קישור יון–פוטון ic_ionphoton
שזירה מבושרת בין יון לפוטון, דרך סיב אופטי, מחברת מלכודות יונים נפרדות למכונה אחת; הקצב הטוב ביותר שפורסם הוא 250 s⁻¹, מול צורך של ~10⁴ s⁻¹.
קישור יון–פוטון
זוגות בל מרוחקים בקצב 9.7–250 s⁻¹ בנאמנות 94–97%; CZ בטלפורטציה 86%; נדרש ≥ 10⁴ s⁻¹.
תקציר ←מקורות מרכזיים
מרחב התכן — תכונות
- (a) זיקת הנושא
- טבעי
- (b) זמן · שזירה
- —
- (c) קריאה
- —
- (d) ניידות
- קיוביטים מעופפים (פוטונים)
- (e) בקרה
- אופטית @ טמפרטורת החדר
- (f) מבנה השגיאה
- אובדן (מחיקה)
- (g) ייצור
- הרכבה אופטית / מכנית
מרחב ההערכה — תכונות מתוארכות
השזירה המרוחקת הראשונה בין יונים, ב-2007, היא של הקבוצה של Monroe (Michigan, לימים Maryland/Duke) — השושלת המחזיקה כיום בשיא הקצב — לא של קו Wineland/NIST. אבן הדרך של IonQ בחיבור הבין-מודולי מ-2026-04 אינה מגלה קצב, נאמנות או מרחק ואינה טוענת למצב בל שנמדד.
שחקנים ויעדים — ביאורים
קשתות
בשימוש: 3 מכונות (3 ראשית · 0 חלופית)
- יונים לכודים 3
- Superion 256 IonQ עיתונות עיתונות ▨ ✅
- Apollo Quantinuum בלוג ▥ 🔎
- Maryland / Duke Quantum Center (EURIQA lineage) University of Maryland / Duke University מאמר מאמר ▤ 🔎
תמונות
כל תמונה מלווה בתיאור של מה שהיא מראה ובשורת הקרדיט שלה.



קישור יון–פוטון
שזירה מבושרת בין יון לפוטון, דרך סיב אופטי, מחברת מלכודות יונים נפרדות למכונה אחת; הקצב הטוב ביותר שפורסם הוא 250 s⁻¹, מול צורך של ~10⁴ s⁻¹.
Verdict. ממשי: זוגות בל מרוחקים בקצב 9.7–250 s⁻¹, בנאמנות 94–97%, ו-CZ בטלפורטציה של 86%. לא מאומת: הטענה של IonQ למערכות מרושתות אינה נושאת קצב או נאמנות. להוריד בדרגה אם עד סוף 2028 שום קצב לא יעלה על 10³ s⁻¹.
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
יון הדועך ממצב מעורר פולט פוטון השזור עם מצב הקיוביט שלו; כששני פוטונים כאלה, משתי מלכודות, מתאבכים על מפצל אלומה, גילוי בצירוף מקרים מטיל את היונים המרוחקים אל זוג בל — תהליך מבושר והסתברותי, בשונה משער בתוך המלכודת, והמנגנון היחיד המצמד יונים במערכות ואקום נפרדות. הוא הודגם לראשונה ב-2007 בידי הקבוצה של Monroe (Michigan, לימים Maryland/Duke) — השושלת המחזיקה כיום בשיא הקצב, לא קו Wineland/NIST.
תכונות. ניידות: קיוביטים מעופפים — הפוטון, לא היון, נושא את השזירה. אופן הבקרה @ מיקום: אופטית, טמפרטורת החדר — האיסוף, ההתאבכות והגילוי נמצאים מחוץ למעטפת הוואקום של המלכודת.
