפרסמים. תכונות: פוטונים מעופפים, אין תזמון דטרמיניסטי, שגיאה שהאובדן שולט בה; ממשקים אלקטרו-אופטיים בטמפרטורת החדר, צימוד סיבים למעגלים פוטוניים משולבים.

פיזיקה וגבולות

הניחות אינו האיבר המגביל בקנה המידה של מכונה. ארבעים ושניים מטרים ב-0.2 dB/km הם ~8 mdB, ואילו שני המעברים סיב–שבב התוחמים אותם עולים 52 ± 12 mdB כל אחד D[169] — ~104 mdB, חמישית מתקציב של ~0.5 dB לפוטון, המוצאים על מחברים ולא על המקטע. המודולריות כאן מתומחרת לפי ממשק, בניגוד לקישורים בין קיוביטי חומר. מה שהמרחק גובה הוא זמן: 42 m הם ~206 ns בכיוון אחד במקדם שבירה קבוצתי 1.47 — יותר מאלקטרוניקת ההזנה קדימה הטובה ביותר של 2026 — ולכן ההפרדה מכלה את תקציב ההחלטה לפני שהיא מכלה את תקציב האובדן. הקצב הוא האיבר שאף ספק מחשוב אינו מפרסם, ושער החליפין שלו מול האובדן אכזרי: 0.7 צירופי מקרים/s דרך 66 dB של סיב מטרופוליני, לעומת 132/s במקטע של 93 km P[791]. בהפסד האופייני לקנה מידה של מסד, התקרה חוזרת להיות בהירות המקור ועומק הריבוב.

מצב ההנדסה העדכני

טבלה

תאריך	נתון	מי	תג
2025-01	35 שבבים מקושרים ברשת סיבים, הפסד כולל של ~14 dB	Xanadu	D[173]
2025-02	נאמנות בל משבב לשבב 99.72 ± 0.04% על פני 42 m	PsiQuantum	D[169]
2025-02	צימוד סיב–שבב 52 ± 12 mdB	PsiQuantum	D[169]
2026-06-10	צימוד קצה של 0.085 dB לפאה, שהוצג כאמת מידה	Xanadu	C[172]

טענת אמת המידה מ-2026 אינה עומדת בהשוואה: ה-52 mdB של PsiQuantum נמוכים ב-~39% באותו ממשק, שנה קודם לכן D[169]C[172]. הנאמנות כבר עברה את 99.7%; המספר החסר הוא התפוקה.

לנאמנות הבל משבב לשבב של PsiQuantum, 99.72%, אין שחזור בלתי תלוי. ההשהיה של ~206 ns לכל 42 m ועלות שני הממשקים, ~104 mdB, נגזרות מנתונים שפורסמו, ולא נמדדו.

ייצור, חומרים ושרשרת האספקה

אין ייצור חדש: סיבים, מחברים ומערכים בצימוד קצה הם רכיבי טלקום סחורתיים, ומאחורי נתון הצימוד של Xanadu עומדים מערכי הסיבים של Corning וחיתוך הפרוסות לשבבים של DISCO C[172]. משתנה ההגדלה הוא מספר ההצמדות: כל גבול בין מודולים הוא שתי הצמדות, וכל אחת מהן היא אירוע של שיעור תקינות ואירוע אובדן של 52 mdB; לכן ב-10³ מודולים תפוקת הזיווד קובעת את קצב הבנייה, ב-10⁴ נפח צרורות הסיבים וכיול התזמון הם המגבילים, ושום דבר אינו מטפל ב-10⁶. עומס הקלט-פלט יושב במעלה הזרם, במקור ובמדידת ההיתוך. המכונה כפופה ל-ECCN 4A906 של BIS רק אם מספר הקיוביטים ושגיאת ה-C-NOT שלה נופלים באחת מרצועות התקנה — מ-34–99 קיוביטים ב-≤ 10⁻⁴ ועד כל שגיאה שהיא מ-2,000 קיוביטים ואילך fact.

