Quantum Technology Atlas
Атлас квантовых технологий
אטלס הטכנולוגיות הקוונטיות
How to read the mapКак читать картуכיצד לקרוא את המפה
Columns are the ten layers of a quantum-computing stack, from the qubit’s carrier on the left to manufacturing on the right; each column holds the technologies that fill that layer. Within a column a technology sits higher the more natural its carrier is (atoms, ions and photons at the top) and lower the more fabricated (circuits, dots and cavities at the bottom). The order is not decoration: it predicts behaviour — natural carriers are identical and long-lived but slow and optically driven, fabricated ones are fast and wired but differ from unit to unit — and most technologies of a layer follow it. A hatched technology breaks the order — a *crossing technology*, one that takes a trait from the other side of the divide (§7.5). Coloured lines are the seventeen architectures, one technology per layer; dashed hollow technologies are slots nobody has filled. Click a technology for its brief, pick a lens to recolour the map by one attribute, or choose a machine to light the technologies it uses. Construction rules and derived tables: §7.
Колонки — десять слоёв стека квантового компьютера, от носителя кубита слева до производства справа; в каждой колонке — технологии, заполняющие этот слой. Внутри колонки технология стоит тем выше, чем естественнее её носитель (атомы, ионы и фотоны — вверху), и тем ниже, чем он искусственнее (схемы, квантовые точки и резонаторы — внизу). Этот порядок не украшение: он предсказывает поведение — естественные носители одинаковы и долгоживущи, но медленны и управляются оптически, искусственные быстры и подключены проводами, но различаются от экземпляра к экземпляру, — и большинство технологий слоя ему следует. Заштрихованная технология порядок нарушает — это *сквозная технология*, берущая свойство с другой стороны раздела (§7.5). Цветные линии — семнадцать архитектур, по одной технологии на слой; пунктирные полые технологии — слоты, которые никто не заполнил. Кликните технологию, чтобы открыть её обзор; выберите линзу, чтобы перекрасить карту по одному атрибуту, или машину, чтобы подсветить технологии, которые она использует. Правила построения и выведенные таблицы — в §7.
העמודות הן עשר השכבות של מחסנית המחשוב הקוונטי, מנושא הקיוביט משמאל ועד הייצור מימין; כל עמודה מכילה את הטכנולוגיות הממלאות את השכבה. בתוך עמודה, טכנולוגיה ממוקמת גבוה יותר ככל שהנושא שלה טבעי יותר (אטומים, יונים ופוטונים למעלה), ונמוך יותר ככל שהוא מיוצר יותר (מעגלים, נקודות קוונטיות ומהודים למטה). הסדר אינו קישוט: הוא מנבא התנהגות — נושאים טבעיים זהים זה לזה וארוכי חיים, אך איטיים ומונעים באופן אופטי; נושאים מיוצרים מהירים ומחווטים, אך שונים מיחידה ליחידה — ורוב הטכנולוגיות בשכבה נוהגות לפיו. טכנולוגיה מקווקוות שוברת את הסדר — זוהי *טכנולוגיה חוצה*, טכנולוגיה שלוקחת מאפיין מהצד השני של החלוקה (§7.5). הקווים הצבעוניים הם 17 הארכיטקטורות, טכנולוגיה אחת בכל שכבה; טכנולוגיות חלולות בעלות מתאר מקווקו הן משבצות שאיש לא מילא. לחץ על טכנולוגיה כדי לפתוח את התקציר שלה, בחר עדשה כדי לצבוע מחדש את המפה לפי תכונה אחת, או בחר מכונה כדי להאיר את הטכנולוגיות שהיא משתמשת בהן. כללי הבנייה והטבלאות הנגזרות: §7.
The English text is loading…
Об Атласе
Для первого чтения: «Об Атласе» → §1 (критерии) → §3.1 (оценки) → карта с открытым «Как читать карту» → один обзор → §8 (машины). У каждой записи — технологии, машины, архитектуры, организации — есть и своя страница, ссылка на неё в карточке.
Зачем нужен атлас квантовых технологий. У квантовых вычислений нет универсально лучшей технологии, потому что нет единственной цели. Каждая платформа предъявляет вычислению канал ошибок, такт (время её цикла коррекции ошибок), число кубитов и путь масштабирования, и каждая цель взвешивает эти четыре по-разному: криптоаналитическая машина — это быстрый такт на ~10³ логических кубитах; симулятор решёточных калибровочных теорий хочет много кубитов, богатую связность и многомерные локальные степени свободы и терпит медленный такт; а сетевой узел из сверхпроводниковых кубитов ждёт СВЧ-оптической трансдукции, до полезной эффективности которой ещё около трёх порядков величины, — единственный носитель, покидающий криостат, это фотон. Сравнивают тем не менее на уровне платформ — сверхпроводники против ионов против атомов, — хотя платформа есть сборка отделимых технологий, а решения, которые имеют значение (что исследовать, что строить, с кем партнёрствовать, что покупать), принимаются по одной технологии за раз. Существующий материал трёх видов, и каждый слеп по-своему: дорожные карты вендоров (намерения, а не результаты), рыночные мониторы (деньги, а не инженерия) и академические обзоры (инженерия без экономики, устаревшие к моменту выхода). Атлас существует, чтобы каждую технологию квантово-вычислительного стека можно было читать в одних атрибутах, против датированных свидетельств, с её конфликтами и её экономикой в одном месте — и чтобы картина обновлялась несколько раз в год, а не однократно.
Что это. Живой справочник из пяти связанных частей. Сравнение платформ по целям: набор критериев, не зависящий от технологии по построению, каждая крупная платформа оценена отдельно по продемонстрированным результатам и по обоснованным намерениям, платформы сопоставлены с целями — и только затем названы направления, которые выглядят самыми перспективными. Граф технологий: 110 самостоятельных технологий на десяти слоях стека, каждая описана семью атрибутами проектирования и связана четырьмя видами рёбер, платформы проведены как архитектуры через слои. Обзор по каждой технологии с одним и тем же скелетом разделов от физики до экономики. Реестр 184 квантовых машин — каждой построенной, анонсированной или запланированной системы, которую позволяют разместить источники, — каждая соединена с картой как экземпляр одной архитектуры, технология за технологией, с оценкой свидетельств для каждого соединения; машины прочитаны как популяция в §8, где тренды отрасли сформулированы как гипотезы, проверены по реестру и превращены в прогнозы, которые оценит следующее издание. И система свидетельств: каждое утверждение помечено своим статусом, каждая цифра прослежена до датированного источника по ссылке, расхождения указаны, а не усреднены, открытые пункты проверки перечислены. Публикуется как один интерактивный документ в датированных изданиях (2026.09), каждое архивируется с собственным DOI — DOI концепции разрешается в последнее; данные и сборка живут на GitHub.
Кому это нужно. Исследователям, выбирающим, куда вложить следующие годы работы, — граф показывает пустые слоты и неразрешённые конфликты, каждый — с измеренной ценой: то, что отрасль ещё не решила. Архитекторам и инженерам, проектирующим систему, — платформа есть архитектура через слои, и у каждой технологии на ней указано, что она требует, на что заменима и с чем сталкивается, с ценой. Инвесторам и аналитикам — каждый обзор несёт участников, датированные деньги, цепочку поставок и послужной список «дорожная карта против поставки» одной технологии, а не компании. Программным и политическим специалистам — кто где, какие поставщики являются единой точкой отказа, какие экспортные правила применяются. Новичкам — Атлас есть структурированный вход в область, литература которой не структурирована. Вендорам — чтобы увидеть, как читаются их заявления, будучи помеченными и датированными. Это не оценка размера рынка и не рейтинг компаний.
Что даёт место на карте. Технология попадает на карту — технологией на карте, узлом в графе за ней, — если она самостоятельна — заменима без перепроектирования остального стека; принципиальна — опирается на отдельный физический или математический механизм, а не на продукт, вендора или выбор параметра; и принадлежит ровно одному слою. Она должна быть размещаема по всем семи атрибутам: сродство носителя (естественный ↔ искусственный), характерное время и детерминированное запутывание или запутывание с оповещением (heralded), механизм считывания с его временем, разрушающим характером и внутрисхемной возможностью, подвижность и связность, модальность и размещение управления, доминирующая структура ошибки, какой её видит код коррекции, и технология производства. Продемонстрированному узлу нужен хотя бы один датированный рекорд с источником; формирующиеся или теоретические узлы допускаются, когда слот нужен архитектуре, а слоты вовсе без технологии рисуются пустыми. Платформы и компании узлами не бывают: платформы — архитектуры, компании — участники. Машины тоже не узлы, но они не теряются: каждая машина реестра занимает по одной технологии на слой, так что карта показывает, какие технологии используются, кем и с какими свидетельствами. Каждый узел несёт атрибуты (пространство проектирования, стабильно), датированные рекорды (пространство оценки), участников и цели (пространство аннотаций), рёбра и обзор.
Как устроено. Единица карты — технология (в графовой математике §7 она же узел). Десять слоёв идут слева направо — носитель, кодирование, механизм вентиля, связность и транспорт, управление, считывание, код, декодер, межсоединение, производство; вертикальная позиция — сродство носителя, естественное сверху и искусственное снизу, так что диагональ «естественное/искусственное» видна, а каждая технология, которая её нарушает, — сквозная технология, берущая свойство с другой стороны раздела, — заштрихована. Цветные линии — архитектуры через одну технологию на слой. Четыре типа рёбер соединяют технологии: требует/обеспечивает между слоями; альтернативы внутри слоя; конфликты, каждый с механизмом, измеренной ценой, смягчением и статусом; определяет — датированные рекорды с источниками. Линзы перекрашивают каждую технологию по одному атрибуту, а легенда служит фильтром; селектор машины подсвечивает технологии, которые реально использует одна зарегистрированная машина. Что подсвечено, решает одно правило: пересечение изолированной архитектуры, выделенной технологии, значения линзы и выбранной машины. Сквозные технологии, пустые слоты и такт каждой архитектуры выведены из данных, а не постулированы; каждую таблицу можно отсортировать и вернуть в исходный порядок, а широкие — вписать в окно. Обзоры следуют одному скелету — идентичность и происхождение, физика и пределы, инженерное состояние, производство и цепочка поставок, бремя управления, считывания и ввода-вывода, роль в стеке, свидетельства (как измерены числа), участники и экономика, перспективы, источники, открытые пункты верификации — на глубине, заданной центральностью технологии в графе. Поиск (кнопка рядом с содержанием или клавиша /) ищет сразу по всей странице — по отчёту, по всем обзорам, открытым и закрытым, по таблицам, подсказкам и карточкам такими, какими они читаются на экране, на одном языке или на всех — регулярным выражением или простым текстом, целым словом или подстрокой, с учётом регистра или без, показывая совпадения в их предложениях, — и проходит по ним клавишей Enter, раскрывая всё, что их скрывает. На карточке каждой технологии — картинка из медиареестра, а на сенсорном экране два пальца масштабируют карту вокруг точки касания.
Глоссарий — 231 терминов в том смысле, в каком их употребляет Атлас
- ∅
- Ставить нечего: либо машина использует то, чего на карте нет, либо она ничего не раскрывает на этом слое
- ✅
- Проверено: источник — статья, белая книга, страница продукта или технический пресс-релиз — был открыт, и в нём увидена эта технология в этой машине
- 🔎
- Не проверено: источник не открывался заново, или ячейка — вывод; утверждение правдоподобно, но по источнику не проверено
- [C]
- Заявление компании: сказано вендором, рецензированных данных за ним пока нет
- [D]
- Продемонстрировано: опубликованный или рецензированный результат на сентябрь 2026 — самый весомый статус утверждения
- F1a
- Один из датированных прогнозов этого издания: показатель, значение сейчас, ожидаемое через год и то, что его опровергнет
- FEASIBLE
- Дорожная карта дотягивает до своего целевого алгоритма разом по числу кубитов, ошибке и бюджету вентилей, а не по одному из трёх
- G1
- Цель: аналоговая и NISQ-симуляция многочастичных систем — число кубитов, нативная связность и когерентность на 10²–10⁴ кубитах, без коррекции ошибок
- G2
- Цель: полезные схемы с подавлением ошибок — 100–150 кубитов и 10³–10⁴ двухкубитных вентиля; решают ошибка при полной загрузке и поток измерений
- G3
- Цель: ранняя отказоустойчивость — 10²–10³ логических кубитов, 10⁵–10⁶ вентилей Тоффоли, на 10⁴–10⁵ физических, ожидается в 2027–2031
- G4
- Цель: крупномасштабная отказоустойчивость — от 10³ логических кубитов и 10⁹–10¹⁰ вентилей Тоффоли; здесь решает время такта, затем точность и число
- G5
- Цель: эвристическая оптимизация и отжиг — доступно сегодня и единственная цель без доказанного квантового преимущества
- G6
- Цель: сети и распределённые вычисления — узлы квантового интернета и связи между модулями: скорость интерфейса, точность и память
- G7
- Цель: развёртываемые системы — стойки, работающие без рефрижератора растворения; судят по габаритам, мощности и интеграции
- H1
- Одно из утверждений об отрасли, которые это издание проверяет по 184 машинам реестра, а не просто заявляет; H7 и H8 перенесены в §8.1
- NOT EVALUABLE
- Дорожная карта не публикует достаточно датированных чисел, чтобы её вообще проверить — это про раскрытие, а не про качество
- [R]
- Дорожная карта: что дал бы опубликованный план вендора к 2029 году, если будет выдержан — намерение, а не результат
- SHORT
- Дорожная карта не дотягивает до своего целевого алгоритма, дефицит назван — чаще всего бюджет ошибки, редко число кубитов
- Альтернативы
- Если на слое есть несколько технологий, первая в списке — та, на которую платформа опирается; остальные — то, на что её можно заменить
- Архитектура
- Платформа, проведённая линией через десять слоёв: по одной технологии на слой, рядом перечислены альтернативы; машина — экземпляр одной из них
- Архитектуры
- Платформа, проведённая одной линией через десять слоёв, по одной технологии на слой: 17 таких линий несут 184 машин реестра
- Атрибутами проектирования
- Семь свойств, по которым размещена каждая технология: их выбрали за то, что новые результаты их не меняют
- Атрибуты пространства оценки
- Всё, что улучшается с новыми результатами: ошибки, число кубитов, времена такта, финансирование; всегда с датой и источником и никогда не задаёт место на карте
- Вердикт дорожной карты
- Собственная проверка реестром опубликованной дорожной карты по алгоритму, который она обещает: дотягивает, не дотягивает или данных для проверки нет
- Выведенного такта
- Время такта, посчитанное отчётом из опубликованных времён вентиля, считывания и сброса самой платформы, а не взятое у вендора
- Гонка за числом кубитов
- Гонка за числом физических кубитов, которая, как показывает реестр, встала: крупнейшие машины, реально выполняющие вентиль, не растут три и четыре года
- Доля пробелов
- По слоям — доля машин, которые ничего там не раскрывают или используют то, чего на карте нет: профиль раскрытия отрасли, худший для кодов, декодеров и связей
- Естественный/искусственный
- Два полюса сродства к носителю: естественный носитель — частица, которую природа делает одинаковой (ион, атом, фотон); искусственный изготавливается на чипе и различается от прибора к прибору (сверхпроводниковая схема, квантовая точка)
- Замкнутое декодирование
- Декодер коррекции ошибок успевает за машиной и действует внутри такта, а не разбирает запуск потом
- Заштрихована
- Пометки на самой карте: технология заштрихована, если ломает тренд «естественный → искусственный», и нарисована полой, если слот ещё нечем заполнить
- Изолированного
- Показ одной линии платформы отдельно: её технологии остаются яркими, остальное гаснет
- Интегрированное управление
- Кубиты, управляемые электроникой на чипе или внутри рефрижератора, а не стойками приборов комнатной температуры и оптикой в свободном пространстве
- Качество канала
- Насколько сильно и каким образом ошибается операция, измеренная при работе всего устройства сразу, а не на удачной паре
- Когорта
- Машины, сгруппированные по году даты статуса: это может быть первый запуск, доступность или последняя веха, так что группировка заведомо грубая
- Линза
- Режим, в котором карта перекрашивает каждую технологию по одному свойству, а легенда служит фильтром
- Масштаб с качеством
- Сколько кубитов одновременно дотягивают до хорошей ошибки — а не сколько их в установке, — и с какой связностью
- Машина
- Одна строка реестра: именованная система, которую организация построила, анонсировала или только запланировала
- Не подтверждена
- Строки самого реестра опровергают утверждение — оно напечатано потому, что его проверили и оно не прошло
- Носитель кубита
- Физическая система, которая хранит кубит, — ион, нейтральный атом, фотон, сверхпроводниковая схема, спин в полупроводнике или дефект; первый из десяти слоёв карты, от которого зависит любой другой выбор
- Обзор
- Отдельная статья по одной технологии — всегда один скелет: от физики и изготовления через проверку и игроков до того, за чем следить
- Пересадочная
- Технология, через которую проходит несколько линий платформ, — метро-прочтение общего выбора
- Подтверждена
- Подсчёт по самим строкам реестра подтверждает утверждение
- Попытку
- Машина, прочитанная как аргумент: именно это сочетание технологий дойдёт до цели раньше других; в реестре таких 184
- Пробел
- Слой, где у карты нет записи для того, что машина реально использует, или где машина ничего не раскрывает
- Пустой слот
- Место в стеке, где пока ничего не продемонстрировано; нарисовано полым — карта показывает дыру, а не прячет её
- Разрыв анонсов
- Растущая доля новейших машин, которые остаются анонсами и планами, а не железом: 43% в группе 2026 года против 4% в 2024
- Реестр
- Список из 184 квантовых машин при этой карте: каждая размещена на ней технология за технологией, и свидетельство для каждого размещения оценено
- Реестр прогнозов
- Таблица датированных прогнозов, на которые подписывается это издание, каждый с условием опровержения; издания, дошедшие до даты, оценивают их публично
- Рекордные пары
- Рекордная ошибка, измеренная на одной отобранной паре кубитов, а не по всему устройству; в лучшие значения и медианы реестра не входит
- С вентилями
- Машина, которая реально выполняет двухкубитную запутывающую операцию: массив, который только удерживает атомы, или аналоговый симулятор не в счёт
- С естественными стираниями
- С естественными стираниями: устроенный так, что его доминирующая ошибка уже является стиранием, — кубит распадается из рабочих уровней в состояния, которые обнаруживает проверка, как у щёлочноземельных (и подобных им) атомов (Yb, Sr), — без дополнительного кодирования
- Селектор машины
- Управление, подсвечивающее технологии, которые реально использует выбранная машина, и помечающее слои, где она использует то, чего на карте нет
- Семейство
- Кубитная платформа машины: сверхпроводниковые схемы, ионы в ловушках, нейтральные атомы, фотоника, полупроводниковые или спины дефектов, топологические, отжиг
- Сквозная технология
- Технология, берущая свойство с другой стороны раздела естественное/искусственное — естественный носитель под СВЧ-управлением, стирание на искусственном носителе; на карте заштрихована
- Слой
- Один из десяти столбцов стека слева направо: носитель, кодирование, вентиль, связность, управление, считывание, код, декодер, межсоединение, изготовление
- Среза
- Дата, на которую прочитаны все числа отчёта, чтобы данные из разных источников были сопоставимы; более поздние новости перечислены отдельно, а не вмешаны
- Сродство к носителю
- Первый атрибут проектирования: насколько технология принадлежит естественным носителям (ионы, атомы, фотоны) или искусственным (схемы и точки, изготовленные на чипе); оценивается от 0 (естественный) до 1 (искусственный) — это положение технологии по вертикали на карте
- Стандартные рекорды
- Датированные числа с источниками по каждой технологии — времена вентиля и считывания, когерентность, ошибки, — из которых отчёт считает своё
- Стена ввода-вывода
- Ограничение проводки: в один рефрижератор входит лишь столько линий управления и столько тепла; одно из четырёх ограничений на число кубитов (§0, пункт 5; §8.4–8.6) — самая большая смонтированная система имеет 1 536 линий
- Технология связи
- Продемонстрированный способ соединить один модуль с другим — слой, отсутствующий или не раскрытый у 149 из 184 машин
- Уровень доказательности
- Для любого числа: доля стоящих за ним записей, которые подтверждены увиденным документом — сколько от утверждения останется, если вычеркнуть пресс-релизы
- Устройство
- В подсчётах реестра — машина, которая существует: в эксплуатации, продемонстрирована или выведена, в отличие от анонса, плана или компонента
- Фокус
- Выбор одной технологии, при котором карта рисует её рёбра: что ей нужно, чем её заменить, с чем она конфликтует
- Центральности
- Сколько всего опирается на технологию в графе: сколько семейств платформ и архитектур от неё зависят и насколько недавно она дошла до железа — задаёт глубину обзора, а не оценку технологии
- Частично
- Реестр подтверждает утверждение лишь отчасти: тренд есть, но не по каждой проверке или не из года в год
- Четырёх выходов
- Четыре вещи, которые меняет выбор технологии: канал ошибок, время такта, сколько кубитов одновременно остаются хорошими и путь к более крупной машине
- Экземпляр архитектуры
- Реальная машина, наложенная на линию платформы: что она использует на каждом слое и помеченная дыра там, где используется то, чего на карте нет
- Ячейка свидетельств
- Одна машина на одном слое стека: что она там использует, плюс документ, который это показывает; у машины их около дюжины, в реестре 2 006
- #AQ
- Алгоритмические кубиты (algorithmic qubits): единый показатель IonQ — наибольший размер, при котором набор прикладных схем ещё проходит порог точности; метрика поставщика, а не число кубитов
- 1Q
- Однокубитный: операция над одним кубитом, обычно в десятки раз точнее двухкубитной
- [[20,2,6]]
- Код C₄-Helix компании Quantinuum: 20 физических ионов несут 2 защищённых кубита при расстоянии 6 (обнаруживается любая ошибка менее чем на 6 ионах); получен каскадированием кода [[4,2,2]] (C₄) с кодом [[10,2,3]] — препринт сентября 2026 г., ещё не рецензирован
- 2Q
- Двухкубитная операция — та, что запутывает два кубита; именно её ошибка обычно задаёт предел всей машины
- ASIC
- Специализированная интегральная схема (application-specific integrated circuit): заказная микросхема под одну задачу — быстрее и экономичнее ПЛИС, но неизменяемая после изготовления; путь криогенных контроллеров и аппаратных декодеров
- BB
- Коды bivariate bicycle: семейство кодов qLDPC, которые хранят много логических кубитов в одном блоке примерно при десятой доле физических кубитов, нужных поверхностному коду; каждый кубит связан с шестью другими, с двумя из них — дальними связями (двухслойная разводка)
- BP
- Распространение доверия (belief propagation): декодер, передающий вероятности по разреженной сети проверок, пока они не согласуются, — быстрый на кодах с низкой плотностью проверок (LDPC), но на квантовых кодах ему нужен помощник (декодирование по упорядоченным статистикам, OSD) или вариант вроде Relay-BP
- Braket
- Облачный сервис Amazon, через который машины других компаний используются по требованию
- BTO
- Титанат бария (BaTiO₃): сегнетоэлектрик с очень сильным эффектом Поккельса (электрооптическим), выращиваемый тонкими плёнками на кремниевых пластинах для быстрых фазовращателей на чипе с малыми потерями, — это переключатели, нужные фотонным машинам для мультиплексирования и прямой связи
- CHIPS
- Закон США CHIPS and Science Act (2022) и созданная им программа Министерства торговли по стимулированию полупроводниковой отрасли; в 2026 г. она выдала квантовым компаниям необязывающие письма о намерениях профинансировать их
- CLOPS
- Число операций со слоями схемы в секунду (circuit layer operations per second): тест скорости IBM — сколько слоёв параметризованной тестовой схемы система выполняет за секунду с учётом классических накладных расходов
- CNOT
- Controlled-NOT: двухкубитная операция, переворачивающая второй кубит, если установлен первый, — учебниковый запутывающий вентиль
- CVD
- Химическое осаждение из газовой фазы (chemical vapour deposition): выращивание материала из реакционных газов на подложке — здесь синтетического монокристаллического алмаза, в котором находятся центры NV, SiV и SnV
- CZ
- Controlled-Z: стандартная двухкубитная запутывающая операция — меняет знак состояния, когда оба кубита установлены
- DARPA
- Управление перспективных исследовательских проектов: агентство Министерства обороны США, финансирующее исследования; оно ведёт программы QBI и US2QC, на стадии которых ссылаются многие дорожные карты
- DC
- Постоянный ток (direct current): статическое или медленно меняющееся напряжение или ток — здесь смещение, задающее рабочую точку кубита или элемента связи, в отличие от его переменного возбуждения
- DD
- Динамическая развязка: ритм корректирующих импульсов, гасящий медленный шум и удлиняющий удержание фазы кубитом
- DQI
- Декодированная квантовая интерферометрия: свежий алгоритм для задач оптимизации, один из немногих новых источников кандидатного преимущества
- DV
- Непрерывные и дискретные переменные: информация записана в амплитуде и фазе светового пучка либо в отдельных фотонах
- ECC-256
- Криптография на эллиптических кривых с 256-битными ключами (кривая NIST P-256, secp256k1 у Bitcoin), применяемая в большинстве современных систем и криптокошельков, — вторая стандартная мишень взлома
- ECCN
- Экспортный классификационный номер (Export Control Classification Number): код по Правилам экспортного контроля США (EAR), определяющий, какие лицензии нужны изделию; например, 4A906 охватывает квантовые компьютеры выше установленных порогов
- EDSR
- Электродипольный спиновый резонанс (electric-dipole spin resonance): поворот спина переменным электрическим полем — через градиент поля микромагнита или спин-орбитальное взаимодействие; так управляют большинством спинов в квантовых точках
- EO
- Чисто обменное кодирование (exchange-only): спиновый кубит, закодированный в трёх электронных спинах и управляемый одним только обменным взаимодействием, без СВЧ-сигналов и магнитов, — кремниевый подход HRL
- EPLG
- Ошибка на вентиль в слое (error per layered gate): средняя ошибка двухкубитного вентиля, выведенная из точности слоёв одновременных вентилей вдоль цепочки из N кубитов (IBM приводит N = 100), — поэтому перекрёстные помехи учтены, в отличие от вентиля, измеренного в отдельности
- ESR
- Электронный спиновый (парамагнитный) резонанс (electron spin resonance): поворот спина электрона переменным магнитным полем от антенны или линии на чипе — так управляют донорными спинами и частью спинов в квантовых точках
- EUV
- Литография в экстремальном ультрафиолете (extreme ultraviolet): формирование рисунка микросхем светом 13.5 nm, применяемое для самых тонких коммерческих транзисторов; большинству технологий кубитов она не нужна
- FD-SOI
- Полностью обеднённая структура «кремний на изоляторе» (fully depleted silicon-on-insulator): КМОП-процесс с очень тонким слоем кремния на скрытом оксиде, где транзисторы подстраиваются обратным затвором; применяется для криогенных контроллеров и фабричных партий спиновых кубитов
- FeMoco
- Железо-молибденовый кофактор нитрогеназы, фермента, связывающего азот, — стандартная эталонная молекула оценок ресурсов для квантовой химии
- Fluxonium
- Сверхпроводниковый кубит: малый джозефсоновский переход, шунтированный сверхиндуктивностью (обычно длинной цепочкой более крупных переходов); низкая частота и большая ангармоничность дают долгую когерентность и малую ошибку ценой более сложного управления
- Ge
- Германий: спиновые кубиты на дырках в квантовой яме Ge/SiGe, которыми можно управлять одним напряжением, без микромагнитов на чипе
- Genesis Q
- Конкурс Quantum Genesis Q Министерства энергетики США (объявлен в сентябре 2026 г.): он финансирует целые развёрнутые машины не менее чем на 100 логических кубитов, выполняющие сотни миллионов отказоустойчивых операций, а не компоненты
- GHZ
- Состояние Гринбергера–Хорна–Цайлингера: все кубиты одновременно в 0 и одновременно в 1 в одной суперпозиции — стандартная проверка многокубитной запутанности, точность которой быстро падает с добавлением кубитов
- GKP
- Код Готтесмана–Китаева–Прескилла: кубит, хранимый в одном осцилляторе как решётка равноотстоящих пиков по координате и импульсу, так что малые сдвиги можно измерить — через вспомогательный кубит или моду — и исправить
- Gross-код
- Код IBM [[144,12,12]] семейства bivariate bicycle: 12 логических кубитов в 144 кубитах данных (288 вместе с проверочными) при расстоянии 12; gross (гросс) — старое название дюжины дюжин, 144
- HOM
- Интерференция Хонга–Оу–Манделя: два одинаковых фотона, встретившись на светоделителе, всегда выходят вместе; её видность измеряет неразличимость фотонов, которая задаёт точность слияния
- HPC
- Высокопроизводительные вычисления (high-performance computing): суперкомпьютерные центры, где квантовые машины устанавливают как ускорители рядом с классическими процессорами
- HRL
- HRL Laboratories: исследовательская лаборатория в США, принадлежащая Boeing и General Motors (бывшая Hughes Research Laboratories), — ведущий разработчик кремниевых спиновых кубитов с чисто обменным кодированием
- Imec
- Бельгийский исследовательский центр микроэлектроники: на его промышленной кремниевой линии другие группы делают кубиты как обычные чипы
- JJ
- Джозефсоновский переход: два сверхпроводника, разделённые тонким диэлектрическим барьером (обычно Al/AlOx/Al), — нелинейная индуктивность без потерь, из-за которой уровни схемы расположены неэквидистантно; технологический разброс переходов задаёт разброс частот кубитов
- KT
- Произведение постоянной Больцмана на температуру — тепловая энергия; при 20 mK она равна энергии фотона около 420 MHz, поэтому переход кубита ниже этой частоты, как у флаксониума, термически возбуждён и требует сброса
- Lattice surgery
- Операции над защищёнными кубитами через слияние и разделение их участков решётки, без перемещения самих кубитов
- LCD
- Local Clustering Decoder («декодер локальной кластеризации»): аппаратный декодер реального времени Riverlane (сначала на ПЛИС, затем ASIC), который локально выращивает и объединяет кластеры событий обнаружения, — достаточно быстрый, чтобы успевать за циклами сверхпроводниковых машин
- LOI
- Письмо о намерениях (letter of intent): необязывающее заявление финансирующей стороны о намерении выделить средства на условиях, которые ещё предстоит согласовать, — не договор и не платёж
- MAGIC
- Magnetic-gradient-induced coupling («связь, наведённая градиентом магнитного поля»): схема ионных вентилей, в которой статический градиент магнитного поля связывает спины ионов с их движением, так что вентили выполняются СВЧ-излучением, а не лазерами (eleQtron)
- MBQC
- Квантовые вычисления на основе измерений (measurement-based quantum computing): вычисление путём поочерёдного измерения кубитов большого заранее приготовленного запутанного (кластерного) состояния — модель, по которой работают фотонные машины
- MdB
- Миллидецибел, тысячная доля децибела: единица оптических потерь на компонент в фотонных машинах; 1 mdB — это потеря около 0.023% света, а потери — их доминирующая ошибка
- MK
- Две холодные ступени машины: милликельвины, где живут кубиты, и 4 K, где ещё может работать электроника
- MWPM
- Совершенное паросочетание минимального веса (minimum-weight perfect matching): классический алгоритм декодирования — он связывает сработавшие проверки самым дешёвым объяснением
- MZI
- Интерферометр Маха–Цендера: два светоделителя с фазовращателем между ними — программируемый переключатель и ячейка маршрутизации фотонных чипов, потери которых считают на один MZI
- [[n,k,d]]
- n физических кубитов несут k защищённых; любая ошибка, задевшая меньше d из них, обнаружима — стандартная запись размера кода
- NISQ
- Шумные квантовые машины промежуточного масштаба: нынешние размеры без коррекции ошибок — схема должна кончиться раньше, чем победит шум
- NQCC
- Национальный центр квантовых вычислений (National Quantum Computing Centre): национальная лаборатория Великобритании в Харуэлле, которая размещает и испытывает машины нескольких поставщиков как нейтральная оценивающая сторона
- NV
- Центр азот–вакансия (NV-центр): атом азота рядом с вакантным узлом решётки алмаза; его электронный спин можно инициализировать и считывать оптически даже при комнатной температуре, но для связи с фотонами нужна криогенная работа (ниже примерно 10 K)
- NVQLink
- Связка NVIDIA, ставящая классический ускоритель достаточно близко к квантовой машине, чтобы декодировать ошибки прямо во время схемы
- OTOC
- Коррелятор вне временного порядка: мера того, как быстро информация перемешивается в квантовой системе, — любимый тест на преимущество
- P450
- Цитохром P450: семейство ферментов, которыми организм расщепляет лекарства; его железосодержащий активный центр — стандартная мишень оценок ресурсов для квантовой химии
- QBI
- Quantum Benchmarking Initiative: программа DARPA, оборонного исследовательского агентства США, которая по стадиям A–C проверяет, может ли подход компании выйти к 2033 г. на масштаб практической полезности (ценность выше затрат); стадии A–B оценивают концепцию и план, а не машину
- QCCD
