→ Quantum Technology Atlasטכנולוגיות · מכונות · ארכיטקטורות · ארגוניםEnglishРусский

מחולל מצבי משאב רב-פוטוניים (RSG; טבעת-6 וכו') src_resource

תת-המערכת של מקורות והיתוך שחייבת לייצר בייצור המוני, בקצב הקוד, מצבי גרף רב-פוטוניים מקודדים כדי להזין סבילות לתקלות מבוססת-היתוך; שום דבר אינו פועל בקרבת הקצב הזה.

מחולל מצבי משאב רב-פוטוניים (RSG; טבעת-6 וכו')

src_resource · שכבה 3 מנגנון השער · משבצת ריקה — עדיין אין טכנולוגיה
פתח במפה

סבילות לתקלות מבוססת-היתוך דורשת מצבי משאב מקודדים של 24–168 פוטונים בקצב גבוה; מצבי הגרף הגדולים ביותר שהותכו מפולטים דטרמיניסטיים הם של 8 פוטונים ב-< 1 Hz.

סימוני המפה
∅ משבצת ריקה
תקציר ←

מקורות מרכזיים

[179] S. Bartolucci et al., “Fusion-based quantum computation,” Nat. Commun., vol. 14, Art. no. … · 2023
[688] P. Thomas, L. Ruscio, O. Morin, and G. Rempe, “Fusion of deterministically generated photo… · 2024
[169] K. Alexander et al., “A manufacturable platform for photonic quantum computing,” Nature, v… · 2025
[824] H. Huet et al., “Deterministic and reconfigurable graph state generation with a single sol… · 2025
[264] M. C. Löbl, L. A. M. Pettersson, J. Dragašević, S. X. Chen, and O. A. D. Sandberg, “The su… · 2026

מרחב התכן — תכונות

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

largest emitter-fused graph state → 8 qubits, 0.4–2.3 coincidences/min
מגדירה: מספר הקיוביטים ואיכותם · 2024-05 · מקור
independent emitter graph states (C2N Paris-Saclay) → reconfigurable 4-photon graph states from one quantum dot, ~0.5 Hz
מגדירה: מספר הקיוביטים ואיכותם · 2025-05 · מקור

Lucy של Quandela סופקה ל-CEA ב-2025-10 והושקה על מערכת ה-HPC Joliot-Curie ב-2026-04-14 — אספקה ושילוב, שני תאריכים לשני אירועים.

רשומות סטנדרטיות

שגיאת 2Q בפעולה מקבילית על כל הרוחב → לא פורסם · טיפוסי
A resource-state factory emits states; no two-qubit gate error is defined. Largest emitter-fused graph state is 8 photons at 0.4-2.3/min · 2024-05 · מקור [D] ⓘ
הפרעה הדדית → לא פורסם · טיפוסי
No crosstalk metric is defined for photonic resource-state generation from a single emitter · 2024-05 · מקור [D] ⓘ

שחקנים ויעדים — ביאורים

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

קשתות

דורשת: היתוך באופטיקה ליניארית (מבושר), פוטון בודד (משתנה בדיד)
נחוצה עבור: סבילות לתקלות מבוססת-היתוך
° אחת מכמה שהיו מתאימות · הדרך המקובלת, לא דרישה מחייבת