פיזיקה וגבולות
הקצב הוא הבעיה כולה. הסתברות ההצלחה לכל ניסיון מתנהגת כ-η², כאשר η היא הזווית המרחבית של האיסוף × יחס ההסתעפות × הצימוד לסיב × נצילות הגלאי, משום ששני הפוטונים חייבים לשרוד; פי שניים ב-η הם פי ארבעה בקצב. עם אובייקטיבים במרחב חופשי η עומדת על אחוזים בודדים, ולכן הקצבים שפורסמו הם 9.7 s⁻¹ על פני קישור של 2 m D[115] ו-250 s⁻¹ בשיא D[116], מול ~10⁴ s⁻¹ שמחזור תיקון שגיאות היה צורך — פער של 40× במקרה הטוב, שנסגר ריבועית דרך האיסוף, לא דרך האלקטרוניקה.
הנאמנות היא התקציב הבריא יותר: נראות ההתאבכות הדו-פוטונית, ספירות החושך והריצוד של הגלאים, ותנועה שיורית של היונים מגבילים את הנאמנות המבושרת ל-94–97% D[115], [116]. מכיוון שהכישלונות מבושרים, השגיאה שהקוד רואה היא אובדן, ולכן η נמוכה עולה בתפוקה, לא באי-נאמנות — ערוץ מחיקה בשכבת החיבור הבין-מודולי. מה שמזיז את הרצפה: הגברה במהוד (פרסל), איסוף משולב במוליכי גל במלכודות על שבבים פוטוניים, המרת תדר לתחום הטלקום, ריבוב פולטים בכל מודול, וזיכרונות קוונטיים המאפשרים לצבור ניסיונות במקום לחזור עליהם בסנכרון נוקשה.
מצב ההנדסה העדכני
המיטב שהודגם הוא חישוב מבוזר, לא רק זוג בל: Oxford הריצה CZ בטלפורטציה ב-86.2(9)% וחיפוש גרובר מבוזר על פני קישור של 2 m D[115].
טבלה
| שנה | נתון | מי | תג+מפתח |
|---|---|---|---|
| 2024 | שיא קצב של שזירה מרוחקת, 250 s⁻¹ בנאמנות >94% | Duke/Maryland | D[116] |
| 2025-02 | קישור של 2 m: מצב בל מרוחק 96.89(8)% ב-9.7 s⁻¹, CZ בטלפורטציה 86.2(9)% | Oxford | D[115] |
| 2025-06 | Lightsynq (חיבור בין-מודולי פוטוני + זיכרון קוונטי, >20 פטנטים ובקשות פטנט) נרכשה | IonQ | C[776] |
| 2026-04 | שתי מערכות יונים מסחריות קושרו; לא נחשפו קצב, נאמנות או מרחק | IonQ | C[589] |
הפער השולט: תפוקה. הקצבים שפורסמו נמוכים פי 40 (השיא) עד פי ~10³ מה-~10⁴ s⁻¹ שמחזור תיקון שגיאות מרושת צריך; הנאמנות אינה החסם.
ייצור, חומרים ושרשרת האספקה
אין מפעל ואין סטטיסטיקה ברמת פרוסה — "שיעור התקינות" הוא נצילות האיסוף האופטי, נתון של יישור ושל צמצם נומרי. קישור מורכב מאובייקטיב בעל NA גבוה או ממהוד בתוך הוואקום, מסיב חד-אופני ובקרת קיטוב, ממערך למדידת מצב בל עם שני גלאי פוטון בודד, ומלוגיקת צירוף מקרים. המלכודות מגיעות ממקום אחר: Infineon היא מפעל הייצור המסחרי למלכודות של IonQ/Oxford Ionics, eleQtron ו-Universal Quantum, ו-Honeywell מייצרת את המלכודות של Quantinuum בתוך הקבוצה Cfact. התשומה הריכוזית היא הגלאים: בסיס ה-SNSPD המסחרי הוא חמישה ספקים — Single Quantum, ID Quantique (בבעלות IonQ), Photon Spot, Quantum Opus ו-Scontel ממוסקבה Pfact. את העלות לקישור אי אפשר לצטט. החשיפה לפיקוח על יצוא עקיפה: תקנת BIS מ-2024-09-06 אינה נוקבת באופטיקה של חיבורים בין-מודוליים G[301]; היא מגיעה רק אל המכונה, תחת 4A906, ורק כאשר מספר הקיוביטים ושגיאת ה-C-NOT שלה נופלים באותה רצועה — מ-34–99 קיוביטים ב-≤ 10⁻⁴ ועד כל שגיאה שהיא מ-2,000 קיוביטים ואילך fact.