- Квантовый прибор с зарядовой связью: чип-ловушка, разделённый на зоны, между которыми перемещают ионы, так что каждый вентиль действует на небольшую, хорошо контролируемую группу; название заимствовано у ПЗС-матрицы камер, в которой сдвигаются заряды
- QCVV
- Характеризация, верификация и валидация квантовых устройств: ремесло измерения того, что квантовая машина делает на самом деле, и доказательства самого измерения
- QD
- Квантовая точка: полупроводниковый островок нанометрового размера, удерживающий одиночные заряды, — в фотонных машинах источник одиночных фотонов по требованию, а также основа спинового кубита
- QEC
- Квантовая коррекция ошибок: один рабочий кубит размазан по многим физическим, чтобы ошибки ловились и исправлялись прямо во время счёта
- QFP
- Квантовый потоковый параметрон (quantum flux parametron): потоковая защёлка на ВЧ-СКВИДе, которая усиливает и удерживает состояние потокового кубита для считывания, — цепь считывания отжигателей D-Wave и ячейка адиабатической сверхпроводниковой логики
- QKD
- Квантовое распределение ключей (quantum key distribution): передача ключей шифрования квантовым светом так, что подслушивание обнаруживается, — рынок связи, а не вычислений
- QLDPC
- Квантовые коды с низкой плотностью проверок на чётность (LDPC): каждая проверка затрагивает лишь несколько кубитов, а каждый кубит входит лишь в несколько проверок; поверхностный код — простейший случай, а высокоскоростные коды семейства дают ту же защиту при гораздо меньшем числе физических кубитов
- QND
- Неразрушающее измерение (quantum non-demolition): измерение, оставляющее кубит в том состоянии, о котором оно сообщило, так что повтор даёт тот же ответ, — это нужно многократным проверкам синдрома
- QPU
- Квантовый процессор: сам квантовый чип, в отличие от управляющей электроники и классического компьютера вокруг него
- QV
- Квантовый объём: одно число за наибольшую квадратную случайную схему, которую машина ещё выполняет верно, — бенчмарк всей машины, степень двойки
- RB
- Рандомизированный бенчмаркинг: стандартный способ измерить ошибку вентиля — прогонять случайные последовательности клиффордовых вентилей растущей длины; спад вероятности возврата в исходное состояние даёт среднюю ошибку на вентиль, не зависящую от ошибок приготовления и измерения
- RL
- Обучение с подкреплением: программа, улучшающая калибровку или декодирование машины перебором и пробами, а не фиксированным правилом
- RSA-2048
- Шифрование RSA с открытым ключом длиной 2048 бит, широко применяемое сегодня, — стандартная мерка того, когда квантовый компьютер сломает шифрование
- RT
- Комнатная температура (room temperature): около 300 K, вне криостата, — там сегодня находится большая часть управляющей электроники, соединённая с кубитами отдельной линией на каждый канал
- SHYPS
- Subsystem hypergraph product simplex codes («подсистемные симплексные коды гиперграфового произведения»): семейство кодов qLDPC компании Photonic Inc. (2025), которым, по заявлению, нужно до 20 раз меньше физических кубитов, чем поверхностному коду
- Si/SiGe
- Гетероструктура кремний / кремний–германий: электроны удерживаются в напряжённой кремниевой квантовой яме, скрытой под слоем SiGe вдали от границы с оксидом, которая возмущает точки Si-MOS; слабое место — малое долинное расщепление, меняющееся от точки к точке
- SiMOS
- Кремниевая структура металл–оксид–полупроводник: спиновые кубиты в квантовых точках, формируемых затворами у границы Si/SiO₂ в стеке, подобном транзисторному, — ближе всех к массовому производству, но эта граница добавляет зарядового шума и беспорядка
- SiN
- Нитрид кремния: материал с малыми потерями для световодов на чипе, изготавливаемый на стандартных кремниевых линиях
- SLM
- Пространственный модулятор света: программируемая фазовая маска, формирующая из одного лазерного луча множество неподвижных ловушек в любой конфигурации, — статичный двойник подвижных пинцетов АОД
- SNR
- Отношение сигнал/шум: во сколько раз измеряемый сигнал больше шума на нём; оно определяет, насколько быстро и надёжно можно считать кубит
- SNSPD
- Сверхпроводниковый однофотонный детектор (на нанопроволоке): быстрый и высокоэффективный (> 90%) детектор, без которого не обходятся фотонные машины; работает при 1–3 K и регистрирует сам факт срабатывания, а не число фотонов, если не сконструирован специально для разрешения числа фотонов
- SnV
- Центр олово–вакансия (SnV): атом олова между двумя вакантными узлами в алмазе; центр инверсионно-симметричен, поэтому его оптическая линия стабильна, а спин остаётся когерентным примерно при 1–2 K, а не при милликельвинах
- SPAM
- Подготовка состояния и измерение: ошибка инициализации кубита до схемы и его считывания после, отдельно от ошибок вентилей
- SQC
- Silicon Quantum Computing: сиднейская компания (спин-офф UNSW 2017 года под руководством Мишель Симмонс), которая размещает доноры фосфора в кремнии поатомно с помощью сканирующего туннельного микроскопа
- T-центр
- Светоизлучающий дефект в кремнии, который и хранит спин, и испускает фотон, — так кремниевые чипы можно связать волокном
- T1
- Время энергетической релаксации: постоянная времени, с которой возбуждённое состояние кубита релаксирует в основное, — одни из двух часов, в которые должна уложиться любая схема
- T2
- Время дефазировки (когерентности): как долго кубит сохраняет относительную фазу своей суперпозиции — не больше удвоенного T1 и обычно более жёсткие из двух часов; приводят, как правило, эхо-значение, измеренное с рефокусирующими импульсами
- T2*
- Время дефазировки по Рамсею: время жизни фазы, измеренное без рефокусирующих (эхо-) импульсов, — «сырая» величина; эхо-значение T2 больше, и обычно рекламируют именно его
- TES
- Сенсор на краю сверхпроводящего перехода (transition-edge sensor): сверхпроводящая плёнка, удерживаемая на переходе, где тепло одного фотона меняет её сопротивление; разрешает число фотонов с эффективностью около 95%, но медленный и требует около 100 mK
- Tesseract
- Имя трёх разных вещей здесь: 16-кубитного цветового кода tesseract — [[16,6,4]], который Microsoft и Quantinuum выполнили в его подсистемной форме [[16,4,4]], — многомодового бозонного кода Nord Quantique и поискового декодера Google
- TFLN
- Тонкоплёночный ниобат лития: плёнка кристалла с сильным электрооптическим эффектом, сращённая с изолирующей подложкой, — один из ведущих материалов для быстрых переключателей и модуляторов на чипе с малыми потерями, один из вариантов переключателей фотонных машин наряду с BTO
- THC
- Тензорная гиперконтракция: низкоранговая факторизация гамильтониана квантовой химии, снижающая стоимость схем (в вентилях Тоффоли), а с ней и приводимые для неё оценки времени счёта и числа кубитов
- TLS
- Двухуровневая система (TLS): микроскопический дефект в аморфных оксидах и на границах раздела, который поглощает энергию кубита и дрейфует по частоте, — главный источник потерь сверхпроводниковых кубитов и одна из причин их флуктуаций
- TRL
- Уровень готовности технологии (technology readiness level): шкала от 1 до 9 (NASA, ЕС) — от наблюдаемого принципа (1) до системы, подтверждённой в эксплуатации (9); отметка зрелости, которую выставляет сам разработчик
- TSV
- Сквозное отверстие в кремнии (through-silicon via): заполненное металлом отверстие сквозь чип, по которому сигналы проходят с одной стороны на другую; сверхпроводниковые TSV подводят линии управления к слою кубитов снизу
- TWPA
- Параметрический усилитель бегущей волны: первый и самый холодный усилитель в цепи считывания — от него зависят скорость и качество считывания
- UHV
- Сверхвысокий вакуум (ultra-high vacuum): давление ниже примерно 10⁻⁹ mbar — он нужен ловушкам атомов и ионов, чтобы остаточный газ не выбивал кубиты, а также поатомной литографии доноров
- US2QC
- Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing («малоизученные системы для квантовых вычислений масштаба практической полезности»): программа DARPA, проверяющая нетрадиционные подходы; Microsoft и PsiQuantum вышли в 2025 г. на её заключительную стадию валидации и совместного проектирования
- WISE
- Wiring using integrated switching electronics («проводка с интегрированной коммутирующей электроникой»): архитектура ионной ловушки с коммутаторами под ловушкой, так что несколько генераторов сигналов управляют множеством электродов, — ответ на схему «один провод на электрод»
- XEB
- Перекрёстно-энтропийный бенчмаркинг (cross-entropy benchmarking): оценка случайных схем по тому, как часто машина выдаёт битовые строки, которые идеальная схема делает вероятными, — мера Google для заявлений о выходе за пределы классических возможностей, чувствительная сразу ко всем ошибкам
- ZZ
- Связь, сдвигающая фазу одного кубита в зависимости от состояния другого: включённая, она даёт CZ-вентиль; оставленная включённой (остаточная ZZ), она становится ошибкой перекрёстных помех, растущей с числом соседей
- Λ
- Во сколько раз падает логическая ошибка при росте расстояния кода на два — больше 1 значит, что больший код лучше; 2 — ошибка вдвое меньше на каждом шаге
- АОД
- Акустооптический дефлектор (АОД): кристалл, в котором радиочастотная звуковая волна отклоняет лазерный луч; при подаче нескольких тонов он создаёт подвижные пинцеты — так машины на нейтральных атомах перестраивают кубиты по ходу вычисления (в машинах на ионах им адресуют отдельные ионы)
- АОМ
- АОМ (акустооптический модулятор): кристалл, возбуждаемый радиочастотной звуковой волной, который включает и выключает лазерный луч и сдвигает его частоту и фазу, — так машины на ионах и атомах формируют импульсы света
- Безубыточность
- Точка, в которой защищённый кубит живёт дольше лучшего незащищённого в той же машине — или логическая операция превосходит свой физический аналог, — первое свидетельство того, что кодирование окупается
- БОК
- Быстрая одноквантовая логика (БОК; single flux quantum): сверхпроводниковая цифровая логика, биты которой — пикосекундные импульсы напряжения, каждый с одним квантом магнитного потока; она может работать в криостате рядом с кубитами и заменять значительную часть проводки, идущей от комнатной температуры
- Вентиль Мёльмера–Соренсена
- Вентиль Мёльмера–Соренсена: стандартный запутывающий вентиль ионов в ловушках — двухчастотное лазерное (или СВЧ-) поле связывает спины ионов через их общее движение и оставляет движение таким, каким его застало, поэтому вентиль допускает «тёплый» ионный кристалл
- Все со всеми
- Любой кубит можно запутать с любым напрямую, без цепочки обменов, — это укорачивает схемы в разы
- Двухрельсовый
- Кубит, закодированный одним возбуждением в одной из двух мод — двух резонаторов, двух трансмонов или двух оптических путей; если возбуждение теряется, обе моды оказываются пустыми, и проверка помечает это как стирание — ошибку в известном месте, которую исправить гораздо проще
- Декодер
- Классический алгоритм — программный или аппаратный, на ПЛИС либо на заказной микросхеме (ASIC), — который читает результаты проверок и выводит, какую поправку применить; он обязан успевать за машиной
- Декодирование в реальном времени
- Вычисление поправки, пока схема ещё идёт, достаточно быстро, чтобы её не тормозить, а не потом при разборе
- Донор
- Одиночный атом примеси (обычно фосфора) в кремнии, электронный или ядерный спин которого служит кубитом, — один из самых когерентных твердотельных кубитов, но размещать такие атомы поштучно трудно
- Зонная
- Машина, разделённая на области хранения, вентилей и измерения, между которыми перемещают кубиты: каждая область настроена под своё дело
- Квазичастица
- Квазичастицы — разорванные куперовские пары, возбуждения сверхпроводника, отбирающие энергию у кубитов; одно попадание излучения (космической частицы или фоновой радиоактивности) может выбросить их всплеск, поражающий сразу много кубитов
- Квантовый отжиг
- Специализированная квантовая машина: задача оседает в низкоэнергетический ответ по мере медленного выключения квантовых флуктуаций — без схемы вентилей и без отказоустойчивой коррекции, лишь смягчение ошибок
- Клиффорды
- Клиффордовы операции — построенные из вентилей Адамара, фазового (S) и CNOT — дёшевы на машинах с коррекцией ошибок и эффективно моделируются классически; для универсальных вычислений нужен неклиффордов вентиль (T, Тоффоли), за который платят магическими состояниями
- КМОП
- КМОП (комплементарная структура металл–оксид–полупроводник): транзисторная технология обычных микросхем; её фабрики на пластинах 300 mm заимствуют спиновые кубиты, криогенные контроллеры и фотонные чипы
- Когерентность
- Способность кубита оставаться в суперпозиции с определённой фазой; время когерентности (T1, T2) — сколько это длится, прежде чем шум её разрушит, — временной бюджет, в который должна уложиться схема
- Код с повторением
- Простейший код — один бит, скопированный на несколько кубитов, — ловит лишь один тип ошибок (перевороты бита или фазы): на обычных кубитах это проверка механики, а на кошачьих кубитах — настоящий внешний код, поскольку другой тип ошибок у них уже подавлен
- Кошачий кубит
- Кубит, хранимый в СВЧ-резонаторе как два когерентных состояния с противоположными фазами, которые удерживает двухфотонная накачка или диссипация; с ростом числа фотонов перевороты бита становятся экспоненциально реже, а перевороты фазы учащаются лишь линейно
- Крио-КМОП
- Крио-КМОП (криогенная КМОП-электроника; КМОП — комплементарная структура металл–оксид–полупроводник): обычная микросхемная электроника, рассчитанная на работу внутри криостата, как правило на ступени 4 K рядом с кубитами, — выход из схемы «один кабель на кубит до комнатной температуры»
- Культивация
- Выращивание одного хорошего магического состояния на месте с проверками по ходу вместо дистилляции многих плохих — заметно дешевле, когда получается
- Линейно-оптическая
- Вычисления на фотонах, в которых используются только пассивная оптика (светоделители, фазовращатели), однофотонные источники, детекторы и прямая связь: фотоны не взаимодействуют, поэтому запутывающие вентили вероятностны и работают с оповещением
- Логическая телепортация
- Телепортация закодированного кубита: его состояние переносится в другой кодовый блок с помощью общей запутанности, совместного измерения и классической прямой связи — передаются только результаты измерения, а не сам кубит
- Магическое состояние
- Специально приготовленное состояние, которое расходуется на выполнение неклиффордова вентиля (например, T или Тоффоли), недоступного дешёвым собственным операциям кода; производство таких состояний определяет основную стоимость реальных алгоритмов
- Майорановские
- Майорановская нулевая мода: квазичастичное состояние, связанное на каждом конце нанопроволоки в топологической сверхпроводящей фазе; четыре такие моды хранят один кубит нелокально, в своей общей чётности, которую локальный шум не может ни прочитать, ни перевернуть, — есть ли они в реальных приборах, всё ещё оспаривается
- Масштабирование ниже порога
- Логическая ошибка падает при каждом увеличении кода — наблюдаемый признак того, что коррекция на этом оборудовании выигрывает; множитель, в который она уменьшается при каждом росте кодового расстояния на два, — это Λ
- МЛЭ
- МЛЭ (молекулярно-лучевая эпитаксия): выращивание кристаллов по одному атомному слою из атомных пучков в сверхвысоком вакууме — так получают гетероструктуры A3B5 майорановских нанопроволок и источников фотонов на квантовых точках
- Модальность управления
- Модальность управления: вид сигнала, которым управляют кубитом, — СВЧ-импульсы, лазерный свет или напряжение на затворе
- МЭМС
- МЭМС (микроэлектромеханические системы): крошечные механические или электродные структуры, изготовленные процессами микроэлектроники, — здесь микроизготовленные чипы ионных ловушек и оптические переключатели на подвижных зеркалах
- Непрерывные переменные
- Кодирование в квадратурах оптических мод — непрерывных амплитудной и фазовой компонентах, — а не в отдельных фотонах: большие запутанные (кластерные) состояния детерминированно получаются из сжатого света, но для коррекции ошибок нужны негауссовы состояния (GKP)
- Отказоустойчивость
- Отказоустойчивость: выполнение всего вычисления — приготовления, вентилей, измерения и цикла коррекции — на несовершенных элементах так, чтобы сбои не могли разрастись в неисправимые ошибки; ниже порогового уровня ошибок увеличение кода снижает логическую ошибку
- Пара Белла
- Базовая единица запутанности: два кубита в максимально запутанном (белловском) состоянии, исходы измерений которых идеально коррелированы, — топливо, которое расходуется на связь модулей
- Перемещение
- Физическое перемещение кубитов — ионов в ловушке, спинов по каналу — чтобы свести партнёров, а не соединять их проводами
- Пинцеты
- Туго сфокусированный лазерный луч, удерживающий один атом и способный его перенести: так атомные машины строят и перестраивают массивы
- ПЛИС
- ПЛИС (программируемая логическая интегральная схема; FPGA): перепрограммируемая логическая микросхема — обычная платформа управляющей электроники кубитов и декодеров реального времени, медленнее и энергоёмче заказной микросхемы (ASIC)
- Поверхностный код
- Стандартный код коррекции ошибок: кубиты на квадратной решётке, каждая проверка измеряет четырёх соседей; код выдерживает около 1% ошибки на операцию — один из самых высоких порогов, — но требует около 2d² физических кубитов на логический при кодовом расстоянии d
- Постселекция
- Сохранение только тех прогонов, в которых не обнаружено ошибок, и отбрасывание остальных: числа от этого выглядят лучше, поэтому важна доля сохранённых прогонов
- Расстояния кода
- Сколько одиночных ошибок нужно, чтобы незаметно испортить защищённые данные: больше расстояние — сильнее защита и больше кубитов
- Рефрижератор растворения
- Криостат, охлаждающий растворением гелия-3 в гелии-4 примерно до 10 mK (сотой доли градуса выше абсолютного нуля): громоздкий и энергоёмкий, он нужен каждой машине на сверхпроводниковых кубитах и большинству машин на спиновых кубитах
- Ридберговские
- Атом, у которого один электрон ненадолго возбуждён на очень высокую орбиту (большое главное квантовое число n), из-за чего он сильно взаимодействует с соседями на расстоянии в микрометры, — стандартный способ, которым машины на нейтральных атомах запутывают кубиты
- РЧ
- Радиочастотный (РЧ; в составных терминах также ВЧ): колебательные сигналы примерно от килогерца до гигагерц — здесь поле, удерживающее ионы в ловушке Пауля, зондирующий сигнал радиочастотной рефлектометрии и линии возбуждения кубитов
- С оповещением
- С оповещением: процесс вероятностный, но каждый успех или неудачу объявляет сигнал детектора — оповещение, — так что успехи сохраняются, а неудачи отбрасываются или исправляются; основа источников фотонов, слияния и линий удалённого запутывания
- Сертифицированная случайность
- Случайные числа с доказательством, что они новые и получены именно квантовой машиной, а не классической подделкой
- Синдром
- Картина результатов проверок, которая показывает, что произошла ошибка, и сужает круг мест, где она могла быть (наиболее вероятную ошибку по ней выводит декодер), не раскрывая самих защищённых данных
- СКВИД
- Сверхпроводящий квантовый интерферометр (СКВИД): сверхпроводящая петля с одним (ВЧ-СКВИД) или двумя (ПТ-СКВИД) джозефсоновскими переходами, поведение которой настраивает магнитный поток, — перестраиваемый элемент связи, потоковый кубит и чувствительный детектор
- Слияние
- Квантовые вычисления на основе слияний: множество небольших одинаковых запутанных ресурсных состояний из нескольких фотонов, соединяемых запутывающими измерениями (слияниями); слияние иногда не удаётся, но неудача сопровождается оповещением и поглощается кодом коррекции ошибок
- Смещение шума
- Когда один тип ошибок много реже другого; код может использовать этот перекос, но лишь если вентили его не разрушают
- Спин-фотонный интерфейс
- Интерфейс, запутывающий неподвижный спиновый кубит с испущенным фотоном (или переносящий на фотон его состояние), — так отдельные модули связывают по волокну
- Стирание
- Ошибка с известным местом, потому что о ней есть оповещение: обнаруживается, что кубит потерян или покинул рабочие уровни, — исправить такую ошибку гораздо дешевле, чем незаметный переворот
- СТМ
- СТМ (сканирующий туннельный микроскоп): острая игла, которая получает изображение одиночных атомов на поверхности и перемещает их; литография по водородному резисту с его помощью размещает доноры фосфора в кремнии с атомной точностью
- Схемная КЭД
- Квантовая электродинамика цепей / резонаторов (circuit / cavity QED): кубит или атом, связанный с полем резонатора, — резонаторная КЭД с атомами в оптических резонаторах, схемная КЭД со сверхпроводниковыми кубитами и СВЧ-резонаторами; основа их считывания
- Считывание
- Измерение кубита с получением 0 или 1; внутрисхемное считывание — сделать это посреди схемы и продолжить счёт, что и нужно коррекции ошибок
- Тетрон
- Устройство из четырёх майорановских мод, из которого Microsoft делает кубит, — наименьшая единица, способная его хранить
- Тоффоли
- Трёхкубитная логическая операция: последний кубит переворачивается, только если первые два установлены, — кирпич квантовой арифметики
- Точность
- Насколько приготовленное состояние или выполненная операция близки к идеалу, от 0 до 1 (1 — идеально); единица минус точность — это ошибка. Для вентилей это среднее по прогонам бенчмаркинга, скрывающее, какие ошибки происходят и при какой нагрузке
- Трансверсальные
- Операция, применяемая покубитно ко всему кодовому блоку — или попарно к соответствующим кубитам двух блоков, как в трансверсальном CNOT, — так что одиночный сбой не расползается внутри блока; быстро и дёшево, когда код это допускает
- Трансмон
- Основной рабочий сверхпроводниковый кубит: джозефсоновский переход, шунтированный большой ёмкостью, которая делает его нечувствительным к зарядовому шуму; управляется СВЧ-импульсами, изготавливается литографией, как чип
- Утечка
- Кубит уходит из двух рабочих уровней в третье состояние, где никакая коррекция не действует, пока его не сбросят
- ФИС
- Фотонная интегральная схема (ФИС): чип, в котором свет ведут по волноводам вместо тока по проводам
- ФЭУ
- ФЭУ (фотоэлектронный умножитель): вакуумный детектор, превращающий один фотон в измеримый импульс; он регистрирует флуоресценцию иона в ловушке и тем самым считывает его состояние
- Хаббарда
- Минимальная модель электронов, перескакивающих между узлами решётки и отталкивающихся, когда двое оказываются в одном узле, — стандартная трудная проверка для моделирования материалов
- Хранимого кубита
- Закодированный кубит лишь хранят — исправляют раунд за раундом, не выполняя над ним операций; первый и самый лёгкий тест кода, и именно его пока покрывает результат по масштабированию
- ЦАП
- Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП): схема, превращающая числа в формы напряжения, которыми управляют кубитами; считаемые на кубит, ЦАП — одна из главных статей стоимости управляющей электроники и проводки
- Цветовой код
- Решёточный код, подобный поверхностному, но с кубитами в вершинах плиток, раскрашиваемых в три цвета, и каждая плитка — проверка: все клиффордовы вентили трансверсальны (дешёвые логические операции) ценой более тяжёлых проверок и более трудного декодирования
- Цикл QEC
- Один раунд извлечения синдрома, в котором каждая проверка измеряется один раз, — такт защищённого вычисления, а декодирование идёт параллельно: около 1 µs у сверхпроводниковых схем, от миллисекунд до десятой доли секунды у ионов и атомов
0Выводы
- Три платформы лидируют, каждая по своему показателю, поэтому сегодня они больше дополняют друг друга, чем соперничают. Сверхпроводниковые схемы: самый быстрый такт коррекции ошибок (около 1 µs), но самые высокие ошибки в масштабе (двухкубитная ∼10-3, считывание 5×10-3–10-2); ионы в ловушках: самые низкие ошибки в масштабе (двухкубитная 7,9×10-4, подготовка и измерение состояния 3,3×10-4 на 98 кубитах) при такте миллисекундного класса; нейтральные атомы: больше всего кубитов под полным логическим управлением (448) и перестраиваемая связность, тоже при миллисекундном такте. Ни одна платформа не лидирует сразу по двум из трёх показателей, и реестр 184 машин (§8) показывает то же разделение: крупнейшее устройство с запутывающим вентилем — массив пинцетов, наименьшая двухкубитная ошибка — ионная ловушка, самый быстрый такт — решётка трансмонов (§8.3). Гибриды уже существуют в железе: фотонные связи между ионными и атомными модулями, крио-КМОП-управление и управление на быстрой одноквантовой логике (БОК) рядом со сверхпроводниковыми и спиновыми кубитами, бозонные резонаторы, считываемые трансмонами. Для принимающего решения: выбирать по главному ограничению задачи — времени работы, бюджету ошибок или числу кубитов, — а не по платформе. Утверждение опровергнется в день, когда одна платформа возглавит сразу два показателя.
- Логическая ошибка, падающая с ростом кода, — условие, на котором держится отказоустойчивость, — показана для хранимого кубита на одной платформе, а для полного набора логических операций — ни на одной. Отказоустойчивость — свойство вычисления в целом: подготовка состояний, вентили, измерение и сам цикл коррекции устроены так, что ошибки, включая ошибки самой коррекции, обнаруживаются быстрее, чем возникают, и увеличение кода снижает логическую ошибку — при условии, что физические ошибки остаются ниже порога кода. На Willow (Google) ошибка хранимого кубита падала в Λ=2,14 раза на каждый шаг кодового расстояния от 3 до 7, а память расстояния 5 проработала 106 тактов с декодированием в реальном времени (декабрь 2024) [1]; в июле 2026 та же группа довела ошибку расстояния 7 до 7,7×10-4 за такт [2]; вторая сверхпроводниковая группа достигла Λ=1,40 при расстоянии 7, как только убрала утечку — рычаг утверждения 4 [3]. Атомные 2,14× — четырёхраундовая логическая схема с детекцией потерь, а не память [4]. Ионы и атомы лидируют по числу логических кубитов и по показанным логическим операциям (трансверсальные вентили, телепортация, дистилляция магических состояний), а ионы с сентября 2026 — и по ошибке памяти на логический кубит и такт: 4,6×10-5 с кодом [[20,2,6]] на Helios без постселекции, при такте примерно в тысячу раз длиннее сверхпроводникового (препринт, широкие доверительные интервалы) [5]. Первая платформа, которая покажет масштабируемую память и универсальный набор логических вентилей с низкой ошибкой, задаст эталон десятилетия.
- Для алгоритмов практического размера время работы задаёт такт вентилей; ниже этого размера скорость можно обменять на другие достоинства. Оценки ресурсов для химии и взлома шифров дают примерно в 103 раз большее время при тактах коррекции миллисекундного класса (ионы ограничены транспортом и охлаждением, атомы — регистрацией флуоресценции и транспортом), чем при микросекундных тактах (сверхпроводниковые схемы) [6]; отношение следует за тактом — такт 100 µs обходится в 102, а миллисекундный в 103 — для алгоритмов на 109–1010 вентилей Тоффоли — RSA-2048 меньше чем за неделю при такте 1 µs [7] — это разрыв между днями и десятилетиями. Ионы и атомы отыгрывают часть его более плотными кодами (больше логических кубитов на физический), трансверсальной логикой и параллельной работой: этого хватает на 102–103 логических кубитов и на задачи, ограниченные числом повторений схемы, но не доказано на 109 вентилей. Ниже этого масштаба скорость важна ещё дважды: в числе повторений, нужных методам с подавлением ошибок и вариационным методам, и в задержке декодера внутри петли коррекции.
- Самый быстрый рычаг — структура ошибок, а не их частота: структура поднимает порог одним шагом, частота улучшается на треть-половину в год. Превращение ошибок в помеченные стирания (erasure; двухрельсовые схемы, метастабильные атомы Yb/Sr, потеря фотона), их смещение (кошачьи кубиты), удаление утечки и декодирование в реальном времени: когда почти все ошибки (98%) приходят как стирания, порог поверхностного кода растёт с 0.94% до 4.15% в модели Wu et al. с шумом на уровне схемы [8] — в 4.4 раза, выигрыш двух-четырёх лет снижения частоты ошибок нынешним темпом, взятый одним шагом. Здесь же наборы инструментов платформ различаются сильнее всего: из 98 технологий, которые зарегистрированные машины используют как основной выбор в слое (105 вместе с альтернативами), лишь 22 общие для двух и более семейств кубитов, и 5 из них — для трёх и более (§8.1).
-
Шесть выводов из 184 зарегистрированных машин (§8).
- (i) Гонка за числом кубитов встала там, где число что-то значит: крупнейшие устройства с бенчмарком запутывающего вентиля стоят на 413 используемых кубитах (сверхпроводники — Osprey, с 2022; Condor, крупнейший чип, — демонстратор масштаба без опубликованной цифры вентиля) и 1,180 (массивы пинцетов, с 2023); анонсы убежали на десятилетие вперёд (10 000–22 000 кубитов на 2028–2029), а массивы из тысяч атомов удерживают атомы без вентилей. Причин четыре, а не одна: качество на полной ширине падает с размером; стена проводки около 104 линий на криостат; поворот отрасли от числа к качеству после 2023 года; решение масштабироваться соединением модулей, а не ростом одного чипа (§8.4–8.6).
- (ii) Двухкубитная ошибка перестаёт сходиться по медиане, когда каждая цифра читается в своём классе сравнимости — протокол, охват, статистика, обусловленность, — и только у сверхпроводниковых схем есть пять и более устройств с цифрой одного класса (§8.4 H2); фронтир улучшается на треть-половину в год, а медиана отстаёт от него примерно на три года.
- (iii) Запуск кода на железе уже не редкость — 53 машин его запускали, ещё 11 называют его в дорожной карте, — но доля по когортам пока не растёт, а декодер в петле — редкость (4).
- (iv) Слой межсоединений не раскрыт или отсутствует у 149 машин.
- (v) Управление остаётся вне криостата у 82 из 110 машин криогенных семейств (сверхпроводники, спины, топологические, отжиг).
- (vi) Из 65 проверок дорожных карт, которые не дотягивают, 49 количественно дают и дефицит по кубитам, и дефицит по ошибке, и в 48 из них дефицит по ошибке больше — медиана ×7 по кубитам против ×1000 по ошибке (ещё 40 проверок не называют цели, которую проверка может использовать) — поэтому дальше важны машины, снижающие логическую ошибку на операцию, каким бы ни был их размер.
-
Где крупные игроки делают вторую ставку, говорит о дорожной карте больше, чем их пресс-релизы.
- Google добавил трек нейтральных атомов рядом со сверхпроводниковым [2], [9];
- IBM купила HRL — кремниевые спины и крио-КМОП-управление — рядом со своей трансмонной программой [10];
- Microsoft продаёт машины на нейтральных атомах вместе с Atom Computing, пока её собственная топологическая программа не имеет продемонстрированного кубита [11]–[13];
- D-Wave купила Quantum Circuits (двухрельсовые кубиты со стираниями), пока выручка от отжига снижалась [14]–[17];
- IonQ купила Oxford Ionics (электронные вентили) и фабрику [18], [19].
Google, IBM и Microsoft теперь держат по два семейства кубитов — одно быстрое, одно плотное; IonQ и D-Wave удвоили ставку внутри своего.
-
Платформы, ранжированные по ожидаемому вкладу в отказоустойчивую машину полезного масштаба к ~2033, — с событием, которое сдвинет каждую (§5.2):
- (i) сверхпроводниковые трансмоны с инженерной структурой ошибок, кодами qLDPC и криоинтегрированным управлением — единственная платформа с масштабируемой памятью, самым быстрым тактом и цепочкой поставок на 300 mm; понижается, если к 2027 не появится логический двухкубитный вентиль за пределами расстояния 3;
- (ii) нейтральные атомы с зонной архитектурой, трансверсальной или алгоритмической отказоустойчивостью и преобразованием в стирания — больше всего кубитов под полным логическим управлением и самый богатый набор логических операций; понижаются, если не будет показана память ниже порога с дозагрузкой;
- (iii) ионы в ловушках с безлазерными электронными вентилями на двумерных чип-ловушках — самые низкие ошибки вентилей и считывания в масштабе и лучшая из заявленных логических памятей (препринт сентября 2026); понижаются, если миллисекундный такт не будет выкуплен скоростью кода при 10³ логических кубитах;
- (iv) кремниевые спиновые кубиты как долгосрочная ставка на технологичность — 300-mm пластины и управление при 4 K; повышаются, как только устройство более чем на 12 кубитов опубликует двухкубитные данные по всем парам;
- (v) фотоника как слой межсоединений любой модульной архитектуры и вычислительная ставка, пониженная в этой редакции (октябрь 2026): PsiQuantum больше не датирует первую систему — её релиз июня 2026 назначает поставку криоустановки на второе полугодие 2027 и не называет даты запуска, так что условие понижения «сорванный срок системы» сработало; повышается обратно датированной системой или логическим кубитом на слияниях (fusion);
- (vi) топологические кубиты — ещё не продемонстрированный кубит: на одном тетроне показаны два измерения чётности, но проверка того, что они действуют как некоммутирующие X и Z кубита (быстрая последовательность X–Z), отложена самими авторами; ни двухкубитной операции, ни запутывания не сообщалось; топологическая интерпретация оспаривается [20]–[23];
- (vii) отжиг — коммерчески размывается, без пути к задачам §4 за пределами оптимизации (G5) и динамики спиновых стёкол, которую он симулирует нативно (G1).
Бозонные коды (кошачьи, коды Готтесмана–Китаева–Прескилла — GKP, двухрельсовые) — направление, которое поглотит сверхпроводниковый мейнстрим, а не отдельный победитель; а машина, которая достигнет задач §4, скорее будет композицией архитектур, соединённых связями, чем одной разросшейся архитектурой (§8.6).