בשימוש: 2 מכונות (0 ראשית · 2 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: Experimental setup. a Two type-II SPDC sources generate single photons at 1550 nm1550 wavelength. After temporal synchronisation u
A three-panel drawing, not a photograph: a 3D render of a tabletop setup - two photon-pair sources, delay lines, fibre arrays, a silicon photonic chip and superconducting nanowire detectors - and a rendered layout of the 8-mode chip. It is Figure 1 of the arXiv paper "Measurement-Based Quantum Computing on a Photonic Chip" by Jeldrik Huster and co-authors, including Stefanie Barz. It shows the full chain for photonic measurement-based computing: 1550 nm single photons are synchronised, entangled on chip by interferometers with thermo-optic phase shifters, then detected. “Fig. 1 — Figure 1: Experimental setup. a Two type-II SPDC sources generate single photons at 1550 nm1550 wavelength. After temporal synchronisation…” by Jeldrik Huster, Louis L. Hohmann, Kevin Edelmann, Stefanie Barz, arxiv.org/abs/2607.07890, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
Fig. 1 — Fig. 1: Outline of the architecture.a Setup for the measurement of parity check ZjZm of two foliated data qubits j and m at time intervals t and t +…
Five-panel drawn figure of an architecture for a photonic quantum computer. From npj Quantum Information (2026), 'Fusion-based implementation of qLDPC codes with quantum emitters', by Susan X. Chen, Matthias C. Löbl, Ming Lai Chan, Anders S. Sørensen and Stefano Paesani. Panel (b) stacks layers of a bivariate-bicycle low-density parity-check code, joined partly by long optical fibres; its inset shows a fusion, two photons each carried on two rails and mixed on beam splitters before four detectors. Panels (c)–(e) show the small entangled photon states the code is built from and the emitter circuits that make them. Notice the long-range fibre links. “Fig. 1 — Fig. 1: Outline of the architecture.a Setup for the measurement of parity check ZjZm of two foliated data qubits j and m at time intervals t and t + 1 by…” by Chen, Susan X.; Löbl, Matthias C.; Chan, Ming Lai; Sørensen, Anders S.; Paesani, Stefano, www.nature.com/articles/s41534-026-01233-y, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
Fig. 4 — Fig. 4: (a)-(c) Graph state measurement patterns that establish loss-tolerance. (d) Tree-encoded fusion scheme. (e) Preparing tree-encoded logical q…
A six-panel drawn figure: small graph-state diagrams of measurement patterns, a tree-encoded fusion joining two logical qubits, and heat maps of simulated fusion success rates. It is Figure 4 of "Photonic Quantum Computing on Spin Memory Architecture with Tree-Encoded Fusion" by Xiangyu Ren, Yuexun Huang and co-authors (arXiv). It illustrates fusion-based fault tolerance built on heralded linear-optical fusions, where tree-shaped encodings help a fusion tolerate photon loss and failure; compare the redundant, repeat-until-success and tree-encoded maps as the encoding parameters grow. “Fig. 4 — Fig. 4: (a)-(c) Graph state measurement patterns that establish loss-tolerance. (d) Tree-encoded fusion scheme. (e) Preparing tree-encoded logical qubit from…” by Xiangyu Ren et al., arxiv.org/abs/2604.21475, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
src_resource · layer 3 מנגנון השער · centrality 8.2 · empty slot — no technology yet · updated 2026-09-03

מחולל מצבי משאב רב-פוטוניים (RSG; טבעת-6 וכו')

תת-המערכת של מקורות והיתוך שחייבת לייצר בייצור המוני, בקצב הקוד, מצבי גרף רב-פוטוניים מקודדים כדי להזין סבילות לתקלות מבוססת-היתוך; שום דבר אינו פועל בקרבת הקצב הזה.

Verdict. ממשי: 8 פוטונים שהותכו לטבעות-6 ולעצים-7 ב-0.4–2.3 צירופי מקרים לדקה. לא מוכח: מחולל כלשהו בטווח של תשעה סדרי גודל מהקצב הדרוש. להוריד בדרגה אם עד 2029 לא יופיע מצב מהותך של יותר מ-16 פוטונים.

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

תת-המערכת של מקורות והיתוך שחייבת לייצר, בקצב הקוד, את מצבי הגרף המקודדים — ובאופן הקנוני את טבעת-6 — שהסבילות לתקלות מבוססת-ההיתוך צורכת והורסת. היתוך מסוג II של Browne–Rudolph (2005) הוא שאפשר אותה; Bartolucci et al. קבעו את טבעת-6 כמשאב הייחוס והגדירו את תקציב האובדן שלה S[179]. המקרה הטוב ביותר: ב-MPQ Garching הותכו פוטונים שנפלטו באופן דטרמיניסטי לטבעות-6 ולעצים-7 — 8 פוטונים, 0.4–2.3 צירופי מקרים לדקה D[688]. תכונות: פוטונים מעופפים מפולטים מיוצרים, שזירה מבושרת, ללא שעון קבוע; בקרה אלקטרו-אופטית בטמפרטורת החדר, שגיאות של אובדן טהור, ייצור במעגלים פוטוניים משולבים.

פיזיקה וגבולות

גרף של n פוטונים הבנוי מפרימיטיבים של k פוטונים עולה ~n/k היתוכים, שכל אחד מהם מצליח ב-50% ללא הגברה או ב-75% עם הגברה; הכישלון מבושר ומוחק אחת משתי התוצאות הנמדדות, אך כל ניסיון מכלה פוטון שחייב להיות בלתי ניתן להבחנה ונטול אובדן. התפוקה היא בהירות × אי-הבחנה × הצלחת ההיתוך × העבירות על פני המצב כולו — והמעריך הוא מספר הפוטונים, לא העומק. מכאן סבילות הקוד: 2.7% אובדן לפוטון עם טבעות-6, ו-~17% רק עם מצבים של 168 פוטונים שאיש אינו יכול לבנות S[179]. ניתוח מחדש מ-2026 מחדד זאת: כישלון ההיתוך לבדו מציב רצפת שגיאה לוגית גם באובדן אפס ומאלץ מרחק גדול מאוד עבור 10⁻¹⁰, ואילו היתוך בתיווך פולט מעלה את הסף ל-7.0–7.3%, לעומת 0.38–0.82% של טבעת-6 לא מקודדת S[264]fact.