בקרה, קריאה ועומס הקלט-פלט
לכל קישור: ערוץ איסוף אחד לכל יון, שני גלאים, נתיב אופטי יציב בפאזה ומעגל צירוף מקרים. השהיית הבישור היא תת-מיקרושנייתית, ולכן האלקטרוניקה אינה מגבילה דבר — קצב הניסיונות הוא שמגביל. בסביבות 10 מודולים מספיק קומץ של קישורי נקודה-לנקודה; ב-10⁴ חיבור כל-לכל דורש מארג מיתוג, ועוד יצירת זוגות בהיקף שיספיק להזנת ניתוח סריג בין מודולים, ואף תכנון שפורסם אינו נוקב במספר הקישורים. החלופה של Quantinuum בתוך המלכודת מחליפה את מקומם של יונים ב-2.5 kHz ומובילה אותם דרך צמתים ב-4 m/s D[113] — סדר גודל אחד מהר יותר מהקישור הפוטוני הטוב ביותר, ולכן ספקי QCCD לא אימצו טכנולוגיה זו.
תפקיד במחסנית
הטכנולוגיה דורשת את היון האטומי הלכוד ואת גילוי הפוטון הבודד (SNSPD/TES), ואינה מספקת דבר לשום טכנולוגיה בהמשך המחסנית: יכולת קצה, היציאה מהגדלה במלכודת יחידה. ארכיטקטורות שהיא משרתת: כל שלוש הארכיטקטורות של יונים לכודים, כטכנולוגיה ראשית — QCCD (Quantinuum), מלכודת פאול ליניארית עם מיעון לייזר (AQT, Maryland/Duke, Quantum Art), ויונים בשערים אלקטרוניים הנשלטים משבב (IonQ/Oxford Ionics, eleQtron). הגרף אינו מציין לה טכנולוגיה מחליפה או מתנגשת, אך ההובלה בתוך המלכודת היא המתחרה התפקודית, וכרגע היא מנצחת. תרומה לשעון הנגזר: שולטת היכן שהטכנולוגיה בשימוש — ב-250 s⁻¹ זוג בין-מודולי אחד עולה 4.0×10⁻³ s, בדומה לשכבת יונים ברוחב מלא; ב-9.7 s⁻¹ הוא עולה 1.0×10⁻¹ s.
ראיות — כיצד נמדדו המספרים
הנאמנות המבושרת נמדדת בטומוגרפיה או בתנודות זוגיות, בהתניה על גילוי מוצלח, ולכן 94–97% מתארים את הקישורים שהתרחשו, לא את הערוץ כולל האובדן; מדד הטיב ההוגן הוא קצב × נאמנות, ואיש אינו מדווח עליו. הקצבים שפורסמו מגיעים ממיני יונים, ממרחקים ומגאומטריות איסוף שונים, ואינם ברי השוואה ישירה. הראיה החלשה ביותר היא מסחרית: ההודעה של IonQ מציינת שהחברה "תיקפה את היצירה, ההעברה והגילוי של פוטונים המשמשים לאפשר שזירה קוונטית" — ניסוח שנעצר לפני דיווח על מצב בל שנמדד, ללא קצב, נאמנות או מרחק וללא שחזור C[589]. בין התוצאות שעברו ביקורת עמיתים אין סתירה.
הנתון ">20 פטנטים ובקשות פטנט" שהביאה Lightsynq הוא ספירה של IonQ עצמה, ללא שמות משפחות, בעלי זכויות או שנות הגשה. לא פורסם: תנאי העסקה של Lightsynq, וכן מספר קישורים או טופולוגיית מארג מיתוג למכונת יונים של 10⁴ מודולים.