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
1Как сравниваются платформы — критерии, выбранные под цели, а не по популярности
1.1 Почему не точность (fidelity)
Точность двухкубитного вентиля — усреднённое, контекстно-зависимое, зависящее от набора вентилей число. Она скрывает структуру ошибки (когерентная / стохастическая / утечка / стирание), измеряется в изоляции, а не при полной параллельной нагрузке, и ничего не говорит о времени. Межтехнологическое сравнение в пространстве точностей бессмысленно: ионные «99.99%» и трансмонные «99.9%» отличаются на 103 по длительности вентиля и на 103–105 по времени цикла QEC. Инвариантный объект — канал ошибок на операцию плюс её длительность, разложенный по классам, которые код лечит с разной ценой:
таблица
| Класс ошибки | Цена для отказоустойчивости | Где доминирует |
|---|---|---|
| Стохастическая (Pauli) | линейная, порог ∼1% | все платформы после twirling |
| Когерентная | накопление ∼ n2; worst-case ∼√r | ионы (фаза лазера), спины (калибровка), трансмоны (ZZ) |
| Недетектируемая утечка | не-Pauli, распространяется; нужны LRU | трансмоны |2⟩, распад ридберговских состояний, valley-состояния |
| Стирание (детектируемая потеря/утечка) | дёшево: порог ∼4% против ∼1% | фотоны (потеря), атомы Yb/Sr, двухрельсовые сверхпроводниковые кубиты, метастабильные ионы |
| Коррелированные всплески | катастрофа за пределами расстояния кода | квазичастичные всплески в трансмонах (~раз в час на Willow), глобальный лазерный/полевой шум у ионов/атомов |
1.2 Шесть осей (каждая оценивается 1–5 по фиксированным якорям)
таблица
| Ось | Что измеряет | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| A. Качество канала в масштабе | ошибка двухкубитного вентиля и ошибка приготовления и измерения (SPAM) при параллельной работе всей ширины, плюс структура классов ошибок | ≤10-4 на ≥50 кубитах | 10-4–10-3 на ≥50 кубитах или ≤5×10-3 с продемонстрированной структурой стираний или смещения шума | 10-3–5×10-3 | 5×10-3–10-2 на ≥10 кубитах или лучше только в регистрах из ≤10 кубитов | не показано дальше нескольких кубитов |
| B. Логический такт | время цикла QEC, включая измерение, сброс, транспорт | ≤1 µs | 1–10 µs | ∼100 µs | 1–10 ms | ≥10 ms или не определено |
| C. Масштаб с качеством | число кубитов, одновременно удовлетворяющих оси A; связность | ≥1 000 | 100–1 000 | 50–100 | 10–50 | <10 |
| D. Прогресс отказоустойчивости | что продемонстрировано: безубыточность (break-even), Λ, логические вентили, магические состояния, декодирование | устойчивое Λ>2 + логические вентили + магические состояния | память с Λ>1 ниже безубыточность плюс логические вентили или память с Λ>2 без вентилей | много логических кубитов за безубыточность (короткие схемы / коды с детекцией) | код запущен один раз, ни по одной метрике не выше безубыточность | ничего |
| E. Путь масштабирования | фабрика, ввод-вывод, криогеника, модульность — правдоподобие пути к 105–106 физических кубитов | доказано на фабрике + продемонстрирована модульность | доказано на фабрике, модульность продемонстрирована на двух модулях | совместимо с фабрикой, модульность на бумаге | уникальный процесс с одной репликацией | уникальные материалы, нет репликации |
| F. Правдоподобие дорожной карты | послужной список (попадания vs срывы), внешняя валидация (стадия DARPA QBI), финансовый запас | стабильные поставки, Stage B/C, многолетний запас | поставки в основном в срок, Stage B | смешанный послужной список | один крупный срыв, нет внешней стадии | повторные срывы / нет валидации |
Где оценки различаются, даны две: [D] = продемонстрировано на сентябрь 2026, [R] = что дорожная карта дала бы к ~2029, если будет выдержана. Индекс зрелости — две суммы: A–D, четыре оценки, которые якоря задают по измеренным цифрам и демонстрациям, и E–F, две оценки-суждения; ни одна из них не рейтинг полезности; полезность решается в §4 по целям.
1.3 Цели
таблица
| Цель | Что нужно (доминирующее → вторичное) | Масштаб/сроки |
|---|---|---|
| G1 Аналоговая и NISQ-симуляция многочастичной физики (калибровочные теории, спиновые стёкла, термализация) | число × нативная связность × когерентность; без QEC | 102–104 физических, сейчас |
| G2 Схемы со смягчением ошибок, «полезность» (100–150 кубитов, 103–104 двухкубитных вентилей; «кандидаты на преимущество», сертифицированная случайность) | качество канала в масштабе, пропускная способность по шотам | 100–150 физических, сейчас–2027 |
| G3 Ранняя отказоустойчивость (102–103 логических кубитов, 105–106 Тоффоли: модели Хаббарда, малые катализаторы) | число логических кубитов × точность; такт вторичен | 104–105 физических, 2027–2031 |
| G4 Крупномасштабная отказоустойчивость (≥103 логических, 109–1010 Тоффоли: RSA-2048, FeMoco, P450) | такт × точность × число × связность | 105–107 физических, 2030-е |
| G5 Эвристическая оптимизация / отжиг | — (доказанного преимущества нет) | сейчас, спорно |
| G6 Сети / распределённые QC (узлы квантового интернета, межмодульные каналы связи) | скорость × точность фотонного интерфейса × память | сейчас–2030 |
| G7 Развёртываемые / суверенные / встраиваемые в HPC системы (стойки, без dilution-рефрижератора, на площадке заказчика) | габариты, мощность, интеграция | сейчас |
Якоря по ресурсам для G3/G4 (последние заслуживающие доверия оценки): RSA-2048 на <106 шумных кубитах за <1 недели при ошибке 10-3 и циклах в 1 µs (Gidney, май 2025) [7]; FeMoco/P450 — ∼0.5–7×106 физических кубитов и дни-месяцы при µs-циклах [24], [25] — превращающиеся в годы и столетия при миллисекундных циклах, если не компенсировать параллелизмом; 8×8 Хаббард — ∼1.3×102 логических и ∼3×105 физических кубитов, часы (Kivlichan 2020) [26]. Обновления 2026: ECDLP-256 за минуты на менее чем 0.5 млн физических кубитов в планарной решётке при 10-3 (Google, март 2026 — в ~20 раз ниже Litinski 2023 [27]) [28]; RSA-2048 на менее чем 100 000 физических кубитов с qLDPC-кодами при 10-3 и циклах 1 µs (Iceberg Quantum «Pinnacle», февраль 2026) [29]; на перестраиваемых нейтральных атомах — алгоритм Шора для P-256 за дни минимум на 10 000 атомов (26 000 в варианте, оптимизированном по времени), при этом RSA-2048 на той же архитектуре — на один-два порядка дольше (Cain et al., март 2026); точка RSA-2048 на той же кривой компромисса — 5.6 суток на 19 млн кубитов при цикле 1 ms (ISCA 2025) [30], [31] — барьером больше не является счёт; барьер — такт. См. источники [6], [7], [24]–[26].
Стоимость и энергия здесь не выделены в отдельную ось (мощность систем — от 3 кВт для атомной машины при комнатной температуре до 12.5 кВт для отжигателя и десятков кВт для большой установки с dilution-рефрижераторами; $/кубит приводится только как целевой показатель дорожной карты Diraq < $1); они входят через G7 и ось E. Читателю, оценивающему стоимость развёртывания, следует добавить их явно.
2Профили платформ — продемонстрировано vs намерения
Обозначения: [D] продемонстрировано/опубликовано · [C] заявление компании без рецензируемых данных · [R] дорожная карта · [S] симуляция или оценка · [G] установленный факт · [P] препринт, отраслевая пресса или собственная публикация автора. Оценки — по якорям §1.2; «[D]/[R]» = продемонстрировано / если дорожная карта выдержана.
2.1 Сверхпроводниковые схемы (трансмоны, флаксониум)
Продемонстрировано [D]. - Канал в масштабе: Google Willow (105 q, декабрь 2024): средние по устройству 1Q 99.97%, 2Q 99.88%, считывание 99.5%, T1 68 µs; эксперимент с памятью расстояния 7 на 101-кубитном патче того же чипа работал с циклом QEC 1.1 µs [1], [32]. IBM: EPLG (ошибка на слой вентилей по всей ширине) типично 3.7×10-3, лучший результат 1.9×10-3 на ibm_boston (июль 2026) [33], [34]. Zuchongzhi 3.0 (105 q): 2Q 99.62%, считывание 99.18% [35]. Rigetti Cepheus-1-108Q (12 чиплетов): медиана 2Q 99.1% [C] [36]. Рекорды: IQM — CZ 99.93% на перестраиваемом элементе связи за 40 ч и двухтрансмонный элемент связи Toshiba — CZ 99.90% за 48 ns [37], [38]; рекорд двухкубитного вентиля для флаксониума — CNOT 99.94% за 60 ns (группа Manucharyan, PRX Quantum 6, 010349), выше 99.922% у MIT, которое является средним после RL-оптимизации [39], [40]. Доминирующие ошибки: двухкубитные вентили (~40% бюджета цветового кода), утечка, дрейф двухуровневых систем (TLS), квазичастичные всплески примерно раз в час на Willow [41]. - Отказоустойчивость: поверхностный код d=7, Λ=2.14, память в 2.4× лучше лучшего физического кубита, декодирование в реальном времени с задержкой 63 µs при d=5 [1]; цветовой код Λ3/5=1.56, телепортация через lattice surgery, инъекция магических состояний >99% [41]; «культивация» магических состояний с точностью 0.9999(1) при 8% принятых попыток [42]; RL-управляемая калибровка во время QEC, рекордная логическая ошибка при d=7 — 7.72×10-4/цикл (июль 2026) [2]. Китай: 107-кубитный процессор USTC (в прессе — Zuchongzhi 3.2; в PRL имя не названо) — d=7 ниже порога, Λ=1.40 [3]; логический CNOT USTC между патчами d=3 (точность 0.643, без постселекции) [43]; lattice surgery на 125-кубитном чипе Zhejiang [44]. IBM: 70 «логических» кубитов в spacetime-коде с детекцией ошибок, 468 T-вентилей (июль 2026) — результат класса смягчения ошибок, не отказоустойчивость [45], [46]; этот экземпляр точно смоделирован свёрткой тензорной сети за 37.3 мин на 32 узлах × 8 GPU H100, а амплитуды собственных битовых строк IBM дают log-XEB 0.350, что согласуется с ≥0.284 у IBM (август 2026) [D] [47]; v3 статьи, теперь в соавторстве с авторами симуляции, заменяет его на 64 логических кубита на 76 физических (ibm_boston), глубина 73, 314 T-вентилей, точность ≥0.349 с доверительной вероятностью 95% (сентябрь 2026) [D] [45], [46]; декодер Relay-BP для gross-кода [[144,12,12]] на ПЛИС (FPGA) <1 µs/цикл (симуляция) [48]. - Масштаб/модульность: Nighthawk 120 q, квадратная решётка, 5 000 двухкубитных вентилей на схему [49]; IBM Loon (c-couplers, многослойная разводка) изготовлен, две связанные криогенные ячейки (август 2026) [C] [50]; чиплетная сборка Rigetti — единственная поставленная многочиповая система, и она показывает цену масштабирования (99.6%→99.1%) [36]; Fujitsu/RIKEN 256 q с 3D-стеком ячеек [51], [52]. Криоинтегрированное управление: SEEQC — цифровое БОК-управление кубитами при милликельвиновой температуре, точность однокубитных вентилей >99% и до 99.9% (Nature Electronics, март 2026); детали «5 кубитов / нВт на кубит / без quasiparticle poisoning» — из пресс-освещения SEEQC [C] [53]; интеграция БОК SEEQC–IBM в рамках QBI (объявлена в июне 2025) [54]; Google поглотил Atlantic Quantum ради стека управления в холодной зоне [55]; более широкая область сверхпроводниковой электроники, стоящая за БОК-управлением — RSFQ, ERSFQ/eSFQ, RQL, AQFP, их фабрики и маршруты проектирования — отслеживается в Superconductor Electronics Monitor [P] [56]. - Коммерция: IBM — обязательство $10 млрд (июнь 2026) [57]; IQM — листинг на Nasdaq [58]; продано 26 систем полного стека, поставлено 17, портфель заказов EUR 102 млн (сентябрь 2026) [D] [59]; OQC — раунд серии C £260 млн [60]; Rigetti — $541 млн денежных средств и инвестиций (на 30 июня 2026) [D] [61] плюс американское финансирование CHIPS R&D до $100 млн в обмен на миноритарную долю в капитале — электроника считывания, архитектура криостата, изготовление чипов с высокой связностью (сентябрь 2026) [D] [62], [63]; Google Willow — только по заявкам [64]. DARPA QBI Stage B: IBM — единственный трансмонный вендор; Google (вошёл в Stage A только в сентябре 2025), Rigetti и Atlantic Quantum отсутствуют в списке Stage B ноября 2025 — DARPA указывает, что новые команды ещё могут войти [65], [66].
Обоснованные намерения [R]. IBM: Kookaburra (первый модуль qLDPC-памяти + логики) — 2026, сдвиг на год относительно карты 2023; Cockatoo (L-couplers между модулями) — 2027; Starling 2029: 200 логических кубитов, 108 вентилей; Blue Jay 2033: 2 000 логических, 109 вентилей [67], [68]. Послужной список: Heron r3, Nighthawk r1 и декодер — вовремя или раньше; заявление о «квантовом преимуществе к концу 2026» опирается на собственное определение IBM. Google: карта из шести вех, следующая — «долгоживущий логический кубит» (10-6); «коммерчески значимый» к концу десятилетия [32]. Rigetti: 108 q при 99.5% сдвинуто с конца 2025 на «позже в 2026» [69]. IQM: 150-q Halocene при 99.7% (конец 2026), отказоустойчивость — 2030 [70], [71]. Fujitsu: 1 000 q в 2026 (не подтверждено), 250 логических — FY2030 [51], [52].
Узкие места. Λ≈1.4–2.1 слишком мало: от 7.7×10-4 при d=7 с Λ≈2 до 10-6 нужно d≈25 и >103 физических кубитов на логический, если физические ошибки не упадут заметно ниже 10-3. Считывание (∼10-2 в масштабе) — слабейшее звено. Логические двухкубитные вентили есть только при d=3. Ни одна память на gross-коде не запущена на железе — на дату среза Kookaburra не поставлен, и на железе IBM нет ни одного результата по gross/bivariate-bicycle кодам (единственные аппаратные прогоны BB-кодов — памяти IonQ на одной цепочке из 40 ионов в ловушках, от [[18,4,3]] до [[30,4,5]], и 32-кубитный [[18,4,4]] Zhejiang при 8.9%/цикл) [72]–[74]. Google не опубликовал преемника Willow и многочипового результата; рекордная статья июля 2026 не сообщает Λ для прогона d=7 [2], [9]. 1 000-кубитная машина Fujitsu запланирована на финансовый 2026 год (апр. 2026 – март 2027) и ещё не запущена [75], [76]. Коаксиал/флекс на каждый кубит сохраняются; демонстрации крио-КМОП/БОК — ≤5 кубитов. Нигде нет межмодульной QEC.
Оценки. A 3 · B 4 · C 4 · D 4 · E 4 · F 4 → A–D 15/20 · E–F 8/10 [D]; [R] добавляет в основном по A (цели 0.1%→0.05%) и C (модули).
2.2 Бозонные сверхпроводниковые коды: кошачьи кубиты, GKP, двухрельсовые кубиты со стираниями
Продемонстрировано [D]. - Кошачьи кубиты: времена переворота бита (bit-flip) 430 с (Alice & Bob Boson 4), в среднем 44 мин на чипе «Helium 2» с 12 кошачьими кубитами (предварительно, сентябрь 2025), 22 с для сжатого кошачьего кубита [77]–[79]; AWS Ocelot: 5 кошачьих кубитов + 4 анциллы + 5 буферов, код с повторением d=3 1.75% при |α|2=1 → d=5 1.65% при |α|2=1.5 за цикл 2.8 µs — две точки при разных средних числах фотонов, а не скан по расстоянию, потому что переворот фазы (phase-flip) составляет 9.6(4)×10-2 на CX при n̄=2 (переворот бита 3.5(4)×10-3), а смещение шума всего >25 под вентилем и >30 в покое [80]. CNOT между кошачьими кубитами не продемонстрирован (CNOT AWS июля 2026 — теория) [81]. - GKP: Nord Quantique, одномодовый GKP: T1=360 µs, логическая ошибка 8.1×10-3/раунд, SPAM <10-3 при выживаемости 0.24×0.39 (тяжёлая постселекция) [82]; GKP-кудиты Yale/Google за безубыточность (gain 1.8–1.9) [83]. Лучший выигрыш бозонной памяти где бы то ни было ≈2.3 — ничего похожего на масштабирование Λ. - Двухрельсовые кубиты со стираниями: Yale/QCI (теперь D-Wave), CZ двухрельсовых кубитов на резонаторах ~500 ns, стирания 0.53%/вентиль, остаточная постселектированная Pauli-ошибка <0.1% (оценка 0.12% на глубине), переворот бита ∼10-6, SPAM ~0.02% (Nature, август 2026) — доля стираний на уровне вентиля ≈80% [84]; трансмонные двухрельсовые кубиты AWS: проверка на стирание за 384 ns, остаток 6×10-4, смещение 42 [85]; 8-кубитный Aqumen Seeker поставлен (2024) [86]. - Коммерция: Alice & Bob — расширение раунд серии B с участием NVentures, французский GENCI купил первый «Helium» (июнь 2026) — для 18-кошачьей системы не опубликовано данных о логических кубитах; не выбраны в QBI Stage B [65], [66], [87], [88]. Nord Quantique: QBI Stage B, оценка $1.4 млрд (май 2026) [89], [90]. D-Wave купила QCI за $550 млн (январь 2026) [14]; финансирование CHIPS R&D до $100 млн окончательно оформлено 8 сентября 2026, Минторг США получает миноритарную неконтролирующую долю в капитале [91].
Обоснованные намерения [R]. Alice & Bob: Graphene 2030 — 2 000 кошачьих кубитов / 100 логических / 10-6, требуется ≥13-минутное время переворота бита во время CNOT [92]. Nord Quantique: 100+ логических к 2029, «1:1 физический:логический» [93]. D-Wave/QCI: 17 кубитов 2026, 181 в 2028, 10 логических 2030, 100 логических 2032, цель Λ=10 [94]; финансирование CHIPS (сентябрь 2026) поддерживает 10 000-кубитную систему вентильной модели, «рассчитанную на 100 логических кубитов», для выполнения более 106 операций — 100 физических на логический, срок не указан [91].
Узкие места — держатся ли заявления «в 100–1000 раз меньше кубитов»? Пока нет. Ключевые оценки (126 133 кошачьих кубита для ECC-256 за 9 ч [95]; 758 кошачьих кубитов для 100 логических кубитов [96]) предполагают 0.1% переворотов фазы за цикл при n̄≈19; измеренная частота переворотов фазы за цикл — ∼10-1, два порядка. Сохраняющие смещение вентили между кошачьими кубитами не продемонстрированы. Кубиты со стираниями — заслуживающая доверия часть семейства: доля стираний 82–90% при 10-3 остаточной Pauli — хороший канал, но частота ложноотрицательных срабатываний (1.5–8%) и анцилла-трансмоны доминируют в бюджете, а маркетинговые «99.9%» — постселектированные.
Оценки. A 2 · B 4 · C 1 · D 2 · E 3 · F 2 → A–D 9/20 · E–F 5/10 [D]; [R] при падении частоты переворотов фазы в 100 раз: A→4, D→4.
2.3 Ионы в ловушках
Продемонстрировано [D]. - Канал в масштабе: Quantinuum Helios (98 Ba⁺): 1Q 2.5×10-5, 2Q 7.9×10-4, SPAM 3.3×10-4 (опубликованное значение; в препринте 4.8×10-4), утечка 1.1×10-5 на клиффордов вентиль, связность «все со всеми» через кольцо + junction, 8 зон [97]. H2 (56 q): QV 225 [98]. IonQ Forte (36 q): 2Q 0.4%, SPAM 0.5% [C] [99]; его лазерные (MS) вентили длятся 550–883 µs (медиана 672 µs) на цепочках 30+ ионов, 1Q — 110 µs [100], [101]; Tempo публикует только «точность 99.9%» и #AQ 64 без времён вентилей [C]. Электронный вентиль Oxford Ionics длится 225.8 µs (2025) / ≈120 µs (2024) [102]. Рекорды: 2Q 8.4×10-5 с электронными (безлазерными) вентилями, без охлаждения до основного состояния (IonQ/Oxford Ionics, октябрь 2025) [102]; 1Q 1.5×10-7 (Oxford) [103]; память часового масштаба [104]. - Отказоустойчивость: Helios: 48 корректируемых логических кубитов ([[80,48,4]]) с ошибкой логического вентиля ∼1×10-4 против 8×10-4 физической, логический SPAM <8×10-6, 94 детектируемых кубита в состоянии GHZ, симуляция XY-модели на 64 логических кубитах (3.2% принятых на глубине) [105]; логическая телепортация 99.82% [106]; магические состояния в [[6,2,2]] с ошибкой 7×10-5 [107]; отказоустойчивые QAOA/HHL с T-вентилем кода Стина при 2.6×10-3 [108]; Helix — код C₄-Helix [[20,2,6]] на Helios (препринт, сентябрь 2026) [P]: память 4.6×10-5 на логический кубит за цикл QEC, логический двухкубитный клиффордов вентиль 2.8×10-4 (в 4.3× ниже некодированной базы) и состояние GHZ из трёх логических кубитов, охватывающее C₄-Helix и поверхностный код расстояния 5, при ≥99.925%, всё без постселекции [5]. IonQ: восемь кодов на 40 ионах (девять в июньской версии), с безубыточность в пределах погрешности в одном коде, который статья не называет (3.95 ± 0.68 с против 3.84 ± 0.48 с у физических кубитов — физическая база пересмотрена с 3.3 ± 0.9 с в версии arXiv от 14 сентября 2026 года), с постселекцией по утечке; её qLDPC-память (bivariate bicycle) [[18,4,3]] на 4 логических кубита в 18 ионах достигает 2.48 ± 0.40 с, ниже времени жизни физических кубитов [109]. Масштабирования типа Λ по расстоянию — ни на одной ионной системе; ближе всего — один шаг каскадирования в Helix: от 2.1×10-4 ([[10,2,3]], d=3) до 4.6×10-5 ([[20,2,6]], d=6) на логический кубит за цикл — две точки, а не серия по расстоянию [5]. - Скорость: двухкубитный вентиль Helios ~70 µs, но ~55 ms на слой полной ширины (сортировка, транспорт, охлаждение доминируют); на H2 транспорт ≈60% времени [97], [110]; IonQ закладывает синдромные циклы 1–5 ms [111]; её оценка для secp256k1 (дискретный логарифм на 256-битной эллиптической кривой) исходит из 6.7 ms на цикл извлечения синдрома и ≈29.5 ms на слой логических измерений: 25.7 дня на попытку на 19 397 ионах (~1 450 логических; при допущении ошибки двухкубитного вентиля 10-4) (сентябрь 2026) [S] [112]. - Масштаб/модульность: решётчатая ловушка Quantinuum с обменом ионов на 2.5 kHz; транспорт через junction на 4 м/с [113], [114]; распределённые вычисления Oxford через 2-метровый фотонный канал связи: удалённые Bell 96.9% при 9.7 с⁻¹, телепортированный CZ 86% [115]; 250 с⁻¹ (Duke/Maryland) [116]; транспорт ионов между двумя микрочиповыми модулями (matter link Universal Quantum): 2 424 переноса с⁻¹, ошибка транспорта <7×10-8, фазовая когерентность кубитов не нарушается (Nat. Commun., февраль 2023) [117]. Чипы ловушек с полупроводниковых фабрик: 2D-решётчатая ловушка Sol производства Honeywell [118]; первые 256-кубитные QPU IonQ изготовлены на её фабрике SkyWater после шести тейпаутов в H1 2026 — характеристики кубитов пока не опубликованы [C] [119]; 300-mm ловушки на GlobalFoundries в рамках финансирования CHIPS (планируется) [120]. Tsinghua — 2D-кристалл из 512 ионов (аналог) [121]. - Коммерция: Quantinuum $600 млн при оценке $10 млрд (сентябрь 2025), IPO в июне 2026 ($1.68 млрд, Nasdaq QNT), $2.1 млрд денежных средств, четыре системы Helios [122]–[124]; финансирование CHIPS R&D на $100 млн окончательно оформлено 8 сентября 2026 — GlobalFoundries изготовит ионные ловушки следующего поколения и электронику управления на 300-mm пластинах, Monarch Quantum — лазеры и оптику [120]; IonQ привлекла $3 млрд акционерного капитала в 2025, поглощения Oxford Ionics ($1.075 млрд), Lightsynq, ID Quantique, Vector Atomic, фабрика SkyWater ($1.8 млрд, объявлено в январе 2026, закрыто в июле 2026) [18], [19]; Quantum Art — раунд серии A $140 млн (Израиль) [125]; eleQtron €57 млн; QUDORA возглавляет NFQC-1k — единственный консорциум на ионах в ловушках среди шести, отобранных в немецком конкурсе Quantum Computing Competition (22–23 сентября 2026; на пять лет запланировано €122 млн; ≥1 000 физических и 50 логических кубитов при ошибке логического вентиля <0.01% к 2030 [R]; работающая система, отвечающая входным критериям, — к 31 марта 2027) [126], [127]; AQT — стоечная система, QV 32 768 [128], [129]. QBI Stage B: Quantinuum и IonQ [65], [66].
Обоснованные намерения [R]. Quantinuum: Sol 2027 (192 физических, ~100 логических, 2D-решётчатая ловушка производства Honeywell, на валидации) → Apollo 2029 (тысячи физических, сотни логических, 10-6–10-10) [118]; «почти пять девяток логической точности с новым семейством кодов» заявлено на звонке по итогам Q2-2026 [123], [124]; ближайший публичный результат — препринт Helix (сентябрь 2026): память 4.6×10-5 на логический кубит за цикл (≈99.995%) в новом коде C₄-Helix, логические двухкубитные клиффордовы вентили 2.8×10-4 — связь с заявлением не подтверждена [P] [5]. Послужной список сильный: обещание QV ×10 в год выполнено, Helios запущен по графику. IonQ: Superion 256 представлен 8 сентября 2026 — доступен для заказа, в прототипах захвачены первые ионы [C], поставки заказчикам — 2027 (первые заказы: NVIDIA Accelerated Quantum Research Center, установка в 2027; Florida International University, конец 2027); точность вентилей на 256 кубитах не опубликована — релиз ссылается на 99.99%, установленные в октябре 2025 [119], [130], [131]; Superion 10K (КМОП на чипе ловушки, первое поколение для архитектуры Walking Cat): «полная отказоустойчивость» в лабораторных условиях в 2027, «технологичная в производстве, коммерческая» — в 2028 [R] [119]; 2 млн физических / 40–80 тыс. логических к 2030 [132], [133]. Послужной список: карта 2020 года обещала 4 000 кубитов к 2026 (промах ~40×); вентиль 99.99% реален, но прыжок 100→10 000 не подкреплён опубликованными данными о нагреве в 2D-ловушках, времени вентиля или межсоединениях.
Узкие места. Такт: в 103–105 раз медленнее сверхпроводников на слой; пропускную способность задают транспорт и охлаждение, а не вентили. Демонстрации кодов с высоким rate отбрасывают 75–97% шотов на глубине. 2D-масштабирование не доказано в масштабе продукта (Sol — первый тест). Межсоединения 10–250 с⁻¹ против ∼104 с⁻¹ необходимых. Оптическая сложность (Helios: ≥7 длин волн лазеров, 1 228 электродов) — электронные вентили убирают лазеры, но не имеют опубликованного времени вентиля в масштабе.
Оценки. A 4 · B 2 · C 3 · D 4 · E 4 · F 3 (Quantinuum 4 / IonQ 2) → A–D 13/20 · E–F 7/10 [D]. A — 4, а не 5, по якорям: значения ≤10-4 — рекорды на двух ионах, лучшее значение при ≥50 кубитах — 7.9×10-4 у Helios [97], [102]. E — 4 по якорям: чипы ловушек с полупроводниковых фабрик и модульность, продемонстрированная на двух модулях, — matter link [117] и фотонный канал связи [115]; низкие скорости каналов связи учтены в B и C, а не засчитаны дважды; [R] Sol/Apollo поднимут C→4, B→3 (ускорение ×2 на поколение).
2.4 Нейтральные атомы (ридберговские массивы оптических пинцетов)
Продемонстрировано [D]. - Канал: CZ 99.854% сырых / 99.941% с постселекцией по потерям, стабильно в течение 10 ч (Harvard, апрель 2026) [134]; 99.72/99.40% (Atom Computing, Yb) [135]; 99.71% (Caltech, Sr) [136]; спецификация QuEra Gemini: 2Q 99.2% глобально [137]. Неразрушающее считывание: 0.46% переворотов бита + 0.24% потерь [4]; сверхтонкий T2 1.3 с, 12.6 с в массиве из 6 100 атомов Cs [138], [139]. Доминирующая ошибка: потеря атома (>80% событий утечки) — детектируема, следовательно, конвертируема в стирание; распад ридберговского состояния 0.05–0.1%; обзор 2026 года утверждает, что стандартная схема CZ насыщается около 99.9% без новой физики вентиля [140]. Преобразование ошибок в стирания продемонстрировано в метастабильном Yb (Princeton) и Sr (Caltech), включая логическую телепортацию [[4,2,2]] при шуме, смещённом в сторону стираний (Nature Physics, июнь 2026) [141]–[143]. - Масштаб: 448 атомов под полным отказоустойчивым контролем [4]; >3 000 кубитов удерживаются >2 ч с непрерывной дозагрузкой (300 000 атомов/с дозагружаются в пинцеты, 30 000 инициализированных кубитов/с) [144]; массив из 6 100 атомов Cs с когерентностью 12.6 с [138], [139]; 11 000 атомов Rb захвачены в 18 225 метаповерхностных пинцетах (Tsinghua, июнь 2026; без вентилей) [145]; массив Atom Computing на 1 225 сайтов Yb; Pasqal — бездефектные массивы до 1 024 атомов при 4 K, время жизни в ловушке ~5 000 с (апрель 2026) [P] [146]. - Отказоустойчивость: архитектура Harvard/MIT/QuEra на 448 атомах (Nature, ноябрь 2025): поверхностные коды d=3→5 с подавлением 2.14× в 4-раундовой схеме, с детекцией потери атомов и ML-декодированием (не длинная память), [[7,1,3]], [[15,1,3]] с трансверсальным T, [[16,6,4]] с до 96 активных логических кубитов, сотни логических телепортаций, внутрисхемное повторное использование кубитов [4]; дистилляция магических состояний на логических кубитах (5-в-1, цветовые коды d=3 и d=5) [147]; торический код Atom/Microsoft: ΛZ≈1.9, но ΛX≈1.2 (в среднем 1.30) за 4 цикла, 90 раундов удержано с дозагрузкой — но подавление исчезло, как только дозагрузка была включена (0.63% против 0.64%/цикл) [148]; Microsoft/Atom: 24 запутанных логических кубита, 28 логических в алгоритме Бернштейна–Вазирани лучше физических (2024) [149]; Infleqtion: 12 логических кубитов с коррекцией потерь, алгоритм Шора для N=15 [150]; 30 запутанных логических кубитов в 80 атомах на Sqale — десять блоков [[8,3,2]] расстояния 2, поэтому ошибки детектируются (потери атомов корректируются), а не корректируются; IQP-схема с четырьмя логическими CCZ-вентилями и ~1 000 физических операций, результат в ~1 000× выше равномерно-случайной базы (сентябрь 2026; статья ожидается) [C] [151]. - Скорость: CZ 270 ns, но регистрация флуоресценции ~0.5–1 ms и транспорт ~сотни µs дают раунды QEC ~1–4.5 ms [4], [31]; компенсирующая теория — трансверсальные вентили + коррелированное декодирование (алгоритмическая отказоустойчивость: постоянное число синдромных раундов на логический вентиль) [152]; оценка RSA-2048 для трансверсальной атомной архитектуры: 19 млн атомов, 5.6 дня при циклах 1 ms [31]. - Коммерция: QuEra — расширение раунд серии B на $230 млн+, закрыто 9 сентября 2025 (Google, SoftBank Vision Fund 2, NVentures) [153]; Atom Computing $300 млн+, включая LOI Минторга США на $100 млн (июнь 2026) [154]; Infleqtion — листинг на NYSE в феврале 2026 (>$550 млн) + LOI Минторга $100 млн [155]; SPAC Pasqal закрыт в августе 2026 (~$360 млн денежных средств, выручка 2025 — €16.5 млн) [156]; выручка H1 2026 — €4.9 млн (+14%), €70.4 млн заключённых и присуждённых контрактов, €312.9 млн денежных средств на 27 августа 2026 [C] [157]; QuNorth заказал «Magne» (1 225 физических / 50 логических, €80 млн) у Atom/Microsoft [11], [12]; Google открыл аппаратный трек нейтральных атомов под руководством Адама Кауфмана (март 2026) [158]; Oratomic (спин-офф Caltech во главе с Долевом Блувштейном при участии Мануэля Эндреса) привлекла раунд серии A $300 млн (июль 2026) на создание машины на ~10 000 атомов [P] [159]. QBI Stage B: Atom Computing и QuEra [65], [66]. Немецкий конкурс Quantum Computing Competition (федеральное министерство исследований BMFTR, до €640 млн на шесть консортиумов, по два на платформу) отобрал консорциум LOGIQC компании planqc на атомах иттербия (22 сентября 2026) [G] [160]; оборудование MAQCS компании planqc начало поступать в Суперкомпьютерный центр Лейбница (LRZ) 9 сентября 2026, после того как 1 000-кубитный демонстратор достиг уровня технологической готовности (TRL) 5; ввод в эксплуатацию намечен на конец 2027 [C] [161].
Обоснованные намерения [R]. QuEra: карта января 2024 обещала 100 логических кубитов в 2026 → теперь «Libra» 2028 (>256 логических, 10-6, на Braket) и система класса gigaquop 2028–29 (>1 000 логических, >20 000 физических на ядро) — сдвиг на два года [162], [163]. Atom/Microsoft: Magne — ~50 логических / >1 200 физических кубитов; его площадка в Копенгагене достроена, и монтаж начался в сентябре 2026, полный ввод в эксплуатацию — в начале 2027 [11], [12], [164], [165]. Pasqal: 10 000 физических сдвинуто 2026→2028; 100 логических — 2029 [166], [167]. Infleqtion: 30 логических в 2026 — выполнено в варианте с детекцией ошибок (расстояние 2, сентябрь 2026) [C] [168]; >50 логических в иллинойсской системе в 2027 [150]; 100 логических к 2028, 1 000 к 2030 (повторено в сентябре 2026) [168]. Google: фокус на QEC, без коммерческой даты.