מצב ההנדסה העדכני

טבלה
תאריך נתון מי תג
2024-05 8 פוטונים שהותכו לגרפים של טבעת-6/עץ-7, 0.4–2.3/min, נאמנות 0.34–0.85 MPQ D[688]
2025-02 נאמנות בל של ההיתוך 99.22% (רכיב בלבד) PsiQuantum D[169]fact
2025-05 מצבי גרף של 4 פוטונים הניתנים להגדרה מחדש, נקודה קוונטית אחת, ~0.5 Hz C2N Paris-Saclay D[824]
2026-06 סף אובדן להיתוך בתיווך פולט 7.0–7.3% לעומת 0.38–0.82% Sparrow S[264]

הקצב הוא הפער: הרכיבים עוברים את 99%, אך מאז 2024 ההיתוך האופטי לא חרג משמונה פוטונים.

בתחום המיקרוגל ההיתוך כבר דטרמיניסטי: מעגל מוליך-על התיך מצבי אשכול במשבצות זמן, שנוצרו לפי דרישה, בהטלת בל לא-הורסת של פוטוני מיקרוגל מעופפים, עם איפוס הקיוביט ושימוש חוזר בו, למצבי גרף בעלי שזירה רב-צדדית אמיתית על פני 13 קיוביטים פוטוניים D[885]. הפוטונים האלה אינם יכולים לצאת מהקריוסטט בלי מתמר מיקרוגל–אופטי, שהוא עצמו משבצת ריקה, ולכן התוצאה אינה ממלאת את המשבצת האופטית הזו.

אספקת Belenos/Lucy בת 12 הקיוביטים של Quandela ל-CEA מתוארכת ל-2025-10, והשקת Lucy על מערכת ה-HPC Joliot-Curie ל-2026-04-14; אף מקור יחיד אינו מיישב בין השניים. נכון ל-4 בספטמבר 2026 אף קבוצה בלתי תלויה לא שחזרה את שיא 8 הפוטונים של MPQ מ-2024.

ייצור, חומרים ושרשרת האספקה

מחולל מצבי משאב אינו קיים כמוצר; הבסיס הקרוב ביותר הוא מעגלים פוטוניים משולבים על 300 mm — Quantum Technology Solutions של GlobalFoundries Cfact ו-PIXEurope fact. המקורות הדטרמיניסטיים הם נקודת הכשל היחידה: Sparrow Quantum, הספקית המסחרית היחידה נכון ל-4 בספטמבר 2026, מספקת נצילות מערכת של 20–35%, לעומת 55.3% בהתקן הטוב ביותר שלה עצמה ולעומת השיא של USTC, 71.2% Dfact; אין נתון פומבי על עלות או על תפוקה לכל מצב. הקלט-פלט גדל עם מספר הפוטונים, לא עם מספר הקיוביטים: משאבה, עץ מתגים וגלאים לכל מקור, והזנה קדימה בתוך זמן המעוף של הפוטון לכל היתוך — ~0.1–0.2 dB לכל מתג, מול תקציב של ~0.5 dB בעומק ריבוב של ~10 D[169]. ב-10³ מצבים/s הקיר הוא אובדן המתגים; ב-10⁶ — אלפי ערוצי גלאים קריוגניים תחת הזנה קדימה ב-GHz. ECCN 4A906 חל על המכונה; אף ECCN אינו נוקב במקורות פוטונים fact.

תפקיד במחסנית

בארכיטקטורה הפוטונית מבוססת-ההיתוך (PsiQuantum, Quandela, QuiX): דורש היתוך באופטיקה ליניארית ופוטונים בודדים, ומספק את הקלט היחיד שהסבילות לתקלות מבוססת-ההיתוך מקבלת. הוא קובע את שעון הארכיטקטורה — בארכיטקטורת היתוך אין סבב סינדרום (שכבות שערים + הובלה + קריאה + איפוס); את מקומו תופס קצב היצירה, ~0.4–2.3 min⁻¹ D[688], לעומת ~10⁹ s⁻¹ שמכונת teraquop (10¹² פעולות אמינות) צריכה; המשבצת הסמוכה, של 24–168 פוטונים, ריקה. אימות: השיא הוא טומוגרפיה בספירת צירופי מקרים, בנאמנות 0.34–0.85 לפי סוג הגרף, ולא שוחזר; העבודה הבלתי תלויה הקרובה ביותר היא מצבים של 4 פוטונים D[824]. כל סף שמצוטט הוא תוצאת סימולציה.