שחקנים וכלכלה
מי.
| ארגון | תפקיד | מדינה | מה בדיוק הם עושים בטכנולוגיה זו | ראיות |
|---|---|---|---|---|
| University of Oxford | מחקר | בריטניה | קישור של 2 m, CZ בטלפורטציה וחיפוש גרובר מבוזר | D[115] |
| Duke University | מחקר | ארה״ב | שותפה לשיא של 250 s⁻¹ | D[116] |
| IonQ | מפתח | ארה״ב | קישרה שתי מערכות ברשת; הבעלים של Lightsynq ושל ID Quantique | C[589] |
| Quantinuum | מפתח | ארה״ב | גדלה באמצעות הובלה בתוך המלכודת; קישור פוטוני רק ככיוון המוצהר של Apollo | D[113] |
| ID Quantique | ספק | שווייץ | ספקית SNSPD, נרכשה בידי IonQ | Pfact |
| Single Quantum | ספק | הולנד | ספקית SNSPD מסחרית, עצמאית | Pfact |
| AFRL | משתמש | ארה״ב | שותף באבן הדרך של IonQ מאפריל 2026 | C[589] |
| DARPA | מממן | ארה״ב | שלב B של QBI מממן את שני ספקי היונים | G[65] |
כספים.
- 2025-05-06 · IonQ · מיזוג ורכישה, ID Quantique (גלאי פוטון בודד) · לא נחשף · — · נסגר Pfact
- 2025-06-03 · IonQ · מיזוג ורכישה, Lightsynq (חיבור בין-מודולי, זיכרון קוונטי, >20 פטנטים) · לא נחשף · מייסדים מ-Harvard/AWS · נסגר C[776]
- 2025-09-17 · IonQ · מיזוג ורכישה, Oxford Ionics · $1.075 B · — · נסגר C[18]
- 2025-11-06 · DARPA · שלב B של QBI · עד $15 M לכל אחד · IonQ ו-Quantinuum בין אחד-עשר הצוותים G[65]
- 2026-06-03 · Quantinuum · הנפקה ראשונית לציבור (IPO), Nasdaq QNT · $1.68 B ברוטו · — · נסגרה G[123]
- 2026-07-31 · IonQ · מיזוג ורכישה, SkyWater Technology · ~$1.8 B · — · נסגר C[19]
שוק ושרשרת אספקה. עדיין אין שוק — חמישה יצרני גלאים מסחריים וכמה ספקי אופטיקה — והלקוח הטבעי הגדול ביותר מחזיק באחד מהחמישה. IonQ קנתה את השרשרת האנכית: Lightsynq לחיבור בין-מודולי ולזיכרון, ID Quantique לגלאים, Oxford Ionics לשערים, SkyWater לייצור. את כלכלת היחידה אי אפשר לצטט. G6 משלם ישירות; G4 משלם כדרך לעבור את תקרת המלכודת היחידה; השאר אינם משלמים.
קניין רוחני ותקנים. העובדה המתוארכת היחידה בתחום הקניין הרוחני היא הצהרת IonQ ש-Lightsynq הביאה עמה "יותר מ-20 פטנטים ובקשות פטנט" בחיבור בין-מודולי פוטוני ובזיכרון קוונטי — ספירה של החברה, ללא משפחות, בעלי זכויות או שנות הגשה C[776]. לא נמצאה משפחת פטנטים נקובה לחומרת קישור יון–פוטון; אף גוף תקינה אינו מסדיר אותה.
מפות דרכים ועמידה בהבטחות. IonQ (הובטח 2025-06 · 2 M פיזיים, 40–80 k לוגיים עד 2030 · מצב ב-2026-09-03: נדרש חיבור בין-מודולי מהיר פי ~40 מהקצב הטוב ביותר שפורסם) R[132]; מפת הדרכים שלה מ-2020 החטיאה את היעד של 4,000 קיוביטים עד 2026 בפער של ~40×. Quantinuum (הובטח 2024-09 · Sol ב-2027, Apollo ב-2029 · אין התחייבות מתוארכת לחיבור בין-מודולי פוטוני) R[118]; Helios הושק בזמן, ולכן לתאריכים שלה יש משקל.