Узкие места. Миллисекундный цикл (в 103 раз медленнее сверхпроводников) — единственный структурный недостаток; декодеры должны успевать в реальном времени. Работа ниже порога показана только в коротких схемах — нет длинной памяти с Λ>2 при дозагрузке. Разрыв «масштаб с качеством»: 11 000 атомов в ловушках против 448 под логическим контролем. Мощность лазеров и управление пучком ограничивают рост выше ~104 кубитов: акустооптический дефлектор различает столько позиций, сколько даёт произведение его ВЧ-полосы на время пробега звука через пучок, и это же время ограничивает скорость перенаведения, а жидкокристаллические модуляторы сменяют кадр лишь с частотой в десятки герц; многоядерные межсоединения не доказаны.
Оценки. A 4 · B 2 · C 4 · D 4 · E 4 · F 3 → A–D 14/20 · E–F 7/10 [D]; [R] Libra/Magne поднимут D→5, C→5.
2.5 Фотоника (линейно-оптическая / на основе слияний / непрерывные переменные)
Продемонстрировано [D]. - Компоненты (превосходные): PsiQuantum Omega (300-mm GlobalFoundries): чистота 99.5%, HOM 99.5%, точность состояния Белла при слиянии 99.22%, межчиповые Bell 99.72% на 42 м, потери в волноводе 0.5 dB/m, 2 K [169]; источник USTC на квантовых точках с системной эффективностью 71.2% — заявлен как первый выше порога 2/3 для устойчивых к потерям линейно-оптических вычислений (LOQC) [170]; источник Sparrow Quantum на квантовых точках: поток одиночных фотонов в волокно >500 MHz при 1 GHz, эффективность 51.5–56.2%, но HOM-неразличимость 55% без фильтрации (92.3% с фильтрацией) — скорость получена ценой качества (препринт, сентябрь 2026) [P] [171]; Xanadu — стыковка 0.085 dB/фасет (июнь 2026) [C] [172]. - Системы: Xanadu Aurora — 35 чипов, 12 мод на цикл 1 MHz, кластерное состояние 12×N генерировалось 2 ч, при ~14 dB суммарных потерь, без вычислений с коррекцией ошибок [173]; GKP-состояние на чипе при эффективном сжатии 0.62 dB против ~10 dB необходимых [174]; boson sampling Jiuzhang 4.0, 3 050 фотонных кликов (Nature, май 2026) — неуниверсально, оспаривается классическими алгоритмами, эксплуатирующими потери [175]; Quandela — 12-кубитные Belenos/Lucy, поставлены в CEA (октябрь 2025) [176]; QuiX — подсистемы 8-кубитной универсальной MBQC-машины поставлены в DLR (июль 2026), ввод в эксплуатацию впереди [177]. - Отказоустойчивость: ни одного фотонного логического кубита не существует. Xanadu заявляет, что её потери в 2026 году в 24 раза выше порога, цель 1× — 2030 [178]. Теория: на основе слияний QC терпит 2.7% потерь на фотон при 6-кольцевых ресурсных состояниях, до 17% — при 168-кубитных ресурсных состояниях, которые никто не умеет делать [179]. - Коммерция: PsiQuantum — раунд серии E $1 млрд при $7 млрд (сентябрь 2025) [180], DARPA QBI Stage C через US2QC: $31.8 млн + расширенное соглашение на $125 млн (июль 2026) на валидацию переключателей на титанате бария (BTO), упаковки и криогеники [181]; американское финансирование CHIPS R&D до $100 млн окончательно оформлено 8 сентября 2026 (производственная интеграция, электрооптические материалы, высокотемпературные детекторы одиночных фотонов, упаковка со сверхнизкими потерями) [62]; её контрактная фабрика GlobalFoundries в тот же день окончательно оформила пятилетнее квантовое финансирование CHIPS на $375 млн с привязкой к вехам (крио-КМОП, передовая упаковка, гетерогенная интеграция), наряду с LOI на $300 млн по кремниевой фотонике [182]; площадка в Брисбене сменилась, закладка сдвинулась на июнь 2026, криоустановка — 2H 2027 — цель «полезно к концу 2027» под угрозой; смена CEO в феврале 2026 [183]. SPAC Xanadu закрыт в марте 2026 (~$302 млн, на 40% ниже плана), канадское финансирование фабрики CAD 195 млн (август 2026), первая количественная дорожная карта 31 августа 2026: веха отказоустойчивости 2028–29, до 200 логических кубитов к 2029, 500 к 2030, 1 000+ к 2031 [178], [184]; сотрудничество с ASML по литографии для снижения шероховатости края линий — ключевого источника потерь в волноводах (9 сентября 2026; поисковое, целевой уровень потерь не опубликован) [185]. Photonic Inc — $200 млн при $2 млрд (T-центры, спин-фотон) [186], с предложением канадской полупроводниковой фабрики коллективного пользования стоимостью до CAD 500 млн (Project VANGUARD, 14 сентября 2026; без финансирования) [R] [187]; QBI Stage B: Xanadu, Photonic Inc; Quandela — Stage A (июнь 2026) [65], [66], [188].
Обоснованные намерения [R]. PsiQuantum — полезный масштаб «до 2033»; Xanadu — 1 000+ логических к 2031; Quandela — 50 логических к 2028 (веха первого логического кубита в 2025 пропущена); ORCA PT-3 (2026) не поставлена.
Узкие места. Потери — вся игра: каждый переключатель стоит 0.1–0.2 dB при суммарном бюджете ~0.5 dB; сжатие GKP на 9 dB меньше необходимого; источники вероятностные, что требует глубины мультиплексирования ~10; тысячи криогенных детекторных каналов и прямая связь на частотах MHz–GHz не доказаны на системном уровне. PsiQuantum не опубликовала ни одной аппаратной демонстрации в 2026 году — её прогресс виден только через контракты DARPA на верификацию и валидацию (V&V).
Оценки. A 2 (уровень компонентов) · B — (по проекту 4) · C 1 · D 1 · E 3 · F 2 → A–D 4/20 · E–F 5/10 [D] (A–D 8 с проектным тактом); [R] при снижении потерь в 20 раз: D→3–4, C→4.
2.6 Полупроводниковые спиновые кубиты (Si/SiGe, Si-MOS, Ge, доноры) и твердотельные дефекты
Продемонстрировано [D]. - Канал: 1Q до 99.97% (Diraq/imec, 300 mm), 2×10-4 в среднем по 18 чисто обменным кубитам (HRL) [189]–[191]; 2Q 99.04–99.56% на фабричных 300-mm устройствах (Diraq/imec, Nature, сентябрь 2025) [189]; 99.90% CZ на ядерных спинах доноров (SQC) [192]; CZ между движущимися спинами 98.86% (Delft, май 2026) [193]; работа при 1 K с 2Q 98.9% [194]. Считывание 1–100 µs; канала стираний нет. Доминирующие ошибки: остаточный ²⁹Si, зарядовый шум и — по данным HRL — ~80% ошибки CNOT внешние: управление/калибровка [190], [191]. - Масштаб: 18-кубитный Ge-массив при одинаковых напряжениях (Groove/QuTech), 18 чисто обменных (exchange-only, EO) кубитов из 54 точек (HRL), 12 (Intel Tunnel Falls), 10-кубитная 2D-решётка Ge; конвейерное перемещение спина на эффективные 10 µm (туда и обратно) при 99.5% [195], [196]; 8-кубитное устройство imec, где обмен работал лишь в 1 из 4 пар [197]. - Отказоустойчивость: HRL: код с повторением d=5, 200 раундов, Λ5/3=4.7, логическая точность [[4,2,2]] 0.95 (постселекция), всё секвенировано крио-КМОП-контроллером при 4 K без электроники реального времени при комнатной температуре (Nature, июль 2026) [190], [191]; универсальный набор вентилей [[4,2,2]] на донорах (SUSTech) [198]. Ни одной логической памяти ниже порога на спиновых платформах. - Производство: Intel 300 mm EUV (>24 000 устройств на пластину [199]; 96% из 232 двенадцатиточечных устройств одной пластины полностью исправны — все контакты, затворы и точки — при 1.6 K [766]); GlobalFoundries 22FDX (Quantum Motion: 1 024 точки охарактеризованы за 5 мин; полноценная система в британском NQCC) [200]; STMicro FD-SOI (Quobly: считывание кубитов, одно- и двухкубитные вентили на одном 300-mm чипе QSOI®, цифры отложены до готовящейся статьи [C] [201]; 377 точек с выходом детекции первого электрона 69% и разбросом положения первого электрона ±35 мВ [P] [202], сентябрь 2026); крио-КМОП в mK-зоне рядом с кубитами (UNSW/Diraq, Nature 2025) [203]. - Коммерция: IBM купила HRL Laboratories (объявлено в июле 2026, закрыто 26 августа 2026), чтобы добавить спиновые кубиты, крио-КМОП-управление и упаковку в свою карту [10], [204]; Quantum Motion — раунд серии C $160 млн плюс второе закрытие раунда в сентябре 2026 (сумма не раскрыта) [205]; Quobly €115 млн; Diraq >$100 млн + LOI CHIPS $38 млн, а также 8-кубитная система Diraq, которая будет работать в дата-центре Equinix в Сиднее (установка ожидается в октябре 2026, <20 кВт; объявлено 31 августа 2026) [C] [206]; SQC A$60 млн; QBI Stage B: Diraq, Quantum Motion, SQC, Photonic — четыре из одиннадцати [65], [66]. Intel: нового чипа после Tunnel Falls нет; 12-кубитный процессор развёрнут в Argonne по программе Q-NEXT (январь 2026), Intel заявляет о «масштабировании до сотен точек» — программа жива, но без датированной карты [207]. Photonic (T-центры) выдвинула Project VANGUARD — канадскую полупроводниковую фабрику коллективного пользования стоимостью до C$500 млн — предложение инвесторам, без финансирования (сентябрь 2026) [C] [187]. - Дефектные кубиты (NV/SiV/SnV/T-центры): ошибки вентилей <0.1% (Fujitsu/QuTech NV); запутанность SiV по 35 км проложенного волокна при ~1 Гц (Harvard); телепортированный CNOT между криостатами на T-центрах — узлы сети, а не процессоры [208], [209]. Fujitsu (совместные исследования с TU Delft и QuTech с 2020 года) представила прототип квантового компьютера на спинах в алмазе — центры «олово–вакансия» (SnV) в фотонных интегральных схемах, работа при −271.6 °C, доступ через гибридную квантовую платформу компании в тестовой среде — без раскрытия числа кубитов и точности; многомодульный прототип ожидается к 2027 (сентябрь 2026) [C] [R] [210].
Обоснованные намерения [R]. Diraq: 150 тыс. физических / 1 тыс. логических к 2029, >2 млн физических к 2031 при <$1 за кубит — но шестью неделями ранее их же релиз говорил «тысячи к 2029» (непоследовательность) [211], [212]; Iceberg Quantum и Diraq сообщают, что компиляция Pinnacle (qLDPC) даёт 1 000 логических из 150 000 физических кубитов, причём числа статьи Pinnacle отличаются не более чем на 5% от оценок для устройств Diraq, учитывающих особенности аппаратуры, а шум, зависящий от перемещения спинов, смоделирован на NVIDIA CUDA-Q Logical — симуляция, а не железо (сентябрь 2026) [S] [213]. Quobly: один миллион кубитов к 2032, а её система Alloy Pioneer — в облаке для первых пользователей к концу 2026 [201]. SQC: коммерческий масштаб 2033. Quantum Motion: «коммерчески полезно в этом десятилетии», поставка в NQCC по графику.
Узкие места. Ни одно устройство >12 кубитов не опубликовало точности двухкубитных вентилей по всем парам; плато двухкубитной точности 99–99.6% на фабричных устройствах; считывание медленное и требовательное к сенсорам (цикл ~сотни µs); «горячая» работа стоит ~1% точности; дорожные карты в >100 раз дальше любого продемонстрированного устройства. Тем не менее сигнал 2026 года реален: самосеквенируемая QEC HRL и поглощение IBM — первое свидетельство, что аргумент КМОП всерьёз принят гиперскейлером.
Оценки. A 2 · B 3 · C 2 · D 2 · E 3 (потолок 5) · F 3 → A–D 9/20 · E–F 6/10 [D]; [R] — самый широкий разброс среди платформ.
2.7 Топологические (майорановские) кубиты
Продемонстрировано [D]. Однократное считывание чётности одной нанопроволоки InAs–Al: 1% ошибка присвоения, времена удержания в мс (Nature, февраль 2025) — с примечанием редакции, что результаты сами по себе не устанавливают наличие майорановских нулевых мод в устройствах [13], [214]. Тетрон: время жизни чётности Z-петли 12.4 ms против X-петли 14.5 µs (в ~1000 раз короче), препринт июля 2025 — при других настройках в том же препринте получаются ~9.3 ms и ~4 µs, так что отношение ~10³ устойчиво, а точечные значения — нет; короткое время жизни X-петли статья объясняет переключениями чётности внутри провода, а долгое время Z-петли — отравлением квазичастицами извне; проверку того, что две петли действуют как некоммутирующие измерения X и Z — быструю последовательность X–Z, — авторы откладывают на «следующий шаг дорожной карты» [20]. «Majorana 2» (arXiv:2606.03884, июнь 2026): InAs–Pb, ~20 с время переключения чётности в одной проволоке одного тетрона — именно время переключения чётности, а не время жизни кубита; нет плетения, нет совместного/X-измерения, нет двухкубитной операции, нет запутанности, нет теста Белла, нет T1/T2 кубита [21]. Блог Microsoft называет 20 с «временем жизни кубита» и повторяет цель отказоустойчивости к 2029 [215]. Независимо: QuTech — считывание чётности «poor man's» цепочки Китаева >1 ms и когерентный кубит чётности на минимальных цепочках Китаева «лишь с ограниченной защитой» (2026) [216], [217]; критика Легга стала Nature Matters Arising (июнь 2026); многоавторский ответ Microsoft ничего не уступает [22], [23]. DARPA: финальная фаза US2QC (февраль 2025), не в QBI Stage B [218]; с сентября 2026 система Majorana 2 установлена в новом исследовательском центре Microsoft в Мэриленде (Discovery District) с полным доступом на месте для независимого тестирования и оценки со стороны DARPA — доступ, а не новый результат [C] [219].
Обоснованные намерения [R]. «Годы, а не десятилетия» (2025) → «2029» (2026). С учётом ретракции 2018 года, спорного протокола топологической щели (TGP) и отсутствия какого-либо двухкубитного результата у дорожной карты нет продемонстрированной базы.
Оценка. Топологический кубит не продемонстрирован. Есть высокоточное считывание чётности одной проволоки в лучшем материале, топологическое происхождение которого оспаривается и непроверяемо, пока не появятся сопоставимые времена жизни X/Z, двухкубитные операции или независимая репликация.
Оценки. A 1 · B — · C 1 · D 1 · E 1 · F 1 → A–D 3/20 · E–F 2/10 [D].
2.8 Квантовый отжиг и аналоговые машины
Продемонстрировано [D]. D-Wave Advantage2 GA (май 2025): 4 400+ кубитов, связность Zephyr 20, 12.5 кВт [220]. «Beyond-classical» динамика спиновых стёкол (Science, март 2025) существенно размыта в течение недель тензорными сетями с belief propagation (Tindall et al., Science, май 2026) и t-VMC (Mauron & Carleo); D-Wave настаивает, что её крупнейшие/наиболее фрустрированные экземпляры не воспроизведены — не разрешено, но классическая граница сдвинулась [221]–[224]. Финансы: выручка FY2025 $24.6 млн; выручка H1-2026 $5.9 млн (−67% г/г), CFO ушёл в августе 2026 [15]–[17]; финансирование до $100 млн по американскому закону CHIPS and Science Act окончательно оформлено в сентябре 2026, Минторг США получает миноритарную неконтролирующую долю в капитале [C]; средства — на разработку в направлении 100 000-кубитной системы отжига и 10 000-кубитной системы вентильной модели, нацеленной на 100 логических кубитов [R] [91]; разворот к вентильной модели через QCI (§2.2). Аналоговые симуляторы: 69-кубитный аналого-цифровой симулятор Google (за классическим пределом только для XEB-подобного бенчмаркинга) [225]; QuEra Aquila (256 атомов, на Braket) — разрыв струны в калибровочной теории, без заявлений о преимуществе [226]; цифровой магнетизм Quantinuum (Nature 2026) — эвристическое заявление [227].
Трезвый взгляд. Ни одна аналоговая машина не решила научно поставленную задачу доказуемо за пределами классической досягаемости с неоспоренным заявлением; ценность аналоговых платформ — как физических приборов (G1) и как ступеней (аналог QuEra/Pasqal → цифра).
Оценки. Несравнимо по A–D (нет вентильного канала); E 4 (зрелое производство), F 2. Карта: 20 000 кубитов 2029, 100 000 в 2031 [15]–[17].
3Табло
3.1 Оценки платформ по шести критериям (продемонстрировано, сентябрь 2026)
таблица
| Платформа | A Канал в масштабе | B Логический такт | C Масштаб с качеством | D Прогресс к отказоустойчивости | E Путь масштабирования | F Правдоподобие карты | A–D, по якорям | E–F, суждение |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Сверхпроводники | 3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 15 | 8 |
| Нейтральные атомы | 4 | 2 | 4 | 4 | 4 | 3 | 14 | 7 |
| Ионы в ловушках | 4 | 2 | 3 | 4 | 4 | 3 | 13 | 7 |
| Бозонные (кошачьи кубиты/GKP/двухрельсовые) | 2 | 4 | 1 | 2 | 3 | 2 | 9 | 5 |
| Спиновые кубиты (Si/Ge) | 2 | 3 | 2 | 2 | 3 | 3 | 9 | 6 |
| Фотоника | 2 | (4 по проекту) | 1 | 1 | 3 | 2 | 4 (8) | 5 |
| Топологические | 1 | — | 1 | 1 | 1 | 1 | 3 | 2 |
| Отжиг | н/п | н/п | н/п | н/п | 4 | 2 | н/п | 6 |
Профили по осям (A канал · B такт · C масштаб · D прогресс к отказоустойчивости · E путь масштабирования · F правдоподобие карты). Информация — в форме: сверхпроводники круглые, ионы высокие по A и низкие по B, атомы зеркалят ионы по C/D, бозонные и фотоника — пики только по B.
A–D следуют якорям §1.2 — A, B и C по цифрам реестра, D по демонстрациям §3.2; E–F — суждение редактора.
Ось A, свидетельства за каждой оценкой (реестр, сентябрь 2026).
таблица
| Платформа | Лучшая цифра в масштабе (кубиты) | Лучшая цифра в малом регистре | Оценка |
|---|---|---|---|
| Сверхпроводники | Willow 1.5×10-3 (медиана 2Q) на 105 q; IBM Heron r2 2.0×10-3 на 156 q | CNOT на флаксониуме 6×10-4 (2 q) | 3 |
| Нейтральные атомы | 448-атомный процессор 5.0×10-3 (CZ 99.3–99.6% по RB) на 448 q; Sqale 2.7×10-3 (с постселекцией; без отбора 6.5×10-3) на 100 q, потери конвертируемы в стирания | CZ класса 99.7% (≤60 q) | 4 |
| Ионы в ловушках | Helios 7.9×10-4 на 98 q; H2 <10-3 на 56 q | 8.4×10-5 (2 иона, Oxford Ionics) | 4 |
| Бозонные | Ocelot / кошачьи устройства ≤12 q, ошибки двухкубитного вентиля в масштабе нет | CZ двухрельсовых кубитов: стирания 0.53%/вентиль, остаточная Pauli <0.1% | 2 |
| Спиновые кубиты | 11-кубитный донорный процессор 3.6×10-3 | класс 99.3% (2–6 q) | 2 |
| Фотоника | Belenos 6.2×10-2 на 12 q | слияние 7.8×10-3 (чипсет) | 2 |
| Топологические | нет | нет | 1 |
Индекс измеряет, какая часть стека отказоустойчивости показана работающей, а не полезность. Читать вместе с §3.3 и §4.
Чувствительность. Каждая ячейка — суждение с неопределённостью ±1. По A–D три ведущие платформы разделены одним баллом — сверхпроводниковые схемы 15, нейтральные атомы 14, ионы в ловушках 13, — и любое одиночное изменение на ±1 переворачивает порядок, так что их следует читать как группу: сверхпроводниковые схемы впереди по такту, атомы — по масштабу с качеством, ионы — по качеству канала; по E–F атомы и ионы делят место (7 и 7) за сверхпроводниковыми схемами (8); обе платформы получают 4 за путь масштабирования, но по разным причинам (оптика массивов на 6 000–11 000 сайтов против фабричных ловушек со связью двух модулей). Ось F смешивает вендоров внутри платформы (Quantinuum ≈ 4, IonQ ≈ 2; QuEra/Pasqal ≈ 2–3 после двухлетних сдвигов, Atom/Infleqtion ≈ 3–4): читайте F по ведущему вендору, а не по платформе. Каждое число за этими оценками несёт тег [D]/[C]/[R] в §2; оценка, построенная в основном на [C]-цифрах (F бозонных, E фотоники), наследует эту слабость.
3.2 Примитивы отказоустойчивости — кто что показал
таблица
| Примитив | Сверхпроводники | Ионы | Нейтральные атомы | Бозонные | Фотоника | Спины |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Масштабирование ниже порога (Λ) | Λ=2.14 (d=3→5→7); отдельный прогон 106 циклов с декодированием в реальном времени при d=5; d=7 при 7.7×10-4 | нет (вместо этого каскадирование) | 2.14× (d=3→5, 4 раунда); ΛZ≈1.9 / в среднем 1.3 (4 цикла), теряется при дозагрузке | repetition-cat «плоско» ниже порога | нет | код с повторением d=5 Λ=4.7 (только переворот бита) |
| Больше всего логических кубитов за безубыточность | 1–2 | 48 корректируемых / 94 детектируемых | 96 (блоки d=4) / 28 в алгоритме | 1 | 0 | 0 |
| Логические двухкубитные вентили | lattice surgery d=3 (CNOT 0.64); телепортация в цветовой код | трансверсальные + lattice surgery (0.85–0.98), телепортация 99.8% | трансверсальные CNOT, сотни телепортаций | — | — | — |
| Магические состояния на логических кубитах | культивация 0.9999 (8% принятых) | переключение кодов 5×10-4; [[6,2,2]] 7×10-5 | дистилляция 5-в-1 на цветовых кодах d=3/5 | — | — | — |
| Декодирование в реальном времени | 63 µs при d=5; ПЛИС <1 µs/раунд (сим.); RL-калибровка в контуре | в контуре (телепортация); GPU на Helios | офлайн ML (выигрыш 1.7×) | — | только детекция | самосеквенирование крио-КМОП |
| qLDPC на железе | компоненты (Loon); gross code впереди | памяти BB до [[30,4,5]] на одной цепочке из 40 ионов; безубыточность в пределах погрешности в одном коде, который статья не называет, а не в [[18,4,3]] с 4 логическими в 18 ионах; постселекция по утечке | теория: 10-13/раунд при p=10-3 | — | коды SHYPS (теория) | — |
| Цикл QEC | 1.1 µs | ~1–5 ms (55 ms на полный слой) | ~1–4.5 ms | 2.8 µs | MHz по проекту | ~сотни µs |
3.3 Выявленные предпочтения — как хеджируются крупные игроки (2025–26)
таблица
| Игрок | Основная ставка | Вторая ставка | Сигнал |
|---|---|---|---|
| сверхпроводники (Willow, далее: долгоживущий логический кубит) | нейтральные атомы — новый аппаратный трек, март 2026 | сверхпроводниковые процессоры «легче масштабировать во временном измерении», нейтральные атомы — «в пространственном» — Хартмут Невен, основатель и руководитель Google Quantum AI, март 2026 [2], [9] | |
| IBM | сверхпроводники + qLDPC (Starling 2029), $10 млрд | кремниевые спины — покупка HRL (объявлена в июле 2026, закрыта 26 августа 2026) [204] | нужны плотность КМОП + крио-КМОП-управление; её 300-mm чисто квантовая контрактная фабрика Anderon (Олбани) окончательно оформила грант CHIPS на $1 млрд, подкреплённый ещё $1 млрд от IBM, — пластины со сверхпроводниковыми кубитами уже в производстве, другие модальности последуют (16 сентября 2026) [228] |
| Microsoft | топологические (кубита пока нет) | нейтральные атомы — продаёт Magne с Atom Computing | выручка идёт от хеджа |
| AWS | кошачьи кубиты (Ocelot), двухрельсовые кубиты со стираниями | атомы / ионы / SC через Braket, co-design с QuEra | аппаратно-эффективная QEC как исследование, всё остальное как маркетплейс |
| NVIDIA | нет | NVQLink + инвестиции в Quantinuum, QuEra, Alice & Bob и др.; CUDA-Q Logical с открытым исходным кодом — слой оркестрации для отказоустойчивых приложений, среди партнёров — IQM, IonQ, Infleqtion, Quandela, Diraq и Quantum Motion (14 сентября 2026) [229] | слой декодирования/управления платформенно-независим |
| IonQ | ионы | электронные вентили (Oxford Ionics) + фабрика (SkyWater) + фотонные сети (Lightsynq) | вертикальная интеграция, только ионы |
| D-Wave | отжиг (выручка −67%) | двухрельсовые сверхпроводниковые кубиты со стираниями (QCI, $550 млн) | отжиг перестаёт быть историей роста, хотя грант CHIPS на НИОКР (сентябрь 2026) поддерживает 100 000-кубитный отжигатель наряду с 10 000-кубитной системой вентильной модели [91] |
| DARPA QBI Stage B (11) | атомы ×2, ионы ×2, SC ×1, бозонные ×1, спины ×3, спин-фотон ×1, фотоника ×1 | Stage C: PsiQuantum, Microsoft (через US2QC) | Google, Rigetti, Alice & Bob, Oxford Ionics отсутствуют в списке ноября 2025 (DARPA: новые команды ещё могут войти) |
Картина у трёх игроков с двумя семействами одна и та же: Google, IBM и Microsoft сочетают одну быструю платформу (сверхпроводники в той или иной форме) с одной плотной (атомы или спины); IonQ и D-Wave остались внутри своего семейства. Никто не сочетает две медленные. Это рыночная оценка §1.3: скорость важна для G4, плотность — для G3.
4Цели × технологии — матрица соответствия
●●● лучшее соответствие · ●● хорошее · ● маргинальное · ○ непригодно. Слева — продемонстрировано (2026), справа — правдоподобная траектория (~2029), где они различаются.
таблица
| Цель | Сверхпроводники | Ионы | Нейтральные атомы | Бозонные SC | Фотоника | Спины | Топологические | Отжиг |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| G1 Аналог / NISQ многочастичная физика | ●●● | ●● | ●●● | ○ | ● | ○ | ○ | ●● |
| G2 Error-mitigated «полезность» (100–150 q) | ●●● | ●●● | ●● → ●●● | ○ | ● | ○ | ○ | ○ |
| G3 Ранняя отказоустойчивость (102–103 логических) | ●● → ●●● | ●●● | ●●● | ● → ●● | ○ → ● | ○ → ● | ○ | ○ |
| G4 Крупномасштабная отказоустойчивость (RSA-2048, FeMoco) | ●● → ●●● | ● | ● → ●● | ● → ●● | ○ → ●● | ○ → ●● | ○ → ? | ○ |
| G5 Эвристическая оптимизация | ● | ● | ● | ○ | ○ | ○ | ○ | ●● (спорно) |
| G6 Сети / распределённые QC | ● | ●●● | ●● | ● | ●●● | ●●● (дефекты) | ○ | ○ |
| G7 Развёртываемые / на площадке заказчика / HPC | ●● | ●●● | ●●● | ● | ●● | ●● | ○ | ●● |
Почему ячейки именно такие.
- G1. Атомы (Aquila 256, 6 100 атомов Cs, разрыв струны в калибровочной теории) и сверхпроводники (69-кубитный аналого-цифровой симулятор Google; цифровой магнетизм Quantinuum на ионах — на втором месте) — приборы, которыми физики реально пользуются; отжигатели дают настоящую динамику спиновых стёкол, но каждое заявление «beyond classical» активно размывается.
- G2. Сверхпроводники выигрывают по пропускной способности (IBM Nighthawk: 5 000–7 500 двухкубитных вентилей на схему, частота шотов класса 100 kHz; Q-CTRL 120 q с 104 вентилей), ионы — по качеству на шот (Helios; сертифицированная случайность), но проигрывают по шотам/с (~18/с на полной ширине). Все «кандидаты на преимущество» 2026 года (IBM doped-Clifford — его 70-q инстанс точно смоделирован за 37 мин на 256 GPU, август 2026 [47], и заменён 64-q инстансом на ibm_boston, сентябрь 2026 [45], [46]; Qedma 74-q Floquet с перекрёстной проверкой на Helios; Google OTOC [230]–[233]) живут здесь.
- G3. Это окно ионов и атомов: 48 корректируемых логических кубитов сегодня (Helios), 50 (Magne) в начале 2027, ~100 (Sol) в 2027, >256 (Libra) в 2028 — всё на трансверсальных или высокоскоростных кодах, которые сверхпроводниковым решёткам со связью ближайших соседей недоступны. Сверхпроводники доходят до того же числа только через qLDPC-модули (Kookaburra → Starling 2029). Задачи класса Хаббарда (∼105–106 Тоффоли, часы при µs-циклах) терпят медленный такт: при циклах 1 ms они занимают дни-недели, что приемлемо.
- G4. Только платформы микросекундного класса могут выполнить алгоритмы на 109–1010 Тоффоли за дни, а не десятилетия. Сверхпроводники — единственная быстрая платформа с продемонстрированным Λ; бозонные коды, фотоника и спины быстры по проекту, но не показали логического кубита (фотоника, спины) или работающего бюджета переворотов фазы (кошачьи кубиты). Атомы могут частично компенсировать трансверсальными архитектурами (19 млн атомов, 5.6 дня для RSA-2048 в одной оценке) — правдоподобно, не доказано. Ионы при синдромных циклах 1–5 ms и 104-кубитных чипах, которых пока нет, выше ● сегодня поставить нельзя; собственная оценка IonQ для 256-битной эллиптической кривой требует 19 397 ионов и 25.7 дня на попытку при 6.7 ms на синдромный цикл (сентябрь 2026) [S] [112].
- G5. Ни у одной платформы нет заслуживающего доверия преимущества в оптимизации: гроверовские ускорения не дают практического преимущества на ранней отказоустойчивой аппаратуре, декодированная квантовая интерферометрия (DQI) выигрывает на искусственной задаче [234], [235], свидетельства QAOA — бесшумные симуляции ≤40 кубитов. Отжиг получает ●● только за то, что развёрнут и иногда полезен как эвристика.
- G6. Фотоника — межсоединение независимо от того, кто победит в вычислениях; ионы (распределённый CZ Oxford) и спины дефектов (SiV на 35 км, T-центры) — продемонстрированные узлы сети; атомы присоединяются (Atom Computing – Nu Quantum/Cisco; исследовательское сотрудничество Infleqtion–Cisco по квантовой памяти на нейтральных атомах и оптической трансдукции, сентябрь 2026 [236]); сверхпроводникам не хватает СВЧ-оптического преобразователя полезной эффективности.
- G7. Стойки при комнатной температуре (AQT, IonQ Tempo, ORCA, Quandela), автономные криогенные стойки без dilution-рефрижератора (Equal1 RacQ: кубиты при 0.3 K на встроенном криокулере замкнутого цикла, 1 600 Вт [C] [237]) и атомные системы <4 кВт (Pasqal) против сверхпроводников с dilution-рефрижераторами — хотя 26 проданных систем IQM (17 поставлено, сентябрь 2026) [59] показывают, что на площадке заказчика сверхпроводники — реальный рынок.
5Наиболее перспективные направления
Ранжировано по ожидаемому вкладу в отказоустойчивый компьютер полезного масштаба к ~2033 с весами: продемонстрированная физика ×2, путь масштабирования ×1, правдоподобие карты ×1. «Направление» намеренно уже, чем «платформа»: внутри каждой платформы перспективу несёт одна конкретная линия работ.
1. Сверхпроводниковые трансмоны с инженерией структуры ошибок, qLDPC-кодами и управлением в холодной зоне. Единственная платформа с продемонстрированным масштабированием Λ в памяти, микросекундным тактом, 300-mm фабричной линией, модульной криогеникой и балансом в $10 млрд за датированной дорожной картой. Значимое направление — не «лучшие трансмоны», а: (a) преобразование канала ошибок — двухрельсовые кубиты со стираниями (D-Wave/QCI, AWS), удаление утечки, смещение шума — чтобы эффективный порог вырос в 3–4 раза; (b) модули qLDPC-памяти (Kookaburra 2026 — тест); (c) декодирование в реальном времени и RL-калибровка в контуре (3.5× устойчивость к дрейфу у Google); (d) перенос управления в холодную зону — крио-КМОП (Google/Atlantic Quantum, HRL/IBM) или БОК (SEEQC при милликельвиновых температурах, IBM–SEEQC в рамках QBI) — потому что проводка и тепловая нагрузка — одно из четырёх ограничений на число кубитов (§0, пункт 5; §8.4–8.6). Риски: Λ≈2 означает >103 физических на логический; считывание на 10-2; нет логического двухкубитного вентиля дальше d=3; нет межмодульной QEC.