תפקיד במחסנית

שתי ארכיטקטורות פוטוניות תלויות בטכנולוגיה זו — היתוך (PsiQuantum, Quandela, QuiX) ומשתנה רציף/GKP (Xanadu) — כדי לגדול מעבר למספר האופנים של שבב אחד, והיא תורמת לשעון הנגזר ~0.21 µs לכל 42 m, בסדר גודל של איבר ההזנה קדימה כולו. אימות: ה-99.72% הם נאמנות בל מותנית על אירועים מבושרים, בניכוי אובדן הערוץ D[169], ולכן אינם אומרים דבר על נצילות הקישור, ונכון ל-2026-09-04 הם נשענים על מקור יחיד.

שחקנים וכלכלה

מי.

ארגון	תפקיד	מדינה	מה הם עושים	ראיות
PsiQuantum	מפתח	ארה״ב	נאמנות הבל משבב לשבב הגבוהה ביותר שפורסמה, על פני 42 m	D[169]
Xanadu	מפתח	קנדה	מערכת של 35 שבבים המקושרים ברשת סיבים; אמת מידה לצימוד	D[173]
Quandela	מפתח	צרפת	הציבה בשטח את Lucy בת 12 הקיוביטים, מצומדת למערכת ה-HPC Joliot-Curie	C[792]
Corning	ספק	ארה״ב	מערכי סיבים לזיווד שבבים פוטוניים	C[172]

כספים.
2025-09-10 · PsiQuantum · סבב E · USD 1 B לפי שווי של USD 7 B · BlackRock, Temasek, Baillie Gifford · נסגר Cfact
2026-03-26 · Xanadu · מיזוג SPAC · ~USD 302 M ברוטו, ~40% מתחת לתוכנית · Crane Harbor · נסגר Cfact
2026-05-21 · PsiQuantum · מכתב כוונות של CHIPS · USD 100 M · US Commerce · מכתב כוונות fact

שוק ושרשרת אספקה. סיבים ומחברים הם סחורה; התשומה הריכוזית היא הצמדה מדויקת של מערכי סיבים, שבה Corning וכמה בתי זיווד קובעים הן את האובדן והן את התפוקה. אין עלות פומבית לקישור. היעדים המשלמים: G3/G4, G6.

קניין רוחני ותקנים. נכון ל-2026-09-04 לא נמצאה משפחת פטנטים מתוארכת ייחודית לקישור סיבים פוטוני בין מודולים; תקני ה-QKD של ETSI חלים על השכבה הפיזית, ואין תקן לחיבור בין-מודולי בצד המחשוב.

מפות דרכים ועמידה בהבטחות. ה-99.72% של PsiQuantum לא השתנו מאז 2025-02, והתקדמותה ב-2026 נראית רק דרך האימות והתיקוף (V&V) של DARPA D[169]. Xanadu שיווקה אמת מידה לצימוד שאינה בידיה C[172]. אף שחקן לא פרסם יעד קצב בין-מודולי מתוארך — פער במפות הדרכים, לא הבטחה שנדחתה.

פרשנות אסטרטגית. כל עוד הקצב אינו מתפרסם, כל מפת דרכים פוטונית לקיוביטים לוגיים נשענת על מספר שלא עבר ביקורת, והקונים אינם יכולים להשוות בין ספקים. מי שיפרסם נאמנות וקצב יחד יקבע את אמת המידה; בתי הזיווד, ולא מתכנני השבבים, ילכדו את המרווח, שכן האובדן ושיעור התקינות נקבעים במחבר.

תחזית ושאלות פתוחות

לאשר עד 2028: ספק שיפרסם קצב בין-מודולי יחד עם הנאמנות שלו; להוריד בדרגה אם התחום עדיין ידווח על נאמנות בלבד. התרחיש הטוב ביותר ל-2029: קישורים מרובבים סוגרים פער קצב מוצהר בקנה מידה של מסד. התרחיש הגרוע ביותר: הקצב נשאר בלתי מדוד. פתוח: האם ה-99.72% ניתנים לשחזור מחוץ ל-PsiQuantum; האם סיב מרובה ליבות מועיל בתוך מכונה.

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/xanadu-sets-new-industry-benchmark-in-photonic-chip-packaging-302796562.html [C]
[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]
[791] J. Du et al., “Entanglement distribution over 155 km metropolitan fiber using a CMOS-compatible silicon chip,” arXiv:2409.17558, Sep. 2024. [P]
[792] M. U. Rehman, “Quandela Deploys Photonic Quantum Computer Integrated with HPC System,” The Quantum Insider, Apr. 14, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/2026/04/14/quandela-photonic-quantum-hpc/ [C]