פרשנות אסטרטגית. אם קישורים מבושרים יגיעו לקצבים מבצעיים, תקרת המלכודת היחידה תפסיק להיות חשובה וכל ספק יונים יהפוך למודולרי; IonQ מנצחת בעולם כזה משום שהיא מחזיקה בכל שכבה, וספקי הגלאים המסחריים מאבדים את הלקוח הגדול ביותר שלהם למתחרה. אם הקצבים יישארו במקומם, Quantinuum מנצחת בכך שהיא מתעלמת מהטכנולוגיה — הובלה בתוך המלכודת ב-4 m/s כבר מהירה יותר. כוח הספקים זניח כיום, והוא יעלה רק אם מספר הקישורים יגדל עם מספר המודולים.
תחזית ושאלות פתוחות
לאשר אם עד סוף 2027 קבוצה כלשהי תפרסם קצב מעל 10³ s⁻¹, או ש-IonQ תחשוף קצב, נאמנות ומרחק. להוריד בדרגה את הצגת הטכנולוגיה כמוכנה לרישות אם עד סוף 2028 שום קצב לא יעלה על 10³ s⁻¹, פי ארבעה משיא ה-250 s⁻¹. התרחיש הטוב ביותר עד 2029: איסוף במהוד או במוליך גל, יחד עם המרה לתחום הטלקום, מגיע ל-10³–10⁴ s⁻¹ ומופיעה רשת של שלושה צמתים. התרחיש הגרוע ביותר: הקצבים נשארים ב-10²–10³ s⁻¹, ומכונות יונים מודולריות משתמשות במקום זאת בהובלה בתוך המלכודת. שאלות פתוחות: מה השיג הקישור של IonQ; האם ההגברה במהוד גובה מחיר בנראות ההתאבכות; האם המרת התדר יכולה לשרוד את תקציב הנאמנות?
מקורות
- [18] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of Oxford Ionics, Rapidly Accelerating Its Quantum Computing Roadmap,” Sep. 17, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ [C]ionq-completes-acquisition-of-oxford-ionics-rapidly-accelerating-its-quantum - [19] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of SkyWater Technology,” Jul. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ [C]ionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ [G]programs/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [113] R. D. Delaney et al., “Scalable Multispecies Ion Transport in a Grid-Based Surface-Electrode Trap,” Phys. Rev. X, vol. 14, Art. no. 041028, Nov. 2024, doi: 10.1103/PhysRevX.14.041028. arXiv:2403.00756. [D]
- [115] D. Main et al., “Distributed quantum computing across an optical network link,” Nature, vol. 638, no. 8050, pp. 383–388, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-024-08404-x. [D]
- [116] J. O'Reilly et al., “Fast photon-mediated entanglement of continuously-cooled trapped ions for quantum networking,” Phys. Rev. Lett., vol. 133, Art. no. 090802, Aug. 2024, doi: 10.1103/PhysRevLett.133.090802. arXiv:2404.16167. [D]
- [118] Quantinuum, “Quantinuum Unveils Accelerated Roadmap to Achieve Universal, Fully Fault-Tolerant Quantum Computing by 2030,” Sep. 10, 2024. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
press-releases/ [R]quantinuum-unveils-accelerated-roadmap-to-achieve-universal-fault-tolerant-quantum-computing-by-2030 - [123] Quantinuum, “Quantinuum Announces Pricing of Upsized Initial Public Offering,” Jun. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
press-releases/ [G]quantinuum-announces-pricing-of-upsized-initial-public-offering - [132] IonQ, “IonQ's Accelerated Roadmap: Turning Quantum Ambition into Reality,” Jun. 13, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
blog/ [R]ionqs-accelerated-roadmap-turning-quantum-ambition-into-reality - [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/ [G]2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [589] IonQ, “IonQ Achieves Key Photonic Interconnect Milestone, Demonstrating Networked Quantum Systems Using Entanglement,” Apr. 14, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ [C]ionq-achieves-key-photonic-interconnect-milestone-demonstrating-networked-quantum-systems-using-entanglement - [776] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of Lightsynq, Accelerating Quantum Computing and Networking Roadmap,” Jun. 3, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ [C]ionq-completes-acquisition-of-lightsynq-accelerating-quantum-computing-and