2. Нейтральные атомы с зонной архитектурой, трансверсальной/алгоритмической отказоустойчивостью и преобразованием в стирания. Лучшее масштабирование «в пространственном измерении» (формулировка Хартмута Невена для числа кубитов, [2], [9]): тысячи атомов с секундной когерентностью, связность «все со всеми» через транспорт, богатейшие демонстрации логических операций (96 логических блоков, дистилляция магических состояний, сотни телепортаций), непрерывная дозагрузка и преобразуемая в стирание доминирующая ошибка (потеря). Новый трек Google, коммерческие машины Microsoft/Atom, co-design AWS–QuEra и два места в QBI Stage B делают это консенсусной второй ставкой. Значимое направление: изотопы с естественными стираниями (Yb, Sr), трансверсальные вентили + коррелированное декодирование для амортизации миллисекундного цикла, высокоскоростные qLDPC (rate >1/2, симуляция 10-13/раунд), регистрация флуоресценции и транспорт быстрее миллисекунды. Риски: нет устойчивого Λ>2 с дозагрузкой; разрыв 103× по такту; карты QuEra и Pasqal сдвинулись на два года.
3. Ионы в ловушках с безлазерными электронными вентилями на 2D-чиповых ловушках (и QCCD как продукт ближнего срока). Наивысшее качество канала в масштабе (Helios) и наиболее убедительные результаты по логическим кубитам сегодня (48 корректируемых кубитов при 10-4 ошибке логического вентиля; qLDPC-память на уровне безубыточность в пределах погрешности, с постселекцией по утечке, у IonQ). Направление с реальной историей масштабирования — электронные вентили Oxford Ionics/IonQ при 8.4×10-5 без охлаждения до основного состояния на фабричных чипах, убирающие лазеры — исторический блокер масштабирования, — плюс SkyWater как собственная фабрика и фотонные межсоединения. Sol Quantinuum (2027) — первая 2D-ловушка продуктового масштаба. Риски: скорость (103–105× на слой), 75–97% постселекции в демонстрациях высокоскоростных кодов, межсоединения в 102 раз медленнее нужного, а карта IonQ (2 млн кубитов к 2030) не имеет опубликованных данных о нагреве в 2D и времени вентиля.
4. Кремниевые/германиевые спиновые кубиты как долгосрочная ставка на технологичность. За последний год аргумент КМОП получил доказательства: точность двухкубитных вентилей >99% на 300-mm пластинах imec, самосеквенируемый код с повторением d=5 HRL (Λ=4.7) под крио-КМОП-контроллером при 4 K, 18-кубитные массивы при одинаковых напряжениях, перемещение спинов при 99.5%, покупка HRL компанией IBM и четыре из одиннадцати мест в QBI Stage B. Потолок (транзисторная плотность, меньше $1 за кубит) — наивысший среди платформ; пол (ни одного устройства >12 кубитов с данными двухкубитных вентилей по всем парам; циклы ~100 µs, ограниченные считыванием) — самый низкий в верхней четвёрке. Направление: тайлируемые ячейки 2×N с шинами перемещения, ко-интеграция крио-КМОП, изотопно очищенные 300-mm процессы.
5. Фотоника: несомненна как межсоединение, высокодисперсна как вычислитель. Метрики компонентов превосходны (слияние 99.22%, SiN + BTO + сверхпроводниковые однофотонные детекторы (SNSPD) в фабричном масштабе, 300 mm), деньги реальны ($1 млрд, V&V в QBI Stage C), и модульность любой другой платформы будет работать на фотонных каналах связи. Но фотонного логического кубита нет, потери в 10–25 раз выше порога, сжатию GKP не хватает 9 dB, а цели PsiQuantum «полезно в 2027» больше нет: её релиз июня 2026 датирует только криоустановку (второе полугодие 2027) и не называет даты запуска — условие понижения из §5.2; вычислительная ставка понижена в этой редакции (октябрь 2026). Рассматривать как опцион 2030-х с бинарным исходом; следить за первой демонстрацией многофотонного ресурсного состояния / сети слияний — она поднимет направление на два места.
6. Бозонные коды (кошачьи кубиты, GKP, двухрельсовые кубиты) — направление, а не победитель. Половина семейства со стираниями (двухрельсовые кубиты на трансмонах и резонаторах: доля стираний 82–90%, остаточная Pauli 10-3) поглощается сверхпроводниковым мейнстримом и относится к направлению 1. Кошачья половина решила проблему переворотов бита (часы) и не решила проблему переворотов фазы (10-1/цикл против 10-3, заложенных в оценки ресурсов); пока нет сохраняющего смещение CNOT между кошачьими кубитами, заявление «в 100 раз меньше кубитов» остаётся проекцией. GKP остаётся постселектированным. Место Nord Quantique в QBI Stage B — единственная внешняя валидация.
7. Топологические кубиты — пока не кубит. Долгие времена жизни чётности в лучшем материале — прогресс материаловедения; без времени жизни X-измерения, сопоставимого с Z, двухкубитной операции или независимой репликации ранжировать платформу не на чем. Собственная коммерческая позиция Microsoft (продажа нейтральных атомов) — красноречивый сигнал.
8. Квантовый отжиг — коммерчески размывается. Классические тензорные сети с belief propagation закрыли большую часть разрыва 2025 года; выручка упала на 67% в H1 2026; компания купила вентильную платформу. Его единственный научный результат, который классические методы воспроизвели не полностью, — подгонка динамики спиновых стёкол 2025 года — относится к G1, где аналоговые симуляторы на атомах, ионах и сверхпроводниках теперь конкурируют без форм-фактора отжига.
5.1 Сквозные направления (технологически независимая ценность)
- Инженерия структуры ошибокПреобразование в стирания, смещение шума, удаление утечки: единственный рычаг, поднимающий пороги в 3–4 раза без вмешательства в физику вентиля. У каждой платформы из верхней четвёрки теперь есть программа преобразования ошибок в стирания.
- Декодирование в реальном времени и калибровка в контуреДекодеры на ПЛИС, GPU и на чипе <1 µs/раунд (Riverlane, IBM Relay-BP, IQM–Zurich Instruments <4 µs end-to-end [238], [239]), RL-калибровка во время QEC (Google), самосеквенирующие контроллеры (HRL). При миллисекундном цикле один CPU успевает — пока в симуляции: сквозной декодер IonQ на одном CPU (Apple M4 Max) справился с нагрузками до 408 логических кубитов (68 блоков qLDPC-памяти, 20 фабрик магических состояний, до 106 T-вентилей), удлиняя выполнение на <0.3% при pCNOT=10-4 и на <12% при 5×10-4 в предположении циклов 1–5 ms (препринт — август 2026, объявлено 22 сентября 2026) [S] [111], [240]. NVQLink NVIDIA делает это платформенно-независимым слоем.
- qLDPC и трансверсальная/алгоритмическая отказоустойчивостьСнижение оверхеда с ∼103 до ∼102 физических на логический. Аппаратные прогоны qLDPC (bivariate bicycle): IonQ (восемь кодов на одной цепочке из 40 ионов, bivariate bicycle до [[30,4,5]]; безубыточность в пределах погрешности, с постселекцией по утечке, в одном коде, который статья не называет, — а не в [[18,4,3]] с 4 логическими в 18 ионах) и Zhejiang ([[18,4,4]], не безубыточность). Высокоскоростные трансверсальные блочные коды: Quantinuum и Harvard/QuEra (тессеракт [[16,6,4]]). Gross code IBM — тест 2026–27.
- Интеграция управления в холодной зонеКрио-КМОП или БОК: проводка и тепловая нагрузка — одно из четырёх ограничений на число кубитов для сверхпроводниковых и спиновых платформ (§0, пункт 5; §8.4–8.6); самая большая смонтированная система имеет 1 536 линий, так что потолок 104 — проекция, а не измерение. 2026 год дал первую QEC, секвенированную крио-КМОП при 4 K, и рецензируемое милликельвиновое БОК-управление одиночными кубитами.
- Фотонные межсоединенияДля любой модульной архитектуры; текущие скорости (10–250 пар Белла/с) в 102–104 раз ниже логических тактов.
5.2 Фальсифицируемый список наблюдения на ближайшие 12–18 месяцев
таблица
| Направление | Веха, которая подтвердит | Веха, которая понизит |
|---|---|---|
| Сверхпроводники | устойчивое Λ≥3 при d≥9 с логическим двухкубитным вентилем; gross-code память на Kookaburra; управление ≥50 кубитами из холодной зоны (крио-КМОП или БОК); устройство с бенчмарком вентиля крупнее 413 используемых кубитов, на которых семейство стоит с 2022 года (§8.5, F1a) | Kookaburra снова сдвигается; считывание застряло на 10-2; пропущена следующая веха Google |
| Нейтральные атомы | Λ>2 в памяти ≥100 раундов с дозагрузкой; Magne поставляет 50 логических кубитов; раунд QEC быстрее мс; пинцетный процессор с вентилями крупнее 1 180 кубитов (§8.5, F1b) | Libra сдвигается за 2028; плато CZ 99.9% подтверждено без новой схемы вентиля |
| Ионы | Sol на 192 q с электронными вентилями или ≥99.9% в 2D; 256-q чип IonQ при 99.99% введён в строй; масштабирование типа Λ на любом ионном коде | 256-q система сдвигается за 2027; данные Sol по нагреву/транспорту разочаровывают |
| Бозонные | переворот фазы кошачьего кубита ≤10-2/цикл при n̄≈10 с сохраняющим смещение CNOT; 17-кубитная двухрельсовая система с логической ошибкой в 2 раза ниже физической | Helium поставляется без логических данных до 2027 |
| Фотоника | сеть слияний / многофотонное ресурсное состояние дальше пар Белла; потери в пределах 10× от порога | цель PsiQuantum 2027 формально сдвинута — выполнено в июне 2026 (даты запуска нет; криоустановка — 2H 2027), понижено в октябре 2026; V&V Stage C отрицательна |
| Спины | >20 кубитов с точностью двухкубитных вентилей ≥99.5% по всем парам на 300 mm; считывание класса µs | цифры Diraq на 2029 снова пересмотрены вниз |
| Топологические | время жизни X ≈ время жизни Z; любая двухкубитная запутанность | ничего из этого к концу 2027 |
| Внешнее | выбор DARPA QBI Stage C (по срокам DARPA — конец 2026 / начало 2027; официальной даты нет); конкурс DOE Quantum Genesis Q (запущен 17 сентября 2026: до $215 млн за системы не менее чем со 100 логическими кубитами, выполняющие сотни миллионов отказоустойчивых операций, бонусные фонды за 150 и 200; заявки до 19 октября 2026) [241] — кто заявится и на какой платформе; германский конкурс Quantum Computing Competition (шесть консорциумов на платформах сверхпроводников, ионов в ловушках и нейтральных атомов отобраны 22–23 сентября 2026, запланировано до €640 млн; работающие системы — к 31 марта 2027, следующий отбор — через 30 месяцев, не менее двух машин с коррекцией ошибок к 2030) [127] — какие платформы пройдут | — |
Реестр прогнозов §8.5 датирует каждое из этих направлений. Одно «понижающее» условие выше уже частично выполнено: Kookaburra записан в реестре как анонсированный, но не поставленный; и из 65 отставаний от дорожных карт, которые реестр смог оценить, 49 количественно дают оба дефицита, и в 48 из них дефицит по ошибке больше (§8.4, H6).
6Метод, уверенность и где источники расходятся
- Метод. Исследование в сентябре 2026 года, доведённое до анонсов 26 сентября 2026 года — даты среза данных опубликованного издания 2026.09; сайт несёт исправления и обновления, внесённые с тех пор, по 15 октября 2026 года, каждое из них перечислено в журнале изменений. Сначала первичные источники: препринты arXiv, рецензируемые журналы, новостные разделы и страницы дорожных карт компаний, страницы программ, например DARPA; отраслевая пресса служила только для их поиска. Когда авторы пересматривают результат, Атлас следует последней версии и указывает её дату. Утверждения помечены своим статусом: [D] продемонстрировано/опубликовано, [C] заявление компании без рецензируемых данных, [P] препринт, отраслевая пресса или собственная публикация автора, [R] дорожная карта, [S] симуляция или оценка, [G] установленный факт. Каждое число в §2–§3 снабжено номером ссылки на §9; оценки в §3.1 и матрица в §4 — суждение автора по якорям §1.2. Что менялось между изданиями — в таблице изданий, а не здесь.
- Высокая уверенность: числа, за которыми стоит рецензируемая статья (физические и логические — для групп, названных в §2–§3), списки программ, например DARPA QBI, и события финансирования из первичного релиза.
- Средняя уверенность: часовые времена переворота бита Alice & Bob (компания помечает как предварительные, статьи нет); результат Nord Quantique по tesseract-коду (только пресс-релиз); заявление Quantinuum «почти пять девяток логической» (звонок для инвесторов; ближайший публичный результат — препринт Helix, §6.1); медианы IBM Heron r3 (снимок дашборда); цифры Origin Wukong-180 (только компания); 30 логических кубитов Infleqtion с детекцией ошибок (релиз и блог, статья ожидается, сентябрь 2026) [151].
- Квантовые машины. 184 квантовых машин §8 — процессоры вентильной модели, отжигатели, аналоговые симуляторы, бозонные сэмплеры и тестовые стенды, построенные, анонсированные или запланированные — взяты из Реестра квантовых машин (данные на дату среза) и соединены с картой технология за технологией; каждое из 2 006 соединений несёт своё свидетельство — статью, белая книга или рисунок либо только пресс-страницу или вывод — и проверено (✅), когда этот источник был открыт и в нём видна эта технология в этой машине, не проверено (🔎) иначе; каждое число §8 называет проверенную долю ячеек, на которых стоит. Машин без единой проверенной ячейки, входящих на этом уровне, — 22.
- Как читать заявление о преимуществе или о логических кубитах. Все заявления о «преимуществе» 2026 года — кандидаты, явно открытые для классического вызова; сертифицированная случайность, кросс-платформенные перекрёстные проверки (Qedma на Heron + Helios) и метрики класса точности слоя (layer fidelity) при полной нагрузке — вот что отделяет результат от пресс-релиза. Для логических кубитов Тройер и Наяк (Microsoft) вместе с Мартинисом (QOLAB) предлагают четыре условия масштабируемого логического кубита: он поддерживается многократной коррекцией ошибок в ходе вычисления; отказоустойчивый универсальный набор вентилей с декодированием и обратной связью в реальном времени и низкой задержкой; семейство кодов, логическая ошибка которого предсказуемо падает при добавлении кубитов; заслуживающий доверия путь к сотням–тысячам копий (препринт, сентябрь 2026) [242] — по §3.2 ни одна платформа пока не удовлетворяет всем четырём.
- Интерактивная карта. Что карта подсвечивает при любом сочетании архитектуры, технологии, значения линзы и машины, следует написанным правилам; каждая сборка перед публикацией сверяется с независимой реализацией этих правил, а правила опубликованы в репозитории.
- Известные расхожденияГде два источника дают две цифры, верх берёт статья, а цифра блога или прессы приводится, пока она в ходу: SPAM Helios 4.8×10-4 (arXiv) vs 3.3×10-4 (Nature); Ocelot d=3 1.72% (блог) vs 1.75% (статья); Λ поверхностный код Google 2.14 (статья) vs 2.31 (блог); «2.14× ниже порога» для 448 атомов Harvard (аннотация Nature) vs ранний пресс-пересказ arXiv-версии; время чётности Majorana 2 «20 с в среднем» (Microsoft) vs «характерное ~20 с» (статья) vs 22 ± 1 с (анализ); Diraq «тысячи к 2029» (июль 2026) vs «150 тыс. к 2029» (август 2026); дата ввода Magne — конец 2026 в анонсах 2025 года, «начало 2027» на странице QuNorth и в новостях о площадке за сентябрь 2026 [164]; оценка Quantinuum на IPO $14–17.6 млрд по разным источникам.
6.1 Что источники не подтвердили (на 26 сентября 2026 года)
таблица
| Ожидание | Что показывают первоисточники | Положение |
|---|---|---|
| Преемник Willow / многочиповый результат Google | Ничего не опубликовано на 26 сентября 2026 года: посты Google октября 2025 и марта 2026 по-прежнему описывают Willow (105 q) как текущий чип; QEC-статья июля 2026 выполнена на Willow; ни межкриостатных, ни многочиповых результатов [2], [9] | не найдено |
| Λ для рекорда июля 2026 (7.72×10⁻⁴ при d=7) | Не сообщается: статья (arXiv:2511.08493 → Nature 655, 879) даёт LER при d=7 с AlphaQubit2, LER цветовой код d=5 8.19×10⁻³, ~20% выигрыш от RL и 3.5× устойчивость к дрейфу, но не численное Λ и не LER поверхностный код при d=3/d=5 [2], [9] | значение не опубликовано |
| Железо Kookaburra / Loon в 2026 | Kookaburra не поставлен; страница дорожной карты по-прежнему ставит его на 2026; Loon «демонстрирует все ключевые компоненты» без чисел производительности; Nighthawk r2 ожидается с 25× пропускной способностью Heron (будущее время); аппаратного результата по gross-коду нет [72]–[74] | ещё не поставлено |
| Запуск 1 000-кубитной машины Fujitsu | Запланирован на финансовый 2026 год (апр. 2026 – март 2027) в Fujitsu Technology Park; архитектура и точность не раскрыты; не запущена [75], [76] | ещё не поставлено |
| IQM / OQC в DARPA QBI | Ни одна из компаний не фигурирует ни в списках Stage A/B DARPA, ни в отборах 2026 года программы-продолжения DARPA QBIT [243]–[245] | не найдено |
| Длительности лазерных вентилей IonQ, точность Tempo | Forte: MS-вентили 550–883 µs (медиана 672 µs), 1Q 110 µs, SPAM 0.5% [100], [101]; Tempo: «точность 99.9%», #AQ 64 на регистре из 64 кубитов в одной цепочке (опытная система), времён вентилей нет; электронный вентиль Oxford Ionics 225.8 µs (2025), ≈120 µs (2024) [102] | отвечено |
| Метрики planqc 2025–26 | Ни одного релиза с аппаратными метриками после регистра из 1 200 атомов октября 2024; система DLR на 100 кубитов — весна 2027, LRZ на 1 000 кубитов (2×500) — «около 2027» — 1 000-кубитный демонстратор достиг TRL 5, а первое оборудование MAQCS прибыло в LRZ 9 сентября 2026, эксплуатация — к концу 2027 [C] [161]; грант €2.3 млн март 2026, без раунда [246], [247]; LOGIQC (атомы иттербия) отобран в германский конкурс Quantum Computing Competition, 22 сентября 2026 [G] [160] | сдвинуто; оборудование уже поступает |
| Позиция Intel | Программа жива без дорожной карты: 12-кубитный Tunnel Falls развёрнут в Argonne (январь 2026), «масштабирование до сотен точек»; страница квантовых исследований не менялась с августа 2025; нет ни преемника, ни заявления о выходе [207] | отвечено |
| 18-я компания QBI Stage A | Страница DARPA по-прежнему гласит: «объявлено 17 из 18 компаний; одна ещё на переговорах»; 18-я так и не названа. Список Stage A: 15 компаний 3 апреля 2025 + QuEra (29 апреля) + Google (9 сентября 2025); DARPA считает «20 оценённых компаний», включая Microsoft и PsiQuantum (US2QC) [243]–[245] | так и не названа |
| Обновление оценки Гидни для RSA-2048 в 2026 | Ревизии от Gidney/Ekerå нет; четыре другие оценки 2026 года: Pinnacle (qLDPC) < 100 тыс. физических кубитов [29]; Google ECDLP-256 < 0.5 млн кубитов за минуты [28]; Шор на нейтральных атомах с ~10⁴–2.6×10⁴ перестраиваемыми атомами (P-256 за дни, RSA-2048 на 1–2 порядка дольше) [30], [31]; IonQ на ионах в ловушках, secp256k1 (256-битная эллиптическая кривая): 19 397 ионов, ~1 450 логических, 25.7 дня на попытку (сентябрь 2026) [112] | заменён четырьмя статьями |
| Выбор DARPA QBI Stage C | Нет на 26 сентября 2026 года, кроме двух исполнителей US2QC (PsiQuantum, Microsoft). Stage B — «годовая» с ноября 2025; Q&A DARPA 2025 даёт Stage B ≈ 12 месяцев и Stage C ≈ 36 месяцев, что означает решения в конце 2026 / начале 2027; официальной даты нет [243]–[245] | ещё не поставлено |
| Статья Quantinuum о «почти пяти девятках логической» | Ни один препринт не назван основой заявления; релиз Q2-2026 повторяет заявление и даёт точность двухкубитных вентилей Helios 99.921% [123], [124]; ближайший публичный результат — Helix (препринт, сентябрь 2026): 4.6×10-5 на логический кубит за цикл QEC (≈99.995%) в новом коде [[20,2,6]] C₄-Helix, логический двухкубитный клиффордов вентиль 2.8×10-4 [5] | заявление компании; есть подходящий препринт, связь не подтверждена |
7Граф технологий — узлы, атрибуты, рёбра и что граф говорит сам
7.1 Правила построения
Узлы — технологии, а не платформы. Технология входит в граф, если она самостоятельна (её можно заменить, не трогая остальной стек) и принципиальна (замена сдвигает хотя бы один из четырёх выходов — канал ошибок, такт, число кубитов с учётом качества, путь масштабирования — на порядок). Платформа — это архитектура: по одной технологии на слой через десять слоёв — стек, читаемый от кубита вверх: носитель → кодирование → механизм вентиля → связность/транспорт → управление → считывание → код → декодер → межсоединение → производство. Где архитектура использует в слое больше одной технологии, та, которой она определена, — её типичный выбор — основная и нарисована на её линии; остальные — её альтернативы (§7.3).
Семь атрибутов узла (пространство проектирования, стабильно):
- (a) сродство носителя на спектре естественный ↔ искусственный (фотон = естественная частица в искусственно сформированных модах; донор/дефект = промежуточный; не зависящие от носителя = нейтральные);
- (b) характерное время, которое узел навязывает (лог-шкала), с признаком запутывания детерминированное / вероятностное с оповещением;
- (c) механизм измерения с нижней границей времени, деструктивностью и возможностью внутрисхемного измерения;
- (d) механизм подвижности/связности;
- (e) модальность управления и его размещение (температурная ступень: комнатная / 4 K / милликельвины; узел может нести несколько, первая — основная);
- (f) структура доминирующей ошибки как её видит код;
- (g) технология производства.
Атрибут — свойство, которое не сдвигается с ростом рекордов; всё, что сдвигается (точность, Λ, число кубитов, такт, стадия QBI, финансирование), — атрибут пространства оценки: датированный, с источником, прикреплён к узлу и никогда не используется для позиционирования. Участники и цели — аннотации на архитектурах.
Четыре типа рёбер: требует/обеспечивает (зависимость, читаемая в направлении поставки — «B» требуется технологии «A» — со стрелкой у A, технологии, которой нужно B; зависимость бывает жёсткой (без B технологии A не существует) или мягкой (B — обычный путь), а B может быть одним из группы технологий, любая из которых подошла бы; у каждой зависимости есть род — действует на носитель, маршрут изготовления, подача сигналов, система считывания, измерение или оповещение, связность, нужная коду, декодер ↔ код, определённое кодирование, строится из других операций, часть или уточнение — см. §7.8), альтернативы (две технологии, способные занять один и тот же слот слоя; отношение симметрично и не означает исключения — платформа может сочетать обе по модулям или уровням иерархии, например поверхностный код для обработки и gross-код для памяти), конфликтует (две технологии работают вместе только с элементом смягчения или при изменении третьего слоя; каждое ребро конфликта несёт механизм, измеренную цену, способ смягчения, статус — открыт / смягчён / обходится — и датированный источник, см. §7.8), определяет (узел → один из четырёх выходов, с источником, датой и числом).
Такт — не атрибут. Для каждой архитектуры он выводится как длительность одного раунда извлечения синдрома, t_round = d₂·(t_2Q + t_move) + d₁·t_1Q + t_meas + t_reset, где d₂ и d₁ — число слоёв двух- и однокубитных вентилей в коде архитектуры (из узла кода), t_2Q и t_meas — атрибуты вентиля и считывания, а t_1Q, t_move (транспорт между слоями вентилей, только подвижные платформы) и t_reset — стандартные рекорды; измеренный цикл QEC показан рядом как проверка. Из тех же рекордов выводятся ещё два такта: время реакции (измерение → обусловленная операция; опубликованный контур, если есть, иначе считывание + задержка декодера как нижняя граница) и операций на когерентность T₂/t_2Q, а экспозиция простоя за раунд t_round/T₂ сравнивается с измеренной ошибкой простоя.
Тест на пересечение (собственный термин карты). Вдоль оси естественный–искусственный атрибуты коррелируют: у естественных носителей по умолчанию оптическое управление при комнатной температуре, транспортная связность, ошибки типа потерь, медленное флуоресцентное считывание, оптическая/МЭМС-сборка; у искусственных — СВЧ/электрическое управление при комнатной температуре, статическая разводка ближайших соседей, паулиевские ошибки и утечка, быстрое дисперсионное/зарядовое считывание, литография. Технология — сквозная (на карте заштрихована), если в использующей её архитектуре она ломает эту корреляцию: естественный носитель + СВЧ-управление; искусственный + дальняя связность; искусственный + стирания; искусственный + управление или декодирование в холодной ступени; твердотельный носитель + фотонное межсоединение; естественный + суб-µs вентиль; естественный + считывание ≤ 30 µs; естественный + полупроводниковое/фотонно-чиповое производство. Пустые слоты — узлы без продемонстрированной технологии или слоты архитектур, в которых ничего нет.