שחקנים וכלכלה

מי.
ארגון תפקיד מדינה מה הם עושים ראיות
PsiQuantum מפתח ארה״ב היתוך ויצירה בתוך הבית Dfact
Quandela מפתח צרפת מקורות בנקודות קוונטיות; Lucy על Joliot-Curie, מריצה שערים בבחירה בדיעבד, לא מצבי משאב Cfact
Sparrow Quantum ספק דנמרק ספק המקורות המסחרי היחיד Dfact
MPQ Garching מחקר גרמניה מחזיק בשיא 8 הפוטונים D[688]

כספים.
2025-04-10 · Sparrow Quantum · סבב A · EUR 21.5 M · המשקיע המוביל לא פורסם · נסגר Pfact
2025-09 · PsiQuantum · סבב E · USD 1 B לפי שווי של USD 7 B · נסגר Pfact
2026-07-22 · PsiQuantum · הרחבה בשלב C של DARPA QBI · USD 125 M · סופי fact

שוק ושרשרת אספקה. אין מוצר מסחרי; הכסף הולך לתשומות — שבבי מקורות (Sparrow, צוואר בקבוק) ומעגלים פוטוניים משולבים המסוגלים לבצע היתוך. כלכלת היחידה אינה ניתנת לציטוט; רק G3/G4 משלמים.

קניין רוחני ותקנים. נכון ל-4 בספטמבר 2026 אין משפחת פטנטים מתוארכת הייחודית ליצירת מצבי משאב; הפטנט הסמוך שהוענק הוא US 12,437,225 של ORCA fact. אין תקן לתפוקה.

מפות דרכים ועמידה בהבטחות. (2025-07 · QuiX: יצירה מתוקנת-שגיאות ב-2027 · תלוי ועומד); (2025 · Quandela: קיוביט לוגי ראשון · הוחמץ; כניסה לשלב A של QBIT ב-2026-06-16 fact). אין אבן דרך מתוארכת לקצב.

פרשנות אסטרטגית. קצב היצירה, לא הנאמנות, הוא שיכריע את גורלה של פוטוניקת ההיתוך; ספק מקורות שבידיו גם ההיתוך צובר כוח מיקוח מול אינטגרטורים הבונים מקורות בתוך הבית. אם הטכנולוגיה תיכשל, הארכיטקטורה תפסיד ל-CV/GKP ולקיוביטי חומר.

תחזית ושאלות פתוחות

לאשר עד 2028: מצב מהותך של יותר מ-16 פוטונים שפורסם עם נאמנות וקצב; להוריד בדרגה אם המספר עדיין חד-ספרתי. התרחיש הטוב ביותר ל-2029: פולטים מסחריים ועוד היתוך על השבב מגיעים ל-≥10³ מצבים/s. התרחיש הגרוע ביותר: רצפת התת-סף מחזיקה, וטבעות-6 באופטיקה ליניארית בלבד ננטשות. פתוח: האם מקורות מרובבים יכולים לגבור על פולטים לכל מצב שמיש; האם Sparrow תסגור את הפער שלה מ-20–35% ל-55%. לעקוב: כל נתון קצב באימות ובתיקוף (V&V) של שלב C של DARPA.

מקורות
  1. [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]
  2. [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. [S]
  3. [264] M. C. Löbl, L. A. M. Pettersson, J. Dragašević, S. X. Chen, and O. A. D. Sandberg, “The subthreshold issue of fusion-based quantum computing,” arXiv:2606.28490, Jun. 2026. [S]
  4. [688] P. Thomas, L. Ruscio, O. Morin, and G. Rempe, “Fusion of deterministically generated photonic graph states,” Nature, vol. 629, no. 8012, pp. 567–572, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07357-5. [D]
  5. [824] H. Huet et al., “Deterministic and reconfigurable graph state generation with a single solid-state quantum emitter,” Nat. Commun., vol. 16, no. 1, Art. no. 4337, May 2025, doi: 10.1038/s41467-025-59693-3. [D]
  6. [885] Y. Li et al., “Deterministic and programmable fusion for the scalable generation of photonic graph states,” Nat. Phys., Sep. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03471-5. [D]