7.2 Таблица узлов (110 технологий × 7 атрибутов)
Показать таблицу
| # | Слой | Технология | (a) сродство носителя | (b) время · запутывание | (c) считывание | (d) подвижность | (e) управление · размещение | (f) структура ошибки | (g) производство | статус · с года |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 Носитель кубита | Бозонная мода резонатора cavity |
искусственный | 316 ns; детерминированное | дисперсионное СВЧ; 1 µs; разрушающее=нет; внутрисхемное=да | общая шина (колебательные моды / резонатор) | СВЧ @ комнатная | потеря (стирание), смещённая | механическая обработка объёмных резонаторов | продемонстрировано · 2013 |
| 2 | 1 Носитель кубита | Флаксониум fluxonium |
искусственный | 50.1 ns; детерминированное | дисперсионное СВЧ; 316 ns; разрушающее=нет; внутрисхемное=да | статическая разводка ближайших соседей | низкочастотное электрическое @ комнатная | стохастическая паулиевская, когерентная / калибровочная | литография сверхпроводниковых схем | продемонстрировано · 2009 |
| 3 | 1 Носитель кубита | Потоковый кубит на ВЧ-СКВИДе (отжигатель) fluxq |
искусственный | 3.16 ns; н/п | дисперсионное СВЧ; 1 µs; разрушающее=нет; внутрисхемное=нет | дальние статические связи | низкочастотное электрическое @ милликельвиновая ступень | стохастическая паулиевская, когерентная / калибровочная | литография сверхпроводниковых схем | продемонстрировано · 2011 |
| 4 | 1 Носитель кубита | Майорановская чётность (тетрон InAs–Pb) majorana |
искусственный | 1 µs; детерминированное | радиочастотное измерение квантовой ёмкости (чётность); 100 µs; разрушающее=нет; внутрисхемное=да | статическая разводка ближайших соседей | низкочастотное электрическое @ комнатная | неизвестна / оспаривается | гетероструктуры A3B5 (МЛЭ) | формируется · 2025 |
| 5 | 1 Носитель кубита | Спин в квантовой точке, формируемой затворами (Si/SiGe, SiMOS, Ge) qd_spin |
искусственный | 50.1 ns; детерминированное | преобразование спина в заряд + радиочастотная рефлектометрия; 6.31 µs; разрушающее=нет; внутрисхемное=да | статическая разводка ближайших соседей | низкочастотное электрическое @ комнатная | когерентная / калибровочная, стохастическая паулиевская, утечка | КМОП-фабрика 300 mm | продемонстрировано · 2012 |
| 6 | 1 Носитель кубита | Трансмон transmon |
искусственный | 10 ns; детерминированное | дисперсионное СВЧ; 316 ns; разрушающее=нет; внутрисхемное=да | статическая разводка ближайших соседей | СВЧ @ комнатная | утечка, стохастическая паулиевская, коррелированные всплески, когерентная / калибровочная | литография сверхпроводниковых схем | продемонстрировано · 2007 |
| 7 | 1 Носитель кубита | Центр окраски / спин дефекта (NV, SiV, SnV, T-центр) defect |
промежуточный / не зависящий от носителя | 1 µs; детерминированное | флуоресценция (ФЭУ/SNSPD); 100 µs; разрушающее=нет; внутрисхемное=да | летающие кубиты (фотоны) | оптическое @ комнатная | стохастическая паулиевская, потеря (стирание) | выращивание алмаза / имплантация | продемонстрировано · 2004 |
| 8 | 1 Носитель кубита | Донорный спин (P в ²⁸Si) donor |
промежуточный / не зависящий от носителя | 1 µs; детерминированное | преобразование спина в заряд + радиочастотная рефлектометрия; 10 µs; разрушающее=нет; внутрисхемное=да | статическая разводка ближайших соседей | низкочастотное электрическое @ комнатная | стохастическая паулиевская | СТМ-литография | продемонстрировано · 2012 |
| 9 | 1 Носитель кубита | Одиночный фотон (дискретные переменные) photon |
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды) | 100 ns; вероятностное / с оповещением (heralded) | детектирование одиночных фотонов; 10 ns; разрушающее=да; внутрисхемное=нет | летающие кубиты (фотоны) | электрооптическое @ комнатная | потеря (стирание) | фабрика ФИС | продемонстрировано · 2001 |
| 10 | 1 Носитель кубита | Сжатая мода света (непрерывные переменные) squeezed |
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды) | 1 µs; вероятностное / с оповещением (heralded) | детектирование одиночных фотонов; 10 ns; разрушающее=да; внутрисхемное=нет | летающие кубиты (фотоны) | электрооптическое @ комнатная | гауссова (малые сдвиги), потеря (стирание) | фабрика ФИС | продемонстрировано · 2012 |
| 11 | 1 Носитель кубита | Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания ae_atom |
естественный | 251 ns; детерминированное | регистрация флуоресценции (камера); 501 µs; разрушающее=нет; внутрисхемное=да | физический транспорт | оптическое @ комнатная | преобразуемая в стирание, потеря (стирание) | оптическая / механическая сборка | продемонстрировано · 2019 |
| 12 | 1 Носитель кубита | Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете alkali |
естественный | 251 ns; детерминированное | регистрация флуоресценции (камера); 501 µs; разрушающее=нет; внутрисхемное=да | физический транспорт | оптическое @ комнатная | потеря (стирание), утечка, когерентная / калибровочная | оптическая / механическая сборка | продемонстрировано · 2016 |
| 13 | 1 Носитель кубита | Ион в ловушке ion |
естественный | 63.1 µs; детерминированное | флуоресценция (ФЭУ/SNSPD); 10 µs; разрушающее=нет; внутрисхемное=да | физический транспорт | оптическое @ комнатная | когерентная / калибровочная, утечка, стохастическая паулиевская | МЭМС / планарные ловушки | продемонстрировано · 1995 |
| 14 | 2 Кодирование | «Голый» физический кубит (без кодирования) enc_bare |
искусственный | — | — | — | — | утечка | — | продемонстрировано · 2007 |
| 15 | 2 Кодирование | Кошачье кодирование (смещённый шум) enc_cat |
искусственный | — | — | — | — | смещённая | — | продемонстрировано · 2020 |
| 16 | 2 Кодирование | Чисто обменное / синглет-триплетное спиновое кодирование enc_eo |
искусственный | — | — | — | — | утечка, когерентная / калибровочная | — | продемонстрировано · 2013 |
| 17 | 2 Кодирование | Кодирование в фермионной чётности (тетрон) enc_parity |
искусственный | — | — | — | — | неизвестна / оспаривается | — | только теория / проект · 2025 |
| 18 | 2 Кодирование | GKP-кодирование (решётка) enc_gkp |
гибридный (искусственная матрица) | — | — | — | — | гауссова (малые сдвиги) | — | формируется · 2020 |
| 19 | 2 Кодирование | Кодирование на одиночном спине (Лосса–ДиВинченцо) / ядерном спине enc_spin_ld |
гибридный (искусственная матрица) | — | — | — | — | когерентная / калибровочная, стохастическая паулиевская | — | продемонстрировано · 1998 |
| 20 | 2 Кодирование | Двухрельсовое кодирование (со стираниями) enc_dualrail |
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды) | — | — | — | — | преобразуемая в стирание | — | продемонстрировано · 2023 |
| 21 | 2 Кодирование | Time-bin / путевое фотонное кодирование enc_timebin |
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды) | — | — | — | — | потеря (стирание) | — | продемонстрировано · 1999 |
| 22 | 2 Кодирование | Аналоговый кубит основное–ридберговское состояние enc_gr |
естественный | — | — | — | — | потеря (стирание), когерентная / калибровочная | — | продемонстрировано · 2017 |
| 23 | 2 Кодирование | Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе enc_hf |
естественный | — | — | — | — | стохастическая паулиевская, утечка | — | продемонстрировано · 1995 |
| 24 | 2 Кодирование | Метастабильное («omg») кодирование со стираниями enc_omg |
естественный | — | — | — | — | преобразуемая в стирание | — | формируется · 2023 |
| 25 | 2 Кодирование | Оптический кубит на узком переходе (S–D иона, часовой переход атома) enc_opt |
естественный | — | — | — | — | стохастическая паулиевская, утечка | — | продемонстрировано · 2003 |
| 26 | 3 Механизм вентиля | Квантовый отжиг (аналоговая эволюция) g_anneal |
искусственный | 3.98 ns; н/п | — | дальние статические связи | низкочастотное электрическое @ милликельвиновая ступень | когерентная / калибровочная, стохастическая паулиевская | литография сверхпроводниковых схем | продемонстрировано · 2011 |
| 27 | 3 Механизм вентиля | Бозонные вентили через анциллу (CX кошачьих кубитов, CZ двухрельсовых, светоделитель) g_bos |
искусственный | 501 ns; детерминированное | — | общая шина (колебательные моды / резонатор) | СВЧ @ комнатная | преобразуемая в стирание, смещённая, стохастическая паулиевская | механическая обработка объёмных резонаторов | продемонстрировано · 2018 |
| 28 | 3 Механизм вентиля | Сохраняющий смещение CNOT между кошачьими кубитами g_catcnot |
искусственный | —; детерминированное | — | общая шина (колебательные моды / резонатор) | СВЧ @ комнатная | смещённая | литография сверхпроводниковых схем | пустой слот — технологии ещё нет · |
| 29 | 3 Механизм вентиля | Кросс-резонанс (фиксированная частота, только СВЧ) g_cr |
искусственный | 316 ns; детерминированное | — | статическая разводка ближайших соседей | СВЧ @ комнатная | когерентная / калибровочная, стохастическая паулиевская | литография сверхпроводниковых схем | продемонстрировано · 2011 |
| 30 | 3 Механизм вентиля | Электронный СВЧ-вентиль (ионы, без лазера: ближнее поле или статический градиент) g_elec |
искусственный | 200 µs; детерминированное | — | общая шина (колебательные моды / резонатор) | СВЧ @ комнатная | стохастическая паулиевская, когерентная / калибровочная | МЭМС / планарные ловушки | продемонстрировано · 2024 |
| 31 | 3 Механизм вентиля | Обменный вентиль (спины; вкл. CZ на переносимых спинах) g_exch |
искусственный | 100 ns; детерминированное | — | статическая разводка ближайших соседей | низкочастотное электрическое @ комнатная | когерентная / калибровочная, стохастическая паулиевская, утечка | КМОП-фабрика 300 mm | продемонстрировано · 2018 |
| 32 | 3 Механизм вентиля | Майорановский вентиль через измерения g_mbq |
искусственный | —; детерминированное | — | статическая разводка ближайших соседей | низкочастотное электрическое @ комнатная | неизвестна / оспаривается | гетероструктуры A3B5 (МЛЭ) | пустой слот — технологии ещё нет · |
| 33 | 3 Механизм вентиля | CZ / iSWAP через перестраиваемый элемент связи g_tc |
искусственный | 39.8 ns; детерминированное | — | статическая разводка ближайших соседей | СВЧ @ комнатная | когерентная / калибровочная, утечка, стохастическая паулиевская | литография сверхпроводниковых схем | продемонстрировано · 2014 |
| 34 | 3 Механизм вентиля | СВЧ / оптические спиновые вентили (центры окраски, однокубитные спины) g_mwspin |
промежуточный / не зависящий от носителя | 1 µs; детерминированное | — | статическая разводка ближайших соседей | СВЧ @ комнатная | стохастическая паулиевская, когерентная / калибровочная | выращивание алмаза / имплантация | продемонстрировано · 2004 |
| 35 | 3 Механизм вентиля | Гауссовы вентили на непрерывных переменных + негауссовы операции с помощью GKP g_cv |
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды) | 1 µs; детерминированное | — | летающие кубиты (фотоны) | электрооптическое @ комнатная | гауссова (малые сдвиги), потеря (стирание) | фабрика ФИС | продемонстрировано · 2020 |
| 36 | 3 Механизм вентиля | Линейно-оптическое слияние (с оповещением) g_fusion |
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды) | 100 ns; вероятностное / с оповещением (heralded) | — | летающие кубиты (фотоны) | электрооптическое @ комнатная | потеря (стирание) | фабрика ФИС | продемонстрировано · 2005 |
| 37 | 3 Механизм вентиля | Программируемый линейно-оптический интерферометр (без запутывающего примитива) g_lointer |
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды) | — | — | летающие кубиты (фотоны) | электрооптическое @ комнатная | потеря (стирание) | оптическая / механическая сборка | продемонстрировано · 2020 |
| 38 | 3 Механизм вентиля | Генератор многофотонных ресурсных состояний (RSG; 6-ring и т.п.) src_resource |
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды) | —; вероятностное / с оповещением (heralded) | — | летающие кубиты (фотоны) | электрооптическое @ комнатная | потеря (стирание) | фабрика ФИС | пустой слот — технологии ещё нет · |
| 39 | 3 Механизм вентиля | Вентиль Мёльмера–Соренсена / на световом сдвиге (лазерный) g_ms |
естественный | 63.1 µs; детерминированное | — | общая шина (колебательные моды / резонатор) | оптическое @ комнатная | когерентная / калибровочная, утечка, стохастическая паулиевская | оптическая / механическая сборка | продемонстрировано · 2003 |
| 40 | 3 Механизм вентиля | CZ через ридберговскую блокаду g_ryd |
естественный | 251 ns; детерминированное | — | физический транспорт | оптическое @ комнатная | потеря (стирание), утечка, когерентная / калибровочная | оптическая / механическая сборка | продемонстрировано · 2010 |
| 41 | 3 Механизм вентиля | Аналоговая эволюция под ридберговским гамильтонианом g_rydanalog |
естественный | — | — | — | оптическое @ комнатная | когерентная / калибровочная, потеря (стирание) | оптическая / механическая сборка | продемонстрировано · 2017 |
| 42 | 4 Связность / транспорт | Кроссбар с общими линиями (спины) cx_crossbar |
искусственный | — | — | кроссбар с общими линиями | низкочастотное электрическое @ комнатная | когерентная / калибровочная | КМОП-фабрика 300 mm | формируется · 2023 |
| 43 | 4 Связность / транспорт | Дальние элементы связи на чипе (c-couplers, mm-масштаб) cx_lr |
искусственный | — | — | дальние статические связи | — | когерентная / калибровочная | литография сверхпроводниковых схем | формируется · 2023 |
| 44 | 4 Связность / транспорт | Статическая решётка со связью ближайших соседей cx_nn |
искусственный | — | — | статическая разводка ближайших соседей | — | когерентная / калибровочная | литография сверхпроводниковых схем | продемонстрировано · 2014 |
| 45 | 4 Связность / транспорт | Перемещение спинов (конвейерный режим) cx_shuttle |
искусственный | 200 ns; н/п | — | физический транспорт | — | когерентная / калибровочная | КМОП-фабрика 300 mm | формируется · 2025 |
| 46 | 4 Связность / транспорт | Фотонная коммутация / маршрутизация (электрооптика, прямая связь) cx_switch |
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды) | 1 µs; н/п | — | летающие кубиты (фотоны) | электрооптическое @ комнатная | потеря (стирание) | фабрика ФИС | продемонстрировано · 2015 |
| 47 | 4 Связность / транспорт | Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) cx_aod |
естественный | 1 ms; н/п | — | физический транспорт | — | потеря (стирание) | оптическая / механическая сборка | продемонстрировано · 2022 |
| 48 | 4 Связность / транспорт | Шина на колебательных модах ионной цепочки (все со всеми в цепочке) cx_bus |
естественный | — | — | общая шина (колебательные моды / резонатор) | — | когерентная / калибровочная | МЭМС / планарные ловушки | продемонстрировано · 2003 |
| 49 | 4 Связность / транспорт | Перемещение ионов (QCCD, перекрёстки, решётчатые ловушки) cx_qccd |
естественный | 2 ms; н/п | — | физический транспорт | — | когерентная / калибровочная | МЭМС / планарные ловушки | продемонстрировано · 2002 |
| 50 | 4 Связность / транспорт | Непрерывная дозагрузка атомов (резервуар + оптический конвейер) cx_reload |
естественный | 79.4 ms; н/п | — | физический транспорт | оптическое @ комнатная | потеря (стирание) | оптическая / механическая сборка | продемонстрировано · 2024 |
| 51 | 5 Управление | Электрическое управление в основной полосе частот (спины, майораны) ct_base |
искусственный | — | — | — | низкочастотное электрическое @ комнатная | когерентная / калибровочная | КМОП-фабрика 300 mm | продемонстрировано · 2012 |
| 52 | 5 Управление | Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK) ct_cryocmos |
искусственный | — | — | — | СВЧ @ ступень 4 K / милликельвиновая ступень | когерентная / калибровочная | КМОП-фабрика 300 mm | продемонстрировано · 2024 |
| 53 | 5 Управление | Мультиплексирование потоковых ЦАП на чипе ct_fluxdac |
искусственный | — | — | — | низкочастотное электрическое @ милликельвиновая ступень | когерентная / калибровочная | литография сверхпроводниковых схем | продемонстрировано · 2026 |
| 54 | 5 Управление | СВЧ-управление, интегрированное в чип (ионы) ct_ionmw |
искусственный | — | — | — | СВЧ @ комнатная | стохастическая паулиевская | МЭМС / планарные ловушки | продемонстрировано · 2024 |
| 55 | 5 Управление | Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит ct_rt |
искусственный | — | — | — | СВЧ @ комнатная | когерентная / калибровочная | литография сверхпроводниковых схем | продемонстрировано · 2007 |
| 56 | 5 Управление | Цифровое управление на БОК-логике (4 K / mK) ct_sfq |
искусственный | — | — | — | СВЧ @ ступень 4 K / милликельвиновая ступень | стохастическая паулиевская | литография сверхпроводниковых схем | формируется · 2026 |
| 57 | 5 Управление | Вертикальный (внеплоскостной) подвод сигналов — VIO, коаксмон, 3D разводка ct_vio |
искусственный | — | — | — | СВЧ @ комнатная | когерентная / калибровочная | литография сверхпроводниковых схем | продемонстрировано · 2016 |
| 58 | 5 Управление | Электрооптическое управление + электроника прямой связи (комн. т.) ct_eo |
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды) | — | — | — | электрооптическое @ комнатная | потеря (стирание) | фабрика ФИС | продемонстрировано · 2020 |
| 59 | 5 Управление | Пинцеты от ФИС / интегральная оптика для атомов ct_pic_trap |
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды) | — | — | — | оптическое @ комнатная | когерентная / калибровочная | фабрика ФИС | формируется · 2026 |
| 60 | 5 Управление | Свободнопространственная лазерная адресация ионов (пучки АОМ/АОД) ct_ionaod |
естественный | — | — | — | оптическое @ комнатная | когерентная / калибровочная | оптическая / механическая сборка | продемонстрировано · 2016 |
| 61 | 5 Управление | Лазерное управление с интегральной фотоникой (ионы) ct_ionlaser |
естественный | — | — | — | оптическое @ комнатная | когерентная / калибровочная | фабрика ФИС | продемонстрировано · 2020 |
| 62 | 5 Управление | Оптическое управление лазером через АОД/SLM (атомы) ct_laser |
естественный | — | — | — | оптическое @ комнатная | когерентная / калибровочная | оптическая / механическая сборка | продемонстрировано · 2016 |
| 63 | 6 Считывание | Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла) ro_disp |
искусственный | — | дисперсионное СВЧ; 282 ns; разрушающее=нет; внутрисхемное=да | — | СВЧ @ комнатная | утечка | литография сверхпроводниковых схем | продемонстрировано · 2005 |
| 64 | 6 Считывание | Считывание потока через QFP / СКВИД и сдвиговые регистры (отжигатели) ro_fluxro |
искусственный | — | защёлка потока (QFP/СКВИД); 100 µs; разрушающее=да; внутрисхемное=нет | — | низкочастотное электрическое @ милликельвиновая ступень | стохастическая паулиевская | литография сверхпроводниковых схем | продемонстрировано · 2011 |
| 65 | 6 Считывание | Радиочастотное считывание чётности по квантовой ёмкости ro_qcap |
искусственный | — | радиочастотное измерение квантовой ёмкости (чётность); 100 µs; разрушающее=нет; внутрисхемное=да | — | низкочастотное электрическое @ комнатная | неизвестна / оспаривается | гетероструктуры A3B5 (МЛЭ) | формируется · 2025 |
| 66 | 6 Считывание | Быстрый безусловный / диссипативный сброс кубита ro_reset |
искусственный | — | — | — | СВЧ @ комнатная | утечка | литография сверхпроводниковых схем | продемонстрировано · 2018 |
| 67 | 6 Считывание | Преобразование спина в заряд + радиочастотная рефлектометрия ro_s2c |
искусственный | — | преобразование спина в заряд + радиочастотная рефлектометрия; 6.31 µs; разрушающее=нет; внутрисхемное=да | — | низкочастотное электрическое @ комнатная | когерентная / калибровочная | КМОП-фабрика 300 mm | продемонстрировано · 2004 |
| 68 | 6 Считывание | Внутрисхемная проверка стирания ro_erasure |
промежуточный / не зависящий от носителя | — | проверка стирания через анциллу; 398 ns; разрушающее=нет; внутрисхемное=да | — | СВЧ @ комнатная | преобразуемая в стирание | — | продемонстрировано · 2023 |
| 69 | 6 Считывание | Гомодинное детектирование квадратур (непрерывные переменные) ro_homodyne |
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды) | — | гомодинное измерение квадратуры; 1 µs; разрушающее=да; внутрисхемное=да | — | электрооптическое @ комнатная | гауссова (малые сдвиги) | фабрика ФИС | продемонстрировано · 2012 |
| 70 | 6 Считывание | Детектирование одиночных фотонов (SNSPD / TES) ro_spd |
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды) | — | детектирование одиночных фотонов; 10 ns; разрушающее=да; внутрисхемное=нет | — | электрооптическое @ ступень 4 K | потеря (стирание) | фабрика ФИС | продемонстрировано · 2001 |
| 71 | 6 Считывание | Детектирование состояния по флуоресценции (ионы, дефекты) ro_fluor |
естественный | — | флуоресценция (ФЭУ/SNSPD); 100 µs; разрушающее=нет; внутрисхемное=да | — | оптическое @ комнатная | стохастическая паулиевская | оптическая / механическая сборка | продемонстрировано · 1995 |
| 72 | 6 Считывание | Регистрация флуоресценции массивов атомов ro_img |
естественный | — | регистрация флуоресценции (камера); 501 µs; разрушающее=нет; внутрисхемное=да | — | оптическое @ комнатная | потеря (стирание) | оптическая / механическая сборка | продемонстрировано · 2016 |
| 73 | 7 Код | Бозонное каскадирование (repetition-cat, LDPC-cat, GKP+qLDPC) code_bosonic |
гибридный (искусственная матрица) | — | — | статическая разводка ближайших соседей | — | смещённая, гауссова (малые сдвиги) | — | формируется · 2024 |
| 74 | 7 Код | Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили) code_color |
промежуточный / не зависящий от носителя | — | — | статическая разводка ближайших соседей | — | стохастическая паулиевская | — | продемонстрировано · 2024 |
| 75 | 7 Код | Коды обнаружения ошибок ([[4,2,2]], поверхностный d = 2, iceberg, пространственно-временные) code_detect |
промежуточный / не зависящий от носителя | — | — | статическая разводка ближайших соседей | — | стохастическая паулиевская | — | продемонстрировано · 2017 |
| 76 | 7 Код | Коды, адаптированные к стираниям code_erasure |
промежуточный / не зависящий от носителя | — | — | статическая разводка ближайших соседей | — | преобразуемая в стирание | — | формируется · 2025 |
| 77 | 7 Код | Фабрика магических состояний (культивация / дистилляция / переключение кодов) code_magic |
промежуточный / не зависящий от носителя | — | — | статическая разводка ближайших соседей | — | стохастическая паулиевская | — | продемонстрировано · 2025 |
| 78 | 7 Код | Смягчение ошибок в слоте кода (ZNE, PEC) — не код code_mitig |
промежуточный / не зависящий от носителя | — | — | статическая разводка ближайших соседей | — | стохастическая паулиевская | — | продемонстрировано · 2017 |
| 79 | 7 Код | Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») code_qldpc |
промежуточный / не зависящий от носителя | — | — | дальние статические связи | — | стохастическая паулиевская | — | формируется · 2025 |
| 80 | 7 Код | Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) code_surface |
промежуточный / не зависящий от носителя | — | — | статическая разводка ближайших соседей | — | стохастическая паулиевская | — | продемонстрировано · 2023 |
| 81 | 7 Код | Отказоустойчивость на основе слияний code_fusion |
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды) | — | — | летающие кубиты (фотоны) | — | потеря (стирание) | — | только теория / проект · |
| 82 | 7 Код | Алгоритмическая отказоустойчивость / трансверсальные архитектуры code_aft |
естественный | — | — | физический транспорт | — | стохастическая паулиевская | — | формируется · 2025 |
| 83 | 7 Код | Высокоскоростные каскадные коды с трансверсальными вентилями code_highrate |
естественный | — | — | физический транспорт | — | стохастическая паулиевская | — | продемонстрировано · 2024 |
| 84 | 8 Декодер | Криогенный декодер / декодер на чипе (крио-КМОП, БОК) dec_cryo |
искусственный | — | — | — | СВЧ @ милликельвиновая ступень | стохастическая паулиевская | литография сверхпроводниковых схем | пустой слот — технологии ещё нет · |
| 85 | 8 Декодер | RL-калибровка в контуре / подстройка управления dec_rl |
искусственный | — | — | — | — | когерентная / калибровочная | — | продемонстрировано · 2026 |
| 86 | 8 Декодер | ПЛИС-декодеры реального времени (LCD, Deltaflow) dec_fpga |
промежуточный / не зависящий от носителя | — | — | — | — | стохастическая паулиевская | — | продемонстрировано · 2025 |
| 87 | 8 Декодер | GPU-декодирование через NVQLink dec_gpu |
промежуточный / не зависящий от носителя | — | — | — | — | стохастическая паулиевская | — | продемонстрировано · 2025 |
| 88 | 8 Декодер | MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) dec_mwpm |
промежуточный / не зависящий от носителя | — | — | — | — | стохастическая паулиевская | — | продемонстрировано · 2015 |
| 89 | 8 Декодер | Нейросетевые декодеры (AlphaQubit 2, CNN, трансформеры) dec_nn |
промежуточный / не зависящий от носителя | — | — | — | — | стохастическая паулиевская | — | продемонстрировано · 2024 |
| 90 | 8 Декодер | Relay-BP для qLDPC (ПЛИС) dec_relaybp |
промежуточный / не зависящий от носителя | — | — | — | — | стохастическая паулиевская | — | продемонстрировано · 2025 |
| 91 | 8 Декодер | Коррелированное декодирование / декодирование с учётом потерь (трансверсальные вентили, потеря атомов) dec_corr |
естественный | — | — | — | — | потеря (стирание), преобразуемая в стирание | — | продемонстрировано · 2025 |
| 92 | 9 Межсоединение | Криогенная СВЧ-линия связи между криостатами ic_cryolink |
искусственный | — | — | дальние статические связи | СВЧ @ милликельвиновая ступень | потеря (стирание), когерентная / калибровочная | литография сверхпроводниковых схем | формируется · 2020 |
| 93 | 9 Межсоединение | Криогенная разводка сигналов для спиновых массивов (кристалл-маршрутизатор, 3D многослойная разводка) ic_fanout |
искусственный | — | — | статическая разводка ближайших соседей | низкочастотное электрическое @ ступень 4 K / милликельвиновая ступень | когерентная / калибровочная | КМОП-фабрика 300 mm | формируется · 2025 |
| 94 | 9 Межсоединение | Многокристальные модули / l-couplers (один криостат) ic_mcm |
искусственный | — | — | дальние статические связи | СВЧ @ милликельвиновая ступень | когерентная / калибровочная | литография сверхпроводниковых схем | формируется · 2025 |
| 95 | 9 Межсоединение | Многокристальная сборка в одном модуле (flip-chip, bump-bonding с управляющим кристаллом) ic_multidie |
искусственный | — | — | статическая разводка ближайших соседей | СВЧ @ милликельвиновая ступень | когерентная / калибровочная | литография сверхпроводниковых схем | продемонстрировано · 2017 |
| 96 | 9 Межсоединение | СВЧ-оптический преобразователь (полезной эффективности) ic_transducer |
искусственный | — | — | летающие кубиты (фотоны) | электрооптическое @ милликельвиновая ступень | потеря (стирание) | фабрика ФИС | пустой слот — технологии ещё нет · |
| 97 | 9 Межсоединение | Твердотельный спин-фотонный интерфейс (SiV, NV, T-центр) ic_spinphoton |
промежуточный / не зависящий от носителя | — | — | летающие кубиты (фотоны) | оптическое @ комнатная | потеря (стирание) | выращивание алмаза / имплантация | продемонстрировано · 2013 |
| 98 | 9 Межсоединение | Волоконные линии связи между фотонными модулями ic_fibre |
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды) | — | — | летающие кубиты (фотоны) | электрооптическое @ комнатная | потеря (стирание) | фабрика ФИС | продемонстрировано · 2025 |
| 99 | 9 Межсоединение | Атом-фотонный интерфейс через резонатор ic_atomcavity |
естественный | — | — | летающие кубиты (фотоны) | оптическое @ комнатная | потеря (стирание) | оптическая / механическая сборка | формируется · 2024 |
| 100 | 9 Межсоединение | Ион-фотонный интерфейс ic_ionphoton |
естественный | — | — | летающие кубиты (фотоны) | оптическое @ комнатная | потеря (стирание) | оптическая / механическая сборка | продемонстрировано · 2007 |
| 101 | 10 Производство | Объёмные сверхпроводниковые резонаторы (механическая обработка) fab_3d |
искусственный | — | — | — | — | потеря (стирание) | механическая обработка объёмных резонаторов | продемонстрировано · 2013 |
| 102 | 10 Производство | КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка) fab_cmos |
искусственный | — | — | — | — | когерентная / калибровочная | КМОП-фабрика 300 mm | продемонстрировано · 2022 |
| 103 | 10 Производство | Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) fab_sc |
искусственный | — | — | — | — | когерентная / калибровочная | литография сверхпроводниковых схем | продемонстрировано · 2007 |
| 104 | 10 Производство | Гетероструктуры A3B5 (МЛЭ; проволоки InAs–Pb, КТ-источники) fab_mbe |
гибридный (искусственная матрица) | — | — | — | — | неизвестна / оспаривается | гетероструктуры A3B5 (МЛЭ) | продемонстрировано · 2015 |
| 105 | 10 Производство | Выращивание алмаза / имплантация (NV, SiV, SnV) fab_diamond |
промежуточный / не зависящий от носителя | — | — | — | — | стохастическая паулиевская | выращивание алмаза / имплантация | продемонстрировано · 2010 |
| 106 | 10 Производство | СТМ-литография (доноры) fab_stm |
промежуточный / не зависящий от носителя | — | — | — | — | стохастическая паулиевская | СТМ-литография | продемонстрировано · 2012 |
| 107 | 10 Производство | Сборка из объёмной оптики и волокна (фотонные сэмплеры) fab_bulk |
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды) | — | — | — | — | потеря (стирание) | оптическая / механическая сборка | продемонстрировано · 2020 |
| 108 | 10 Производство | Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm) fab_pic |
фотон (естественная частица, искусственно сформированные моды) | — | — | — | — | потеря (стирание) | фабрика ФИС | продемонстрировано · 2015 |
| 109 | 10 Производство | Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) fab_optics |
естественный | — | — | — | — | когерентная / калибровочная | оптическая / механическая сборка | продемонстрировано · 2016 |
| 110 | 10 Производство | Изготовление ионных ловушек (планарные чипы; фрезерованные 3D ловушки-лезвия) fab_trap |
естественный | — | — | — | — | когерентная / калибровочная | МЭМС / планарные ловушки | продемонстрировано · 2006 |
7.3 Архитектуры слой за слоем — технология каждой в каждом из десяти слоёв (альтернативы в скобках)
Каждая строка — архитектура, каждый столбец — один из десяти слоёв §7.1. В ячейке — технология, через которую на карте проходит линия архитектуры: её основная технология в этом слое, типичный выбор, которым архитектура определена, — и в скобках альтернативы: технологии, которыми та же архитектура тоже пользуется или пользовалась в этом слое (полутоновые квадраты карты). ∅ — слой, для которого у архитектуры технологии нет (эти пустые слоты перечислены в §7.6); ✗ — технология, которая сама является пустым слотом: имя того, чего ещё никто не построил.
таблица
| Архитектура | 1 Носитель кубита | 2 Кодирование | 3 Механизм вентиля | 4 Связность / транспорт | 5 Управление | 6 Считывание | 7 Код | 8 Декодер | 9 Межсоединение | 10 Производство |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи — IBM (Heron, Nighthawk), Google (Willow), Rigetti, IQM, OQC, USTC/Zhejiang, Fujitsu/RIKEN, QuantWare | Трансмон (Флаксониум) | «Голый» физический кубит (без кодирования) | CZ / iSWAP через перестраиваемый элемент связи (Кросс-резонанс (фиксированная частота, только СВЧ)) | Статическая решётка со связью ближайших соседей (Дальние элементы связи на чипе (c-couplers, mm-масштаб)) | Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит (Вертикальный (внеплоскостной) подвод сигналов — VIO, коаксмон, 3D разводка; Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK); Цифровое управление на БОК-логике (4 K / mK)) | Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла) (Быстрый безусловный / диссипативный сброс кубита) | Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) (Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили); Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross»); Фабрика магических состояний (культивация / дистилляция / переключение кодов); Коды обнаружения ошибок ([[4,2,2]], поверхностный d = 2, iceberg, пространственно-временные); Смягчение ошибок в слоте кода (ZNE, PEC) — не код) | Нейросетевые декодеры (AlphaQubit 2, CNN, трансформеры) (MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание); ПЛИС-декодеры реального времени (LCD, Deltaflow); Relay-BP для qLDPC (ПЛИС); RL-калибровка в контуре / подстройка управления; GPU-декодирование через NVQLink; Криогенный декодер / декодер на чипе (крио-КМОП, БОК)) | Многокристальные модули / l-couplers (один криостат) (Многокристальная сборка в одном модуле (flip-chip, bump-bonding с управляющим кристаллом); Криогенная СВЧ-линия связи между криостатами; СВЧ-оптический преобразователь (полезной эффективности)) | Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) (КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка)) |
| Бозонные кубиты в резонаторах — кошачьи кубиты и GKP — Alice & Bob, AWS, Nord Quantique | Бозонная мода резонатора | Кошачье кодирование (смещённый шум) (GKP-кодирование (решётка)) | Бозонные вентили через анциллу (CX кошачьих кубитов, CZ двухрельсовых, светоделитель) (Сохраняющий смещение CNOT между кошачьими кубитами) | Статическая решётка со связью ближайших соседей | Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит | Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла) | Бозонное каскадирование (repetition-cat, LDPC-cat, GKP+qLDPC) | MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) | Многокристальные модули / l-couplers (один криостат) (Многокристальная сборка в одном модуле (flip-chip, bump-bonding с управляющим кристаллом)) | Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) (Объёмные сверхпроводниковые резонаторы (механическая обработка)) |
| Двухрельсовые кубиты со стираниями — D-Wave/QCI, AWS, SUSTech | Бозонная мода резонатора (Трансмон) | Двухрельсовое кодирование (со стираниями) | Бозонные вентили через анциллу (CX кошачьих кубитов, CZ двухрельсовых, светоделитель) | Статическая решётка со связью ближайших соседей | Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит (Вертикальный (внеплоскостной) подвод сигналов — VIO, коаксмон, 3D разводка; Мультиплексирование потоковых ЦАП на чипе) | Внутрисхемная проверка стирания (Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла)) | Коды, адаптированные к стираниям | MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) | Многокристальные модули / l-couplers (один криостат) (Многокристальная сборка в одном модуле (flip-chip, bump-bonding с управляющим кристаллом)) | Объёмные сверхпроводниковые резонаторы (механическая обработка) (Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm)) |
| Ионы в ловушках — QCCD (перемещение между зонами) — Quantinuum (H1, H2, Helios, Sol), Universal Quantum | Ион в ловушке | Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе | Вентиль Мёльмера–Соренсена / на световом сдвиге (лазерный) (Электронный СВЧ-вентиль (ионы, без лазера: ближнее поле или статический градиент)) | Перемещение ионов (QCCD, перекрёстки, решётчатые ловушки) | Свободнопространственная лазерная адресация ионов (пучки АОМ/АОД) (Лазерное управление с интегральной фотоникой (ионы); СВЧ-управление, интегрированное в чип (ионы)) | Детектирование состояния по флуоресценции (ионы, дефекты) | Высокоскоростные каскадные коды с трансверсальными вентилями (Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили); Фабрика магических состояний (культивация / дистилляция / переключение кодов); Коды обнаружения ошибок ([[4,2,2]], поверхностный d = 2, iceberg, пространственно-временные)) | GPU-декодирование через NVQLink (MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание)) | Ион-фотонный интерфейс | Изготовление ионных ловушек (планарные чипы; фрезерованные 3D ловушки-лезвия) (Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы); КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка); Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm)) |
| Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией — IonQ (Aria, Forte, Tempo), AQT, Qudoor, Maryland/Duke (EURIQA), Innsbruck | Ион в ловушке | Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе (Оптический кубит на узком переходе (S–D иона, часовой переход атома); Метастабильное («omg») кодирование со стираниями) | Вентиль Мёльмера–Соренсена / на световом сдвиге (лазерный) | Шина на колебательных модах ионной цепочки (все со всеми в цепочке) | Свободнопространственная лазерная адресация ионов (пучки АОМ/АОД) (Лазерное управление с интегральной фотоникой (ионы)) | Детектирование состояния по флуоресценции (ионы, дефекты) | Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») (Высокоскоростные каскадные коды с трансверсальными вентилями; Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили); Коды обнаружения ошибок ([[4,2,2]], поверхностный d = 2, iceberg, пространственно-временные); Фабрика магических состояний (культивация / дистилляция / переключение кодов)) | MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) (Relay-BP для qLDPC (ПЛИС)) | Ион-фотонный интерфейс | Изготовление ионных ловушек (планарные чипы; фрезерованные 3D ловушки-лезвия) (Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы); Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm)) |
| Ионы в ловушках — электронное управление кубитами (СВЧ / РЧ вентили) — Oxford Ionics (IonQ), eleQtron, QUDORA, Universal Quantum | Ион в ловушке | Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе (Метастабильное («omg») кодирование со стираниями) | Электронный СВЧ-вентиль (ионы, без лазера: ближнее поле или статический градиент) | Шина на колебательных модах ионной цепочки (все со всеми в цепочке) (Перемещение ионов (QCCD, перекрёстки, решётчатые ловушки)) | СВЧ-управление, интегрированное в чип (ионы) | Детектирование состояния по флуоресценции (ионы, дефекты) | Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») (Высокоскоростные каскадные коды с трансверсальными вентилями) | Relay-BP для qLDPC (ПЛИС) (MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание)) | Ион-фотонный интерфейс | Изготовление ионных ловушек (планарные чипы; фрезерованные 3D ловушки-лезвия) (КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка); Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы)) |
| Ридберговский массив пинцетов — щелочные атомы (Rb/Cs) — Harvard/MIT, QuEra (Gemini), Pasqal (Orion), Infleqtion, Google (2026; species not stated) | Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете | Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе | CZ через ридберговскую блокаду | Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) (Непрерывная дозагрузка атомов (резервуар + оптический конвейер)) | Оптическое управление лазером через АОД/SLM (атомы) (Пинцеты от ФИС / интегральная оптика для атомов) | Регистрация флуоресценции массивов атомов | Высокоскоростные каскадные коды с трансверсальными вентилями (Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты); Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили); Алгоритмическая отказоустойчивость / трансверсальные архитектуры; Фабрика магических состояний (культивация / дистилляция / переключение кодов)) | Коррелированное декодирование / декодирование с учётом потерь (трансверсальные вентили, потеря атомов) (Нейросетевые декодеры (AlphaQubit 2, CNN, трансформеры); GPU-декодирование через NVQLink; MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание)) | Атом-фотонный интерфейс через резонатор | Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) (Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm)) |
| Ридберговский массив пинцетов — щёлочноземельные атомы (Yb/Sr), естественные стирания — Atom Computing/Microsoft, Princeton, Caltech, planqc, Yaqumo | Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания | Метастабильное («omg») кодирование со стираниями (Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе; Оптический кубит на узком переходе (S–D иона, часовой переход атома)) | CZ через ридберговскую блокаду | Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) (Непрерывная дозагрузка атомов (резервуар + оптический конвейер)) | Оптическое управление лазером через АОД/SLM (атомы) | Регистрация флуоресценции массивов атомов (Внутрисхемная проверка стирания) | Коды, адаптированные к стираниям (Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты)) | Коррелированное декодирование / декодирование с учётом потерь (трансверсальные вентили, потеря атомов) (MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание)) | Атом-фотонный интерфейс через резонатор | Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) |
| Аналоговый симулятор на нейтральных атомах (ридберговские массивы, решёточные газы) — QuEra (Aquila), Pasqal (Fresnel; Orion in analogue mode), ICFO (QUIONE) | Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете (Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания) | Аналоговый кубит основное–ридберговское состояние | Аналоговая эволюция под ридберговским гамильтонианом | Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) | Оптическое управление лазером через АОД/SLM (атомы) | Регистрация флуоресценции массивов атомов | ∅ | ∅ | ∅ | Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) |
| Фотоника на основе слияний (FBQC) — PsiQuantum (Omega), Quandela, QuiX | Одиночный фотон (дискретные переменные) | Time-bin / путевое фотонное кодирование (Двухрельсовое кодирование (со стираниями)) | Линейно-оптическое слияние (с оповещением) (Генератор многофотонных ресурсных состояний (RSG; 6-ring и т.п.)) | Фотонная коммутация / маршрутизация (электрооптика, прямая связь) | Электрооптическое управление + электроника прямой связи (комн. т.) | Детектирование одиночных фотонов (SNSPD / TES) | Отказоустойчивость на основе слияний | MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) | Волоконные линии связи между фотонными модулями | Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm) (Гетероструктуры A3B5 (МЛЭ; проволоки InAs–Pb, КТ-источники)) |
| Фотоника на непрерывных переменных — GKP — Xanadu (Aurora) | Сжатая мода света (непрерывные переменные) | GKP-кодирование (решётка) | Гауссовы вентили на непрерывных переменных + негауссовы операции с помощью GKP (Линейно-оптическое слияние (с оповещением)) | Фотонная коммутация / маршрутизация (электрооптика, прямая связь) | Электрооптическое управление + электроника прямой связи (комн. т.) | Гомодинное детектирование квадратур (непрерывные переменные) (Детектирование одиночных фотонов (SNSPD / TES)) | Бозонное каскадирование (repetition-cat, LDPC-cat, GKP+qLDPC) (Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross»)) | Relay-BP для qLDPC (ПЛИС) (MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание)) | Волоконные линии связи между фотонными модулями | Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm) |
| Бозонный сэмплер — USTC (Jiuzhang), Xanadu (Borealis), ORCA | Сжатая мода света (непрерывные переменные) (Одиночный фотон (дискретные переменные)) | ∅ | Программируемый линейно-оптический интерферометр (без запутывающего примитива) | Фотонная коммутация / маршрутизация (электрооптика, прямая связь) | Электрооптическое управление + электроника прямой связи (комн. т.) | Детектирование одиночных фотонов (SNSPD / TES) | ∅ | ∅ | ∅ | Сборка из объёмной оптики и волокна (фотонные сэмплеры) (Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm)) |
| Кремниевые / германиевые спины в квантовых точках — Intel, Diraq, Quantum Motion, HRL→IBM, QuTech/Groove, Quobly, Equal1 | Спин в квантовой точке, формируемой затворами (Si/SiGe, SiMOS, Ge) | Кодирование на одиночном спине (Лосса–ДиВинченцо) / ядерном спине (Чисто обменное / синглет-триплетное спиновое кодирование) | Обменный вентиль (спины; вкл. CZ на переносимых спинах) (СВЧ / оптические спиновые вентили (центры окраски, однокубитные спины)) | Статическая решётка со связью ближайших соседей (Перемещение спинов (конвейерный режим); Кроссбар с общими линиями (спины)) | Электрическое управление в основной полосе частот (спины, майораны) (Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK); Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит) | Преобразование спина в заряд + радиочастотная рефлектометрия | Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) (Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross»)) | MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) | Криогенная разводка сигналов для спиновых массивов (кристалл-маршрутизатор, 3D многослойная разводка) | КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка) |
| Донорные спины в кремнии — SQC | Донорный спин (P в ²⁸Si) | Кодирование на одиночном спине (Лосса–ДиВинченцо) / ядерном спине | Обменный вентиль (спины; вкл. CZ на переносимых спинах) (СВЧ / оптические спиновые вентили (центры окраски, однокубитные спины)) | Статическая решётка со связью ближайших соседей | Электрическое управление в основной полосе частот (спины, майораны) (Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит) | Преобразование спина в заряд + радиочастотная рефлектометрия | Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) | MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) | ∅ | СТМ-литография (доноры) |
| Спины центров окраски — узлы сети (NV/SiV/T) — QuTech/Fujitsu, Harvard, Photonic Inc, Quantum Brilliance | Центр окраски / спин дефекта (NV, SiV, SnV, T-центр) | Кодирование на одиночном спине (Лосса–ДиВинченцо) / ядерном спине | СВЧ / оптические спиновые вентили (центры окраски, однокубитные спины) | Статическая решётка со связью ближайших соседей | Электрическое управление в основной полосе частот (спины, майораны) (Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит) | Детектирование состояния по флуоресценции (ионы, дефекты) | Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») | ∅ | Твердотельный спин-фотонный интерфейс (SiV, NV, T-центр) | Выращивание алмаза / имплантация (NV, SiV, SnV) (Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm)) |
| Топологические — тетрон (майорановские) — Microsoft | Майорановская чётность (тетрон InAs–Pb) | Кодирование в фермионной чётности (тетрон) | Майорановский вентиль через измерения ✗ | Статическая решётка со связью ближайших соседей | Электрическое управление в основной полосе частот (спины, майораны) | Радиочастотное считывание чётности по квантовой ёмкости | ∅ | ∅ | ∅ | Гетероструктуры A3B5 (МЛЭ; проволоки InAs–Pb, КТ-источники) |
| Квантовый отжигатель — потоковые кубиты — D-Wave | Потоковый кубит на ВЧ-СКВИДе (отжигатель) | ∅ | Квантовый отжиг (аналоговая эволюция) | Дальние элементы связи на чипе (c-couplers, mm-масштаб) | Мультиплексирование потоковых ЦАП на чипе | Считывание потока через QFP / СКВИД и сдвиговые регистры (отжигатели) (Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла)) | ∅ | ∅ | ∅ | Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) |
7.4 Выведенные такты по архитектурам — раунд синдрома, время реакции, операций на когерентность
таблица
| Архитектура | раунд кода | d₂ | вентили | транспорт | 1Q | считывание | сброс | t_round | ограничитель | измеренный цикл | время реакции (контур / граница) | T₂ | операций на когерентность | экспозиция простоя t_round/T₂ | простой измерен |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | code_surface | 4 | 159 ns | 0 | 50 ns | 282 ns | 160 ns | 651 ns | считывание | 1.1 µs (Willow QEC cycle) | 63 µs / 406 ns | 89 µs | 2.2×10³ | 7.3×10⁻³ | 9.0×10⁻³ |
| Бозонные кубиты в резонаторах — кошачьи кубиты и GKP | code_bosonic | 2 | 1 µs | 0 | 0 | 282 ns | 160 ns | 1.44 µs | вентили | 2.8 µs (Ocelot cycle) | 63 µs / 1.28 µs | 34 ms (best) | 6.8×10⁴ | 4.2×10⁻⁵ | — |
| Двухрельсовые кубиты со стираниями | code_surface | 4 | 2 µs | 0 | 400 ns | 398 ns | не опубл. | ≥ 2.8 µs | вентили | ~2 µs (CZ 500 ns + 384 ns check) | 63 µs / 1.4 µs | 34 ms (best) | 6.8×10⁴ | 8.2×10⁻⁵ | — |
| Ионы в ловушках — QCCD (перемещение между зонами) | code_color | 8 | 505 µs | 9.04 ms | 0 | 100 µs | 20 µs | 9.66 ms | транспорт | ~1–5 ms syndrome cycle; 55 ms per full layer (Helios) | — / 167 µs | 4.24×10³ s (best) | 6.7×10⁷ | 2.3×10⁻⁶ | 5.0×10⁻⁴ |
| Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией | code_qldpc | 7 | 442 µs | 0 | 0 | 100 µs | 20 µs | ≥ 562 µs | вентили | ~ms (IonQ decoder assumption); 1–5 ms cycles in QCCD-class experiments | — / 101 µs | 4.24×10³ s (best) | 6.7×10⁷ | 1.3×10⁻⁷ | 5.0×10⁻⁴ |
| Ионы в ловушках — электронное управление кубитами (СВЧ / РЧ вентили) | code_qldpc | 7 | 1.4 ms | 0 | 0 | 100 µs | 20 µs | ≥ 1.52 ms | вентили | ~1–5 ms (IonQ decoder assumption) | — / 101 µs | 4.24×10³ s (best) | 2.1×10⁷ | 3.6×10⁻⁷ | 5.0×10⁻⁴ |
| Ридберговский массив пинцетов — щелочные атомы (Rb/Cs) | code_surface | 4 | 1 µs | 800 µs | 10 µs | 501 µs | 0 | 1.31 ms | транспорт | ~1–4.5 ms per QEC round | 5 µs / 502 µs | 12.6 s (best) | 5.0×10⁷ | 1.0×10⁻⁴ | — |
| Ридберговский массив пинцетов — щёлочноземельные атомы (Yb/Sr), естественные стирания | code_surface | 4 | 1 µs | 800 µs | 340 ns | 501 µs | 0 | 1.3 ms | транспорт | ~1–4 ms | 5 µs / 502 µs | 7.9 s (best) | 3.1×10⁷ | 1.6×10⁻⁴ | — |
| Аналоговый симулятор на нейтральных атомах (ридберговские массивы, решёточные газы) | — | — | — | — | — | — | — | — | — | n/a — analogue evolution, µs-class; no cycle | 5 µs / | 11.4 µs | — | — | — |
| Фотоника на основе слияний (FBQC) | — | — | — | — | — | — | — | — | — | MHz–GHz by design; no logical cycle | 1 µs / 1.01 µs | — | — | — | — |
| Фотоника на непрерывных переменных — GKP | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 1 MHz clock (Aurora); no logical cycle | 1 µs / 2 µs | — | — | — | — |
| Бозонный сэмплер | — | — | — | — | — | — | — | — | — | n/a — sampling; MHz-class clock, no cycle | 1 µs / | — | — | — | — |
| Кремниевые / германиевые спины в квантовых точках | code_surface | 4 | 400 ns | 0 | 800 ns | 6.31 µs | 1 µs | 8.51 µs | считывание | ~100 µs – 300 µs (readout-limited) | — / 7.31 µs | 1.9 ms | 1.9×10⁴ | 4.5×10⁻³ | — |
| Донорные спины в кремнии | code_surface | 4 | 400 ns | 0 | не опубл. | 6.31 µs | 1 µs | ≥ 7.71 µs | считывание | ~ms (nuclear-spin gates µs, readout 100 µs) | — / 7.31 µs | 44.5 ms | 4.4×10⁵ | 1.7×10⁻⁴ | — |
| Спины центров окраски — узлы сети (NV/SiV/T) | — | — | — | — | — | — | — | — | — | n/a (network node) | — / | 600 ms (best) | 6.0×10⁵ | — | — |
| Топологические — тетрон (майорановские) | — | — | — | — | — | — | — | — | — | n/a (no qubit) | — / | — | — | — | — |
| Квантовый отжигатель — потоковые кубиты | — | — | — | — | — | — | — | — | — | µs–ms anneal; 3.6–27 ns quenches | — / | — | — | — | — |
Чтение. Раунд — сумма, а не максимум, поэтому ограничитель — наибольшее слагаемое, а не единственное: в сверхпроводниковой архитектуре считывание и сброс вместе дают две трети раунда, в атомных — транспорт между слоями вентилей, в ионной QCCD-архитектуре транспорт с повторным охлаждением — ~90%. Там, где выведенный раунд ниже измеренного цикла, разница — это зазор между атрибутом (лучшее опубликованное время механизма) и устройством (реально прогнанным циклом): в сверхпроводниковой архитектуре 0.65 µs против 1.1 µs, в спиновой — лучшее считывание 6 µs против типичных ~100 µs. Экспозиция простоя t_round/T₂ — вторая проверка: в сверхпроводниковой архитектуре она предсказывает 0.7% за раунд против 0.9% члена простоя в измеренном бюджете ошибок Google; у ионов и атомов она 10⁻⁴–10⁻⁷ — поэтому миллисекундный такт стоит этим платформам главным образом времени: ошибка простоя за раунд мала, хотя члены, которых экспозиция простоя не учитывает (нагрев при транспорте, потери при съёмке, дрейф между калибровками), — ровно те, о которых эти платформы сообщают. Итог, напечатанный с ≥, — частичная сумма: слагаемое, нужное архитектуре (транспорт, однокубитные вентили, сброс), которого не публикует ни один рекорд, входит нулём и названо в столбце, так что раунд — нижняя граница, а не оценка. В ионной QCCD-архитектуре примитивы транспорта и повторного охлаждения — опубликованная таблица H1 (2020): выведено 9.7 ms против 1–5 ms циклов, сообщённых для экспериментов класса H2, потому что примитивы для H2/Helios не переопубликованы, а выведенное значение берёт восемь слоёв цветового кода. Время реакции — величина, которую предполагают оценки ресурсов (10 µs в оценке для RSA-2048), и та, которую карта чаще всего не может заполнить: опубликованный контур измерение → операция есть только у сверхпроводниковой, атомной и фотонной архитектур.
Примечания: Двухрельсовые кубиты со стираниями — round of the host code (code_surface); reset time unpublished for ro_erasure; Ионы в ловушках — QCCD (перемещение между зонами) — round of code_color (code_highrate has no published syndrome circuit); Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией — on one chain the gates of a layer run largely one at a time: d₂ layers assume parallel gates, so the total is a lower bound; Ионы в ловушках — электронное управление кубитами (СВЧ / РЧ вентили) — on one chain the gates of a layer run largely one at a time: d₂ layers assume parallel gates, so the total is a lower bound; Ридберговский массив пинцетов — щелочные атомы (Rb/Cs) — round of code_surface (code_highrate has no published syndrome circuit); reset by optical pumping (unpublished); reload amortised; Ридберговский массив пинцетов — щёлочноземельные атомы (Yb/Sr), естественные стирания — round of the host code (code_surface); reset by optical pumping (unpublished); reload amortised; Аналоговый симулятор на нейтральных атомах (ридберговские массивы, решёточные газы) — reset by optical pumping (unpublished); reload amortised; no code on this architecture; Фотоника на основе слияний (FBQC) — no published syndrome round for code_fusion; measurement-driven photonic architecture: no syndrome round; native clock in the measured column; no code on this architecture; Фотоника на непрерывных переменных — GKP — measurement-driven photonic architecture: no syndrome round; native clock in the measured column; reset time unpublished for ro_homodyne; no code on this architecture; Бозонный сэмплер — measurement-driven photonic architecture: no syndrome round; native clock in the measured column; no code on this architecture; Спины центров окраски — узлы сети (NV/SiV/T) — network-node architecture: the code's checks run over the ic_spinphoton link, whose rate (see its records) sets the round — no derived round; Топологические — тетрон (майорановские) — reset time unpublished for ro_qcap; no code on this architecture; Квантовый отжигатель — потоковые кубиты — reset time unpublished for ro_fluxro; no code on this architecture.
7.5 Сквозные технологии — где технология берёт свойство с другой стороны раздела естественное/искусственное
Раздел на бумаге. Строки — класс носителя архитектуры, которой служит технология, столбцы — сторона, с которой взяты её свойства. Свойства естественной стороны: оптическое управление, вентили и считывание µs–ms, без полупроводникового/фотонно-чипового производства, локальная связность. Свойства искусственной стороны: СВЧ-управление, суб-µs вентили, считывание ≤ 10 µs, холодная электроника при 4 K/mK, транспортная/дальняя связность, преобразование в стирания, фотонное межсоединение. Две ячейки, где строка и столбец согласны, — стереотип, 90 из 110 технологий; две перекрёстные ячейки — 20 заштрихованных технологий (8 в естественной строке, 13 в искусственной; 1 из них несёт флаг с каждой стороны и стоит в обеих строках) с их флагами из словаря OFFDIAG.
таблица
| Класс носителя архитектуры | Свойства естественной стороны | Свойства искусственной стороны |
|---|---|---|
| естественный (ионы в ловушках, нейтральные атомы, фотоника, спины дефектов) | стереотип — большинство технологий | CZ через ридберговскую блокаду g_ryd (NAT_FAST_GATE); Электронный СВЧ-вентиль (ионы, без лазера: ближнее поле или статический градиент) g_elec (NAT_MW); Пинцеты от ФИС / интегральная оптика для атомов ct_pic_trap (NAT_FAB); Лазерное управление с интегральной фотоникой (ионы) ct_ionlaser (NAT_FAB); СВЧ-управление, интегрированное в чип (ионы) ct_ionmw (NAT_MW); Внутрисхемная проверка стирания ro_erasure (NAT_FAST_READ); КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка) fab_cmos (NAT_FAB); Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm) fab_pic (NAT_FAB) |
| искусственный (сверхпроводниковые схемы, полупроводниковые спины, топологические, квантовый отжиг) | Двухрельсовое кодирование (со стираниями) enc_dualrail (FAB_ERASURE); Дальние элементы связи на чипе (c-couplers, mm-масштаб) cx_lr (FAB_FAR); Перемещение спинов (конвейерный режим) cx_shuttle (FAB_FAR); Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK) ct_cryocmos (FAB_COLD); Цифровое управление на БОК-логике (4 K / mK) ct_sfq (FAB_COLD); Мультиплексирование потоковых ЦАП на чипе ct_fluxdac (FAB_COLD); Внутрисхемная проверка стирания ro_erasure (FAB_ERASURE); Коды, адаптированные к стираниям code_erasure (FAB_ERASURE); Криогенный декодер / декодер на чипе (крио-КМОП, БОК) dec_cryo (FAB_COLD); Многокристальные модули / l-couplers (один криостат) ic_mcm (FAB_FAR); Криогенная СВЧ-линия связи между криостатами ic_cryolink (FAB_FAR); Твердотельный спин-фотонный интерфейс (SiV, NV, T-центр) ic_spinphoton (FAB_PHOTONIC); СВЧ-оптический преобразователь (полезной эффективности) ic_transducer (FAB_PHOTONIC) |
стереотип — большинство технологий |
таблица
| Узел | Слой | Паттерн | В архитектурах | Почему важно |
|---|---|---|---|---|
Двухрельсовое кодирование (со стираниями) enc_dualrail |
2 | искусственный носитель + структура ошибок со стираниями | Двухрельсовые кубиты со стираниями | стирание — класс ошибок естественного мира — инженерно внесено в искусственный носитель; порог ×4 |
CZ через ридберговскую блокаду g_ryd |
3 | естественный носитель + субмикросекундный вентиль | Ридберговский массив пинцетов — щёлочноземельные атомы (Yb/Sr), естественные стирания, Ридберговский массив пинцетов — щелочные атомы (Rb/Cs) | естественный носитель с вентилем 270 ns: причина, по которой атомы вообще конкурируют |
Электронный СВЧ-вентиль (ионы, без лазера: ближнее поле или статический градиент) g_elec |
3 | естественный носитель + СВЧ/электронное управление | Ионы в ловушках — электронное управление кубитами (СВЧ / РЧ вентили), Ионы в ловушках — QCCD (перемещение между зонами) | убирает лазеры — исторический блокер масштабирования ионов; 8.4×10⁻⁵ |
Дальние элементы связи на чипе (c-couplers, mm-масштаб) cx_lr |
4 | искусственный носитель + дальняя связность (транспорт / дальние связи) | Квантовый отжигатель — потоковые кубиты, Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | даёт 2D-решёткам связность степени 6, нужную qLDPC |
Перемещение спинов (конвейерный режим) cx_shuttle |
4 | искусственный носитель + дальняя связность (транспорт / дальние связи) | Кремниевые / германиевые спины в квантовых точках | транспортная связность для искусственного носителя — спиновый путь к нелокальным кодам |
Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK) ct_cryocmos |
5 | искусственный носитель + управление/декодирование в холодной ступени | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи, Кремниевые / германиевые спины в квантовых точках | управление уходит в криостат: проводка и тепло — одно из четырёх ограничений на число кубитов |
Цифровое управление на БОК-логике (4 K / mK) ct_sfq |
5 | искусственный носитель + управление/декодирование в холодной ступени | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | второй холодный маршрут: нВт на кубит при милликельвинах; открытый риск — quasiparticle poisoning |
Мультиплексирование потоковых ЦАП на чипе ct_fluxdac |
5 | искусственный носитель + управление/декодирование в холодной ступени | Квантовый отжигатель — потоковые кубиты, Двухрельсовые кубиты со стираниями | наследие отжигателей: 10⁴ кубитов на 200–300 линиях (собственные данные D-Wave расходятся) |
Пинцеты от ФИС / интегральная оптика для атомов ct_pic_trap |
5 | естественный носитель + полупроводниковое / фотонно-чиповое производство | Ридберговский массив пинцетов — щелочные атомы (Rb/Cs) | оптика искусственного мира для естественного носителя; заявлено уменьшение габаритов в 50 раз |
Лазерное управление с интегральной фотоникой (ионы) ct_ionlaser |
5 | естественный носитель + полупроводниковое / фотонно-чиповое производство | Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией, Ионы в ловушках — QCCD (перемещение между зонами) | интегральная фотоника в ловушке — ионный аналог того же хода |
СВЧ-управление, интегрированное в чип (ионы) ct_ionmw |
5 | естественный носитель + СВЧ/электронное управление | Ионы в ловушках — электронное управление кубитами (СВЧ / РЧ вентили), Ионы в ловушках — QCCD (перемещение между зонами) | ~200 электронных источников на 1 000 ионов вместо лазерных лучей |
Внутрисхемная проверка стирания ro_erasure |
6 | искусственный носитель + структура ошибок со стираниями; естественный носитель + считывание ≤ 10 µs | Ридберговский массив пинцетов — щёлочноземельные атомы (Yb/Sr), естественные стирания, Двухрельсовые кубиты со стираниями | примитив считывания за каждым кодом со стираниями; 384 ns на трансмонах |
Коды, адаптированные к стираниям code_erasure |
7 | искусственный носитель + структура ошибок со стираниями | Двухрельсовые кубиты со стираниями | порог 0.94% → 4.15%; крупнейший одиночный рычаг для оверхеда |
Криогенный декодер / декодер на чипе (крио-КМОП, БОК) dec_cryo |
8 | искусственный носитель + управление/декодирование в холодной ступени | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | |
Многокристальные модули / l-couplers (один криостат) ic_mcm |
9 | искусственный носитель + дальняя связность (транспорт / дальние связи) | Бозонные кубиты в резонаторах — кошачьи кубиты и GKP, Двухрельсовые кубиты со стираниями, Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | искусственные носители выходят за пределы одного чипа (чиплеты, l-couplers) |
Криогенная СВЧ-линия связи между криостатами ic_cryolink |
9 | искусственный носитель + дальняя связность (транспорт / дальние связи) | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | 30 m между криостатами при 80% Bell — СВЧ-путь к модульности |
Твердотельный спин-фотонный интерфейс (SiV, NV, T-центр) ic_spinphoton |
9 | искусственный/твердотельный носитель + фотонное межсоединение | Спины центров окраски — узлы сети (NV/SiV/T) | твердотельные спины выходят в сеть через фотоны |
СВЧ-оптический преобразователь (полезной эффективности) ic_transducer |
9 | искусственный/твердотельный носитель + фотонное межсоединение | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | недостающее звено оптической модульности сверхпроводниковых машин — пусто |
КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка) fab_cmos |
10 | естественный носитель + полупроводниковое / фотонно-чиповое производство | Ионы в ловушках — электронное управление кубитами (СВЧ / РЧ вентили), Ионы в ловушках — QCCD (перемещение между зонами) | ионные ловушки со стандартных полупроводниковых фабрик (Oxford Ionics, SkyWater) |
Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm) fab_pic |
10 | естественный носитель + полупроводниковое / фотонно-чиповое производство | Ридберговский массив пинцетов — щелочные атомы (Rb/Cs), Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией, Ионы в ловушках — QCCD (перемещение между зонами) |
7.6 Пустые слоты — где технологии ещё нет
таблица
| Слот | Статус | Что должно его заполнить | Лучшее сегодня vs необходимое |
|---|---|---|---|
СВЧ-оптический преобразователь (полезной эффективности) ic_transducer (9) |
пустой слот — технологии ещё нет | Лучшее: η_tot 15%, N_add 0.16 (электрооптика); полезный режим требует η > 1/2 и N_add ≪ 1; ~3 порядка не хватает (анализ IBM). | η_tot 15%, N_add 0.16 против η > 1/2, N_add ≪ 1; ~3 порядка (IBM) |
Криогенный декодер / декодер на чипе (крио-КМОП, БОК) dec_cryo (8) |
пустой слот — технологии ещё нет | Только проекты: NISQ+ (≤ 20 ns, БОК), QECOOL (2.8 µW), Pinball/CryoZip (предекодеры при 4 K) — ни одного изготовленного чипа-декодера. | только проекты (NISQ+ 20 ns, QECOOL 2.8 µW); ни одного изготовленного чипа |
Сохраняющий смещение CNOT между кошачьими кубитами g_catcnot (3) |
пустой слот — технологии ещё нет | Требуется каждой оценкой ресурсов для кошачьих кубитов; предложен с 2019 (Guillaud–Mirrahimi) и 2020 (Puri et al.), первая унитарная схема — июль 2026; демонстрации нет. | теоретическое предложение июль 2026; каждая оценка ресурсов для кошачьих кубитов его предполагает |
Генератор многофотонных ресурсных состояний (RSG; 6-ring и т.п.) src_resource (3) |
пустой слот — технологии ещё нет | Для отказоустойчивости на основе слияний нужны кодированные ресурсные состояния из 24–168 фотонов с высокой скоростью; крупнейшие слитые графовые состояния от детерминированных излучателей — 8 фотонов при < 1 Hz. | 8-фотонные состояния при < 1 Hz против 24–168-фотонных кодированных ресурсных состояний на МГц |
Майорановский вентиль через измерения g_mbq (3) |
пустой слот — технологии ещё нет | Плетение последовательностями измерений чётности — ничего не продемонстрировано; только считывание одной проволоки. | только считывание чётности одной проволоки; нет времени жизни X ≈ Z, нет двухкубитной операции |
| Донорные спины в кремнии — Межсоединение | ∅ | межсоединение для донорных спинов | — |
| Спины центров окраски — узлы сети (NV/SiV/T) — Декодер | ∅ | — | — |
| Топологические — тетрон (майорановские) — Код | ∅ | Floquet / measurement-based коды на продемонстрированном кубите | — |
| Топологические — тетрон (майорановские) — Декодер | ∅ | — | — |
| Топологические — тетрон (майорановские) — Межсоединение | ∅ | — | — |
Числовые пробелы на существующих узлах (уровень атрибутов, не пустые слоты): ион-фотонные интерфейсы 10–250 s⁻¹ против ≥ 10⁴ s⁻¹; потери фотонных переключателей 100–190 mdB против ~7 mdB; эффективное оптическое сжатие GKP 0.62 dB против 9.75 dB; переворот фазы кошачьих кубитов ~10⁻¹ на CX против заложенных 10⁻³; считывание спинов 6 µs при 99.2% против суб-µs при 99.9% для цикла класса µs; регистрация флуоресценции атомов 0.5–1 ms типично против формирующихся 17.6 µs.
7.7 Как карта показывает граф с 7 атрибутами и 4 типами рёбер — и почему она динамическая
Карта — слоистая карта: десять слоёв §7.1 — её столбцы, слева направо от носителя к приложению; внутри столбца вертикальная позиция технологии — её сродство к природе носителя, так что естественная половина сверху, искусственная снизу, а сквозная технология (§7.5) — та, что нарисована в чужой половине, со штриховкой. Каждая архитектура — цветная линия через её основную технологию в каждом слое, где такая есть; её альтернативы — полутоновые квадраты того же цвета рядом с линией; слой, который архитектура пропускает, отмечен пунктирным кружком там, где линия перескакивает столбец; пустой слот (§7.6) — полая пунктирная технология. Семь атрибутов нельзя закрасить одновременно — у читателя один канал оттенка, — поэтому у карты есть линза, перекрашивающая технологии по одному атрибуту за раз и карточка, разводящая три пространства: атрибуты проектирования, датированные атрибуты оценки, участники и цели. Рёбра типов требует / альтернативы / конфликтует рисуются только для технологии в фокусе, потому что 110 технологий × 270 рёбер этих трёх типов, нарисованные разом, — клубок; рёбра определяет живут в карточке датированными строками, а не линиями. Динамика необходима, статика обязательна: кадр покоя — полная читаемая карта (все архитектуры, все технологии), пригодная для печати и миниатюры; интерактив добавляет линзы, фокус, селектор машины и поиск, без которых четыре типа рёбер и 110 технологий не прочесть. Таблицы §7.2–7.9 — тот же граф на бумаге.
7.8 Список рёбер
зависимости — «B» требуется технологии «A» (в таблице сначала A, затем B)
зависимости — «B» требуется технологии «A» (в таблице сначала A, затем B)
| Технология | Нужно | Род | Сила | Примечание |
|---|---|---|---|---|
g_tc CZ / iSWAP через перестраиваемый элемент связи |
transmon Трансмон |
действует на носитель | один из носителей | перестраиваемый элемент связи между трансмонами |
g_cr Кросс-резонанс (фиксированная частота, только СВЧ) |
transmon Трансмон |
действует на носитель | жёсткая | трансмоны фиксированной частоты |
g_ryd CZ через ридберговскую блокаду |
alkali Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете |
действует на носитель | один из носителей | ридберговское возбуждение атома |
g_ryd CZ через ридберговскую блокаду |
ae_atom Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания |
действует на носитель | один из носителей | ридберговское возбуждение атома |
g_ryd CZ через ридберговскую блокаду |
ct_laser Оптическое управление лазером через АОД/SLM (атомы) |
подача сигналов | жёсткая | ридберговские лазеры, глобальные импульсы |
g_ms Вентиль Мёльмера–Соренсена / на световом сдвиге (лазерный) |
ion Ион в ловушке |
действует на носитель | жёсткая | связь спин–движение |
g_ms Вентиль Мёльмера–Соренсена / на световом сдвиге (лазерный) |
ct_ionlaser Лазерное управление с интегральной фотоникой (ионы) |
подача сигналов | один из способов управления | лазерные поля (встроенная доставка) |
g_elec Электронный СВЧ-вентиль (ионы, без лазера: ближнее поле или статический градиент) |
ion Ион в ловушке |
действует на носитель | жёсткая | токи чипа действуют на ион |
g_elec Электронный СВЧ-вентиль (ионы, без лазера: ближнее поле или статический градиент) |
ct_ionmw СВЧ-управление, интегрированное в чип (ионы) |
подача сигналов | жёсткая | электронные источники сигнала |
g_exch Обменный вентиль (спины; вкл. CZ на переносимых спинах) |
qd_spin Спин в квантовой точке, формируемой затворами (Si/SiGe, SiMOS, Ge) |
действует на носитель | один из носителей | обмен между точками |
g_exch Обменный вентиль (спины; вкл. CZ на переносимых спинах) |
donor Донорный спин (P в ²⁸Si) |
действует на носитель | один из носителей | обмен между донорами |
g_exch Обменный вентиль (спины; вкл. CZ на переносимых спинах) |
ct_base Электрическое управление в основной полосе частот (спины, майораны) |
подача сигналов | один из способов управления | импульсы напряжения на затворах |
g_fusion Линейно-оптическое слияние (с оповещением) |
photon Одиночный фотон (дискретные переменные) |
действует на носитель | один из носителей | фотоны для слияния |
g_fusion Линейно-оптическое слияние (с оповещением) |
ro_spd Детектирование одиночных фотонов (SNSPD / TES) |
измерение или оповещение | жёсткая | оповещающее детектирование |
g_fusion Линейно-оптическое слияние (с оповещением) |
cx_switch Фотонная коммутация / маршрутизация (электрооптика, прямая связь) |
строится из других операций | жёсткая | маршрутизация с прямой связью |
g_cv Гауссовы вентили на непрерывных переменных + негауссовы операции с помощью GKP |
squeezed Сжатая мода света (непрерывные переменные) |
действует на носитель | жёсткая | сжатые моды |
g_cv Гауссовы вентили на непрерывных переменных + негауссовы операции с помощью GKP |
ct_eo Электрооптическое управление + электроника прямой связи (комн. т.) |
подача сигналов | жёсткая | прямая связь по гомодинным измерениям |
g_bos Бозонные вентили через анциллу (CX кошачьих кубитов, CZ двухрельсовых, светоделитель) |
cavity Бозонная мода резонатора |
действует на носитель | жёсткая | бозонные моды |
g_bos Бозонные вентили через анциллу (CX кошачьих кубитов, CZ двухрельсовых, светоделитель) |
transmon Трансмон |
действует на носитель | мягкая | анцилла-трансмон |
g_catcnot Сохраняющий смещение CNOT между кошачьими кубитами |
enc_cat Кошачье кодирование (смещённый шум) |
нужно определённое кодирование | жёсткая | два кошачьих кубита |
g_mbq Майорановский вентиль через измерения |
majorana Майорановская чётность (тетрон InAs–Pb) |
действует на носитель | жёсткая | майорановские проволоки |
g_mbq Майорановский вентиль через измерения |
ro_qcap Радиочастотное считывание чётности по квантовой ёмкости |
измерение или оповещение | жёсткая | через измерения |
g_mwspin СВЧ / оптические спиновые вентили (центры окраски, однокубитные спины) |
defect Центр окраски / спин дефекта (NV, SiV, SnV, T-центр) |
действует на носитель | один из носителей | спиновый регистр |
src_resource Генератор многофотонных ресурсных состояний (RSG; 6-ring и т.п.) |
g_fusion Линейно-оптическое слияние (с оповещением) |
часть или уточнение | жёсткая | слияния строят ресурсное состояние |
src_resource Генератор многофотонных ресурсных состояний (RSG; 6-ring и т.п.) |
photon Одиночный фотон (дискретные переменные) |
действует на носитель | жёсткая | детерминированные или мультиплексированные фотоны |
enc_cat Кошачье кодирование (смещённый шум) |
cavity Бозонная мода резонатора |
действует на носитель | жёсткая | двухфотонная диссипация на моде |
enc_gkp GKP-кодирование (решётка) |
cavity Бозонная мода резонатора |
действует на носитель | один из носителей | СВЧ GKP |
enc_gkp GKP-кодирование (решётка) |
squeezed Сжатая мода света (непрерывные переменные) |
действует на носитель | один из носителей | оптический GKP требует ~10 dB сжатия |
enc_dualrail Двухрельсовое кодирование (со стираниями) |
ro_erasure Внутрисхемная проверка стирания |
измерение или оповещение | одно из считываний | проверка на стирание |
enc_omg Метастабильное («omg») кодирование со стираниями |
ae_atom Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания |
действует на носитель | один из носителей | метастабильное многообразие |
enc_omg Метастабильное («omg») кодирование со стираниями |
ion Ион в ловушке |
действует на носитель | один из носителей | метастабильные уровни иона |
enc_opt Оптический кубит на узком переходе (S–D иона, часовой переход атома) |
ion Ион в ловушке |
действует на носитель | один из носителей | S–D квадрупольный переход иона щёлочноземельного металла |
enc_opt Оптический кубит на узком переходе (S–D иона, часовой переход атома) |
ae_atom Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания |
действует на носитель | один из носителей | часовой переход ¹S₀–³P₀ Sr/Yb |
enc_eo Чисто обменное / синглет-триплетное спиновое кодирование |
qd_spin Спин в квантовой точке, формируемой затворами (Si/SiGe, SiMOS, Ge) |
действует на носитель | жёсткая | кубит на трёх точках |
enc_timebin Time-bin / путевое фотонное кодирование |
photon Одиночный фотон (дискретные переменные) |
действует на носитель | жёсткая | фотонные моды |
enc_parity Кодирование в фермионной чётности (тетрон) |
majorana Майорановская чётность (тетрон InAs–Pb) |
действует на носитель | жёсткая | две проволоки на тетрон |
enc_bare «Голый» физический кубит (без кодирования) |
transmon Трансмон |
действует на носитель | один из носителей | ангармоническое подпространство |
cx_qccd Перемещение ионов (QCCD, перекрёстки, решётчатые ловушки) |
ion Ион в ловушке |
действует на носитель | жёсткая | перемещаемые ионы |
cx_qccd Перемещение ионов (QCCD, перекрёстки, решётчатые ловушки) |
fab_trap Изготовление ионных ловушек (планарные чипы; фрезерованные 3D ловушки-лезвия) |
маршрут изготовления | жёсткая | ловушки с перекрёстками / решётчатые |
cx_aod Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) |
ct_laser Оптическое управление лазером через АОД/SLM (атомы) |
подача сигналов | жёсткая | акустооптические дефлекторы (АОД) |
cx_shuttle Перемещение спинов (конвейерный режим) |
qd_spin Спин в квантовой точке, формируемой затворами (Si/SiGe, SiMOS, Ge) |
действует на носитель | жёсткая | переносимые спины |
cx_shuttle Перемещение спинов (конвейерный режим) |
fab_cmos КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка) |
маршрут изготовления | жёсткая | однородные конвейерные затворы |
cx_lr Дальние элементы связи на чипе (c-couplers, mm-масштаб) |
fab_sc Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) |
маршрут изготовления | жёсткая | многослойная разводка |
cx_switch Фотонная коммутация / маршрутизация (электрооптика, прямая связь) |
fab_pic Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm) |
маршрут изготовления | жёсткая | переключатели с малыми потерями |
cx_crossbar Кроссбар с общими линиями (спины) |
qd_spin Спин в квантовой точке, формируемой затворами (Si/SiGe, SiMOS, Ge) |
действует на носитель | жёсткая | массив точек |
ct_sfq Цифровое управление на БОК-логике (4 K / mK) |
fab_sc Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) |
маршрут изготовления | жёсткая | flip-chip SFQ MCM |
ct_cryocmos Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK) |
fab_cmos КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка) |
маршрут изготовления | жёсткая | крио-ASIC |
ct_fluxdac Мультиплексирование потоковых ЦАП на чипе |
fab_sc Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) |
маршрут изготовления | жёсткая | on-chip SFQ DAC |
ct_pic_trap Пинцеты от ФИС / интегральная оптика для атомов |
fab_pic Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm) |
маршрут изготовления | жёсткая | фотонный чип |
ct_ionlaser Лазерное управление с интегральной фотоникой (ионы) |
fab_pic Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm) |
маршрут изготовления | жёсткая | интегральные волноводы |
ct_ionmw СВЧ-управление, интегрированное в чип (ионы) |
fab_trap Изготовление ионных ловушек (планарные чипы; фрезерованные 3D ловушки-лезвия) |
маршрут изготовления | жёсткая | токовые дорожки в ловушке |
ct_eo Электрооптическое управление + электроника прямой связи (комн. т.) |
fab_pic Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm) |
маршрут изготовления | один из способов изготовления | модуляторы |
ro_disp Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла) |
transmon Трансмон |
действует на носитель | один из носителей | дисперсионный сдвиг |
ro_disp Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла) |
cavity Бозонная мода резонатора |
действует на носитель | один из носителей | считывание через анциллу |
ro_fluor Детектирование состояния по флуоресценции (ионы, дефекты) |
ion Ион в ловушке |
действует на носитель | один из носителей | циклический переход |
ro_fluor Детектирование состояния по флуоресценции (ионы, дефекты) |
defect Центр окраски / спин дефекта (NV, SiV, SnV, T-центр) |
действует на носитель | один из носителей | оптическое считывание спина |
ro_img Регистрация флуоресценции массивов атомов |
alkali Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете |
действует на носитель | один из носителей | переход для регистрации флуоресценции |
ro_img Регистрация флуоресценции массивов атомов |
ae_atom Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания |
действует на носитель | один из носителей | переход для регистрации флуоресценции |
ro_s2c Преобразование спина в заряд + радиочастотная рефлектометрия |
qd_spin Спин в квантовой точке, формируемой затворами (Si/SiGe, SiMOS, Ge) |
действует на носитель | один из носителей | зарядовый сенсор |
ro_s2c Преобразование спина в заряд + радиочастотная рефлектометрия |
donor Донорный спин (P в ²⁸Si) |
действует на носитель | один из носителей | зарядовый сенсор |
ro_spd Детектирование одиночных фотонов (SNSPD / TES) |
photon Одиночный фотон (дискретные переменные) |
действует на носитель | один из носителей | детекция |
ro_qcap Радиочастотное считывание чётности по квантовой ёмкости |
majorana Майорановская чётность (тетрон InAs–Pb) |
действует на носитель | жёсткая | квантовая ёмкость |
ro_erasure Внутрисхемная проверка стирания |
enc_dualrail Двухрельсовое кодирование (со стираниями) |
система считывания | одно из кодирований | кодирование с детектируемыми стираниями |
ro_erasure Внутрисхемная проверка стирания |
enc_omg Метастабильное («omg») кодирование со стираниями |
система считывания | одно из кодирований | кодирование с детектируемыми стираниями |
code_surface Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) |
cx_nn Статическая решётка со связью ближайших соседей |
связность, нужная коду | одна из связностей | 2D-проверки ближайших соседей |
code_color Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили) |
cx_nn Статическая решётка со связью ближайших соседей |
связность, нужная коду | одна из связностей | 2D-проверки |
code_qldpc Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») |
cx_lr Дальние элементы связи на чипе (c-couplers, mm-масштаб) |
связность, нужная коду | одна из связностей | дальние проверки степени 6 |
code_qldpc Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») |
cx_qccd Перемещение ионов (QCCD, перекрёстки, решётчатые ловушки) |
связность, нужная коду | одна из связностей | дальние связи через транспорт |
code_qldpc Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») |
cx_bus Шина на колебательных модах ионной цепочки (все со всеми в цепочке) |
связность, нужная коду | одна из связностей | «все со всеми» в цепочке |
code_qldpc Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») |
cx_aod Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) |
связность, нужная коду | одна из связностей | дальние связи через транспорт |
code_highrate Высокоскоростные каскадные коды с трансверсальными вентилями |
cx_aod Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) |
связность, нужная коду | одна из связностей | трансверсальные блоки через транспорт |
code_highrate Высокоскоростные каскадные коды с трансверсальными вентилями |
cx_qccd Перемещение ионов (QCCD, перекрёстки, решётчатые ловушки) |
связность, нужная коду | одна из связностей | «все со всеми» через QCCD |
code_highrate Высокоскоростные каскадные коды с трансверсальными вентилями |
cx_bus Шина на колебательных модах ионной цепочки (все со всеми в цепочке) |
связность, нужная коду | одна из связностей | «все со всеми» в цепочке |
code_erasure Коды, адаптированные к стираниям |
ro_erasure Внутрисхемная проверка стирания |
измерение или оповещение | жёсткая | флаги стирания |
code_erasure Коды, адаптированные к стираниям |
dec_corr Коррелированное декодирование / декодирование с учётом потерь (трансверсальные вентили, потеря атомов) |
декодер ↔ код | один из декодеров | декодирование с учётом стирания/потерь (простому паросочетанию флаги бесполезны) |
code_bosonic Бозонное каскадирование (repetition-cat, LDPC-cat, GKP+qLDPC) |
enc_cat Кошачье кодирование (смещённый шум) |
нужно определённое кодирование | одно из кодирований | смещённый внутренний кубит |
code_bosonic Бозонное каскадирование (repetition-cat, LDPC-cat, GKP+qLDPC) |
enc_gkp GKP-кодирование (решётка) |
нужно определённое кодирование | одно из кодирований | внутренний GKP-кубит |
code_fusion Отказоустойчивость на основе слияний |
g_fusion Линейно-оптическое слияние (с оповещением) |
строится из других операций | жёсткая | измерения слияния |
code_fusion Отказоустойчивость на основе слияний |
src_resource Генератор многофотонных ресурсных состояний (RSG; 6-ring и т.п.) |
строится из других операций | жёсткая | ресурсные состояния |
code_aft Алгоритмическая отказоустойчивость / трансверсальные архитектуры |
cx_aod Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) |
связность, нужная коду | одна из связностей | трансверсальные вентили через транспорт |
code_aft Алгоритмическая отказоустойчивость / трансверсальные архитектуры |
cx_qccd Перемещение ионов (QCCD, перекрёстки, решётчатые ловушки) |
связность, нужная коду | одна из связностей | трансверсальные вентили через перемещение ионов (тессеракт Quantinuum на ионах) |
code_aft Алгоритмическая отказоустойчивость / трансверсальные архитектуры |
dec_corr Коррелированное декодирование / декодирование с учётом потерь (трансверсальные вентили, потеря атомов) |
декодер ↔ код | жёсткая | коррелированное декодирование |
code_magic Фабрика магических состояний (культивация / дистилляция / переключение кодов) |
code_surface Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) |
часть или уточнение | один из кодов | код-носитель |
code_magic Фабрика магических состояний (культивация / дистилляция / переключение кодов) |
code_color Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили) |
часть или уточнение | один из кодов | код-носитель |
dec_fpga ПЛИС-декодеры реального времени (LCD, Deltaflow) |
code_surface Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) |
декодер ↔ код | мягкая | паросочетание/кластеризация на синдромах поверхностного кода |
dec_nn Нейросетевые декодеры (AlphaQubit 2, CNN, трансформеры) |
code_surface Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) |
декодер ↔ код | мягкая | обучен на синдромах поверхностного кода |
dec_relaybp Relay-BP для qLDPC (ПЛИС) |
code_qldpc Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») |
декодер ↔ код | жёсткая | синдромы qLDPC |
dec_corr Коррелированное декодирование / декодирование с учётом потерь (трансверсальные вентили, потеря атомов) |
code_highrate Высокоскоростные каскадные коды с трансверсальными вентилями |
декодер ↔ код | один из кодов | трансверсальные схемы |
dec_rl RL-калибровка в контуре / подстройка управления |
dec_mwpm MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) |
часть или уточнение | мягкая | управление декодером перевзвешивает граф паросочетаний |
dec_cryo Криогенный декодер / декодер на чипе (крио-КМОП, БОК) |
ct_sfq Цифровое управление на БОК-логике (4 K / mK) |
подача сигналов | один из способов управления | холодная цифровая логика |
dec_cryo Криогенный декодер / декодер на чипе (крио-КМОП, БОК) |
ct_cryocmos Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK) |
подача сигналов | один из способов управления | холодная цифровая логика |
ic_mcm Многокристальные модули / l-couplers (один криостат) |
fab_sc Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) |
маршрут изготовления | жёсткая | чиплеты, элементы связи |
ic_cryolink Криогенная СВЧ-линия связи между криостатами |
fab_sc Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) |
маршрут изготовления | жёсткая | сверхпроводниковый волновод |
ic_ionphoton Ион-фотонный интерфейс |
ion Ион в ловушке |
действует на носитель | жёсткая | запутанность ион–фотон |
ic_ionphoton Ион-фотонный интерфейс |
ro_spd Детектирование одиночных фотонов (SNSPD / TES) |
измерение или оповещение | жёсткая | детекция фотонов |
ic_atomcavity Атом-фотонный интерфейс через резонатор |
alkali Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете |
действует на носитель | один из носителей | атомы в резонаторе |
ic_atomcavity Атом-фотонный интерфейс через резонатор |
ae_atom Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания |
действует на носитель | один из носителей | атомы в резонаторе |
ic_atomcavity Атом-фотонный интерфейс через резонатор |
fab_optics Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) |
маршрут изготовления | жёсткая | резонаторы |
ic_spinphoton Твердотельный спин-фотонный интерфейс (SiV, NV, T-центр) |
defect Центр окраски / спин дефекта (NV, SiV, SnV, T-центр) |
действует на носитель | жёсткая | спин-фотонный интерфейс |
ic_spinphoton Твердотельный спин-фотонный интерфейс (SiV, NV, T-центр) |
ro_spd Детектирование одиночных фотонов (SNSPD / TES) |
измерение или оповещение | жёсткая | детекция фотонов |
ic_transducer СВЧ-оптический преобразователь (полезной эффективности) |
fab_pic Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm) |
маршрут изготовления | жёсткая | электрооптический / оптомеханический чип |
ic_transducer СВЧ-оптический преобразователь (полезной эффективности) |
ro_spd Детектирование одиночных фотонов (SNSPD / TES) |
измерение или оповещение | жёсткая | запутанность с оповещением через преобразователь невозможна без детектора одиночных фотонов |
ic_transducer СВЧ-оптический преобразователь (полезной эффективности) |
transmon Трансмон |
действует на носитель | жёсткая | СВЧ-кубит |
ic_fibre Волоконные линии связи между фотонными модулями |
fab_pic Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm) |
маршрут изготовления | жёсткая | стыковка чип–волокно |
transmon Трансмон |
fab_sc Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) |
маршрут изготовления | жёсткая | литография JJ |
fluxonium Флаксониум |
fab_sc Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) |
маршрут изготовления | жёсткая | массивы JJ |
cavity Бозонная мода резонатора |
fab_3d Объёмные сверхпроводниковые резонаторы (механическая обработка) |
маршрут изготовления | один из способов изготовления | механически обработанные резонаторы |
fluxq Потоковый кубит на ВЧ-СКВИДе (отжигатель) |
fab_sc Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) |
маршрут изготовления | жёсткая | производство отжигателей |
ion Ион в ловушке |
fab_trap Изготовление ионных ловушек (планарные чипы; фрезерованные 3D ловушки-лезвия) |
маршрут изготовления | жёсткая | планарная или 3D ловушка-лезвие |
ion Ион в ловушке |
fab_optics Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) |
маршрут изготовления | жёсткая | лазеры, вакуум |
alkali Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете |
fab_optics Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) |
маршрут изготовления | жёсткая | пинцеты, вакуум |
ae_atom Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания |
fab_optics Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) |
маршрут изготовления | жёсткая | пинцеты, часовые лазеры |
photon Одиночный фотон (дискретные переменные) |
fab_pic Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm) |
маршрут изготовления | один из способов изготовления | источники, волноводы |
squeezed Сжатая мода света (непрерывные переменные) |
fab_pic Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm) |
маршрут изготовления | один из способов изготовления | сжиматели |
qd_spin Спин в квантовой точке, формируемой затворами (Si/SiGe, SiMOS, Ge) |
fab_cmos КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка) |
маршрут изготовления | мягкая | точки на 300 mm |
donor Донорный спин (P в ²⁸Si) |
fab_stm СТМ-литография (доноры) |
маршрут изготовления | мягкая | размещение методом СТМ |
defect Центр окраски / спин дефекта (NV, SiV, SnV, T-центр) |
fab_diamond Выращивание алмаза / имплантация (NV, SiV, SnV) |
маршрут изготовления | мягкая | кристалл-матрица |
majorana Майорановская чётность (тетрон InAs–Pb) |
fab_mbe Гетероструктуры A3B5 (МЛЭ; проволоки InAs–Pb, КТ-источники) |
маршрут изготовления | жёсткая | стек InAs–Pb |
g_rydanalog Аналоговая эволюция под ридберговским гамильтонианом |
alkali Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете |
действует на носитель | один из носителей | ридберговское возбуждение атома |
g_rydanalog Аналоговая эволюция под ридберговским гамильтонианом |
ae_atom Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания |
действует на носитель | один из носителей | ридберговское возбуждение щёлочноземельного атома (Sr) |
g_rydanalog Аналоговая эволюция под ридберговским гамильтонианом |
enc_gr Аналоговый кубит основное–ридберговское состояние |
нужно определённое кодирование | жёсткая | вычислительные состояния основное–ридберговское |
g_rydanalog Аналоговая эволюция под ридберговским гамильтонианом |
ct_laser Оптическое управление лазером через АОД/SLM (атомы) |
подача сигналов | жёсткая | глобальные ридберговские лазеры |
enc_gr Аналоговый кубит основное–ридберговское состояние |
alkali Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете |
действует на носитель | один из носителей | атом с ридберговским уровнем |
enc_gr Аналоговый кубит основное–ридберговское состояние |
ae_atom Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания |
действует на носитель | один из носителей | щёлочноземельный атом с ридберговским уровнем |
g_lointer Программируемый линейно-оптический интерферометр (без запутывающего примитива) |
photon Одиночный фотон (дискретные переменные) |
действует на носитель | один из носителей | одиночные фотоны в сетке |
g_lointer Программируемый линейно-оптический интерферометр (без запутывающего примитива) |
squeezed Сжатая мода света (непрерывные переменные) |
действует на носитель | один из носителей | сжатый свет в сетке |
g_lointer Программируемый линейно-оптический интерферометр (без запутывающего примитива) |
ct_eo Электрооптическое управление + электроника прямой связи (комн. т.) |
подача сигналов | мягкая | фазовращатели и переключатели |
cx_reload Непрерывная дозагрузка атомов (резервуар + оптический конвейер) |
ct_laser Оптическое управление лазером через АОД/SLM (атомы) |
подача сигналов | жёсткая | свет решётки и пинцетов |
cx_reload Непрерывная дозагрузка атомов (резервуар + оптический конвейер) |
fab_optics Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) |
маршрут изготовления | жёсткая | вторая область МОЛ, оптика конвейера, вакуум |
ct_ionaod Свободнопространственная лазерная адресация ионов (пучки АОМ/АОД) |
fab_optics Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) |
маршрут изготовления | жёсткая | объёмная оптика над ловушкой |
g_ms Вентиль Мёльмера–Соренсена / на световом сдвиге (лазерный) |
ct_ionaod Свободнопространственная лазерная адресация ионов (пучки АОМ/АОД) |
подача сигналов | один из способов управления | лазерные поля из свободного пространства |
ct_vio Вертикальный (внеплоскостной) подвод сигналов — VIO, коаксмон, 3D разводка |
fab_sc Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) |
маршрут изготовления | жёсткая | сквозные переходы, коаксиальные штыри, интерпозеры |
ro_reset Быстрый безусловный / диссипативный сброс кубита |
transmon Трансмон |
действует на носитель | жёсткая | сбрасываемый кубит |
ro_reset Быстрый безусловный / диссипативный сброс кубита |
ro_disp Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла) |
часть или уточнение | жёсткая | резонатор считывания как канал потерь |
ro_fluxro Считывание потока через QFP / СКВИД и сдвиговые регистры (отжигатели) |
fluxq Потоковый кубит на ВЧ-СКВИДе (отжигатель) |
действует на носитель | жёсткая | потоковые кубиты, защёлкиваемые QFP |
ro_fluxro Считывание потока через QFP / СКВИД и сдвиговые регистры (отжигатели) |
ro_disp Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла) |
часть или уточнение | жёсткая | частотно-мультиплексированные микрорезонаторы считывают защёлкнутый поток на краю чипа |
ro_fluxro Считывание потока через QFP / СКВИД и сдвиговые регистры (отжигатели) |
ct_fluxdac Мультиплексирование потоковых ЦАП на чипе |
подача сигналов | жёсткая | сдвиговые регистры и ЦАП на чипе |
ro_homodyne Гомодинное детектирование квадратур (непрерывные переменные) |
squeezed Сжатая мода света (непрерывные переменные) |
действует на носитель | жёсткая | квадратура поля для измерения |
ro_homodyne Гомодинное детектирование квадратур (непрерывные переменные) |
ct_eo Электрооптическое управление + электроника прямой связи (комн. т.) |
подача сигналов | жёсткая | управление фазой гетеродина |
ic_multidie Многокристальная сборка в одном модуле (flip-chip, bump-bonding с управляющим кристаллом) |
fab_sc Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) |
маршрут изготовления | жёсткая | сверхпроводниковые кристаллы со столбиковыми соединениями |
ic_fanout Криогенная разводка сигналов для спиновых массивов (кристалл-маршрутизатор, 3D многослойная разводка) |
fab_cmos КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка) |
маршрут изготовления | жёсткая | криогенный КМОП-кристалл маршрутизации |
ic_fanout Криогенная разводка сигналов для спиновых массивов (кристалл-маршрутизатор, 3D многослойная разводка) |
ct_cryocmos Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK) |
подача сигналов | жёсткая | криогенная электроника за разводкой |
enc_hf Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе |
ion Ион в ловушке |
действует на носитель | один из носителей | сверхтонкие уровни основного состояния иона |
enc_hf Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе |
alkali Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете |
действует на носитель | один из носителей | сверхтонкие уровни основного состояния атома |
enc_hf Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе |
ae_atom Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания |
действует на носитель | один из носителей | ядерно-спиновые уровни основного состояния (¹⁷¹Yb, ⁸⁷Sr) |
enc_spin_ld Кодирование на одиночном спине (Лосса–ДиВинченцо) / ядерном спине |
qd_spin Спин в квантовой точке, формируемой затворами (Si/SiGe, SiMOS, Ge) |
действует на носитель | один из носителей | одиночный электронный спин в точке |
enc_spin_ld Кодирование на одиночном спине (Лосса–ДиВинченцо) / ядерном спине |
donor Донорный спин (P в ²⁸Si) |
действует на носитель | один из носителей | электронный или ядерный спин донора |
enc_spin_ld Кодирование на одиночном спине (Лосса–ДиВинченцо) / ядерном спине |
defect Центр окраски / спин дефекта (NV, SiV, SnV, T-центр) |
действует на носитель | один из носителей | электронный или ядерный спин дефекта |
enc_dualrail Двухрельсовое кодирование (со стираниями) |
cavity Бозонная мода резонатора |
действует на носитель | один из носителей | две моды резонатора, одно возбуждение |
enc_dualrail Двухрельсовое кодирование (со стираниями) |
transmon Трансмон |
действует на носитель | один из носителей | два трансмона, одно возбуждение |
enc_dualrail Двухрельсовое кодирование (со стираниями) |
photon Одиночный фотон (дискретные переменные) |
действует на носитель | один из носителей | две оптические моды, один фотон |
dec_mwpm MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) |
code_surface Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) |
декодер ↔ код | один из кодов | графоподобные синдромы |
dec_mwpm MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) |
code_bosonic Бозонное каскадирование (repetition-cat, LDPC-cat, GKP+qLDPC) |
декодер ↔ код | один из кодов | синдромы repetition-cat |
dec_mwpm MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) |
code_fusion Отказоустойчивость на основе слияний |
декодер ↔ код | один из кодов | граф синдромов сети слияний |
dec_mwpm MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) |
code_erasure Коды, адаптированные к стираниям |
декодер ↔ код | один из кодов | паросочетание с весами стираний |
cx_aod Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) |
alkali Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете |
действует на носитель | один из носителей | перемещаемые атомы |
cx_aod Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) |
ae_atom Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания |
действует на носитель | один из носителей | перемещаемые атомы |
cx_bus Шина на колебательных модах ионной цепочки (все со всеми в цепочке) |
ion Ион в ловушке |
действует на носитель | жёсткая | коллективные колебательные моды цепочки |
g_anneal Квантовый отжиг (аналоговая эволюция) |
fluxq Потоковый кубит на ВЧ-СКВИДе (отжигатель) |
действует на носитель | жёсткая | гамильтониан Изинга связанных потоковых кубитов |
g_anneal Квантовый отжиг (аналоговая эволюция) |
ct_fluxdac Мультиплексирование потоковых ЦАП на чипе |
подача сигналов | жёсткая | h и J программируются потоковыми ЦАП |
enc_eo Чисто обменное / синглет-триплетное спиновое кодирование |
g_exch Обменный вентиль (спины; вкл. CZ на переносимых спинах) |
строится из других операций | жёсткая | все операции — обменными импульсами |
g_mbq Майорановский вентиль через измерения |
enc_parity Кодирование в фермионной чётности (тетрон) |
нужно определённое кодирование | жёсткая | действует на кубит чётности тетрона |
g_tc CZ / iSWAP через перестраиваемый элемент связи |
ct_rt Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит |
подача сигналов | один из способов управления | потоковые импульсы и СВЧ-накачка |
g_tc CZ / iSWAP через перестраиваемый элемент связи |
ct_cryocmos Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK) |
подача сигналов | один из способов управления | потоковые импульсы и СВЧ-накачка |
g_cr Кросс-резонанс (фиксированная частота, только СВЧ) |
ct_rt Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит |
подача сигналов | один из способов управления | СВЧ-накачка на частоте целевого кубита |
g_cr Кросс-резонанс (фиксированная частота, только СВЧ) |
ct_cryocmos Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK) |
подача сигналов | один из способов управления | СВЧ-накачка на частоте целевого кубита |
g_bos Бозонные вентили через анциллу (CX кошачьих кубитов, CZ двухрельсовых, светоделитель) |
ct_rt Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит |
подача сигналов | жёсткая | СВЧ-тоны накачки |
g_mwspin СВЧ / оптические спиновые вентили (центры окраски, однокубитные спины) |
qd_spin Спин в квантовой точке, формируемой затворами (Si/SiGe, SiMOS, Ge) |
действует на носитель | один из носителей | ЭСР/ЭДСР-вращения одиночного спина |
g_mwspin СВЧ / оптические спиновые вентили (центры окраски, однокубитные спины) |
donor Донорный спин (P в ²⁸Si) |
действует на носитель | один из носителей | ЭСР/ЯМР-вращения |
g_tc CZ / iSWAP через перестраиваемый элемент связи |
fluxonium Флаксониум |
действует на носитель | один из носителей | CZ на флаксониумах через трансмонный элемент связи |
enc_bare «Голый» физический кубит (без кодирования) |
fluxonium Флаксониум |
действует на носитель | один из носителей | два нижних уровня флаксониума |
ro_disp Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла) |
fluxonium Флаксониум |
действует на носитель | один из носителей | дисперсионный сдвиг флаксониума |
code_surface Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) |
cx_aod Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) |
связность, нужная коду | одна из связностей | проверки степени 4 перемещением атомов |
code_color Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили) |
cx_qccd Перемещение ионов (QCCD, перекрёстки, решётчатые ловушки) |
связность, нужная коду | одна из связностей | проверки веса 6 транспортом ионов |
code_color Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили) |
cx_bus Шина на колебательных модах ионной цепочки (все со всеми в цепочке) |
связность, нужная коду | одна из связностей | «все со всеми» в цепочке |
code_color Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили) |
cx_aod Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) |
связность, нужная коду | одна из связностей | проверки перемещением атомов |
dec_corr Коррелированное декодирование / декодирование с учётом потерь (трансверсальные вентили, потеря атомов) |
code_aft Алгоритмическая отказоустойчивость / трансверсальные архитектуры |
декодер ↔ код | один из кодов | коррелированное декодирование трансверсальных схем |
dec_corr Коррелированное декодирование / декодирование с учётом потерь (трансверсальные вентили, потеря атомов) |
code_erasure Коды, адаптированные к стираниям |
декодер ↔ код | один из кодов | декодирование с учётом потерь и стираний |
code_erasure Коды, адаптированные к стираниям |
dec_mwpm MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) |
декодер ↔ код | один из декодеров | паросочетание с весами стираний |
ro_spd Детектирование одиночных фотонов (SNSPD / TES) |
squeezed Сжатая мода света (непрерывные переменные) |
действует на носитель | один из носителей | детекция сжатого света с разрешением числа фотонов |
g_exch Обменный вентиль (спины; вкл. CZ на переносимых спинах) |
ct_cryocmos Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK) |
подача сигналов | один из способов управления | обменные импульсы от крио-КМОП |
ct_laser Оптическое управление лазером через АОД/SLM (атомы) |
fab_optics Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) |
маршрут изготовления | жёсткая | лазеры, АОД/SLM, объективы |
cavity Бозонная мода резонатора |
fab_sc Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) |
маршрут изготовления | один из способов изготовления | планарные бозонные моды или моды на чипе |
photon Одиночный фотон (дискретные переменные) |
fab_mbe Гетероструктуры A3B5 (МЛЭ; проволоки InAs–Pb, КТ-источники) |
маршрут изготовления | один из способов изготовления | источники одиночных фотонов на квантовых точках |
squeezed Сжатая мода света (непрерывные переменные) |
fab_bulk Сборка из объёмной оптики и волокна (фотонные сэмплеры) |
маршрут изготовления | один из способов изготовления | сжиматели на параметрических генераторах (объёмная оптика) |
code_qldpc Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») |
ic_spinphoton Твердотельный спин-фотонный интерфейс (SiV, NV, T-центр) |
строится из других операций | одна из связностей | нелокальные проверки через спин-фотонные интерфейсы между узлами |
code_qldpc Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») |
cx_shuttle Перемещение спинов (конвейерный режим) |
связность, нужная коду | одна из связностей | нелокальные проверки через перемещение спинов |
code_qldpc Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») |
cx_switch Фотонная коммутация / маршрутизация (электрооптика, прямая связь) |
связность, нужная коду | одна из связностей | нелокальные проверки через фотонную коммутацию |
enc_dualrail Двухрельсовое кодирование (со стираниями) |
ro_spd Детектирование одиночных фотонов (SNSPD / TES) |
измерение или оповещение | одно из считываний | потеря фотона сопровождается оповещением при детекции |
g_fusion Линейно-оптическое слияние (с оповещением) |
squeezed Сжатая мода света (непрерывные переменные) |
действует на носитель | один из носителей | слияние GKP-кодированных мод светоделителями и гомодинным считыванием |
ro_disp Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла) |
fluxq Потоковый кубит на ВЧ-СКВИДе (отжигатель) |
действует на носитель | один из носителей | дисперсионный сдвиг резонатора защёлкнутым потоковым состоянием (через QFP) |
g_mwspin СВЧ / оптические спиновые вентили (центры окраски, однокубитные спины) |
ct_base Электрическое управление в основной полосе частот (спины, майораны) |
подача сигналов | один из способов управления | СВЧ- и низкочастотные импульсы на спине |
g_mwspin СВЧ / оптические спиновые вентили (центры окраски, однокубитные спины) |
ct_rt Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит |
подача сигналов | один из способов управления | СВЧ-накачка с комнатной температуры |
g_mbq Майорановский вентиль через измерения |
ct_base Электрическое управление в основной полосе частот (спины, майораны) |
подача сигналов | жёсткая | затворные напряжения, задающие измерение |
g_catcnot Сохраняющий смещение CNOT между кошачьими кубитами |
ct_rt Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит |
подача сигналов | жёсткая | СВЧ-накачки мод кошачьих кубитов |
ct_eo Электрооптическое управление + электроника прямой связи (комн. т.) |
fab_bulk Сборка из объёмной оптики и волокна (фотонные сэмплеры) |
маршрут изготовления | один из способов изготовления | волоконные модуляторы и свободнопространственная оптика |
альтернативы (внутри слоя)
альтернативы (внутри слоя)
| От | К | Примечание |
|---|---|---|
transmon Трансмон |
fluxonium Флаксониум |
альтернативные сверхпроводниковые носители |
alkali Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете |
ae_atom Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания |
альтернативные виды атомов |
photon Одиночный фотон (дискретные переменные) |
squeezed Сжатая мода света (непрерывные переменные) |
фотоника дискретных vs непрерывных переменных |
qd_spin Спин в квантовой точке, формируемой затворами (Si/SiGe, SiMOS, Ge) |
donor Донорный спин (P в ²⁸Si) |
спины точек vs доноров |
enc_bare «Голый» физический кубит (без кодирования) |
enc_dualrail Двухрельсовое кодирование (со стираниями) |
голое кодирование vs кодирование со стираниями |
enc_bare «Голый» физический кубит (без кодирования) |
enc_cat Кошачье кодирование (смещённый шум) |
голое vs кошачий кубит |
enc_cat Кошачье кодирование (смещённый шум) |
enc_gkp GKP-кодирование (решётка) |
кошачий кубит vs GKP |
enc_hf Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе |
enc_omg Метастабильное («omg») кодирование со стираниями |
основное vs метастабильное многообразие |
enc_hf Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе |
enc_opt Оптический кубит на узком переходе (S–D иона, часовой переход атома) |
сверхтонкие уровни основного состояния vs оптический S–D кубит |
enc_eo Чисто обменное / синглет-триплетное спиновое кодирование |
enc_spin_ld Кодирование на одиночном спине (Лосса–ДиВинченцо) / ядерном спине |
кодированный vs голый спин |
g_tc CZ / iSWAP через перестраиваемый элемент связи |
g_cr Кросс-резонанс (фиксированная частота, только СВЧ) |
перестраиваемый vs фиксированная частота |
g_ms Вентиль Мёльмера–Соренсена / на световом сдвиге (лазерный) |
g_elec Электронный СВЧ-вентиль (ионы, без лазера: ближнее поле или статический градиент) |
лазерные vs электронные вентили |
g_fusion Линейно-оптическое слияние (с оповещением) |
g_cv Гауссовы вентили на непрерывных переменных + негауссовы операции с помощью GKP |
слияние на дискретных vs гауссовы вентили на непрерывных переменных |
g_bos Бозонные вентили через анциллу (CX кошачьих кубитов, CZ двухрельсовых, светоделитель) |
g_catcnot Сохраняющий смещение CNOT между кошачьими кубитами |
через анциллу vs прямой CNOT кошачьих кубитов |
cx_nn Статическая решётка со связью ближайших соседей |
cx_lr Дальние элементы связи на чипе (c-couplers, mm-масштаб) |
ближайшие соседи vs дальние элементы связи |
cx_qccd Перемещение ионов (QCCD, перекрёстки, решётчатые ловушки) |
cx_bus Шина на колебательных модах ионной цепочки (все со всеми в цепочке) |
перемещение vs шина цепочки |
cx_nn Статическая решётка со связью ближайших соседей |
cx_shuttle Перемещение спинов (конвейерный режим) |
статические vs переносимые спины |
cx_nn Статическая решётка со связью ближайших соседей |
cx_crossbar Кроссбар с общими линиями (спины) |
индивидуальные vs общие линии |
ct_rt Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит |
ct_cryocmos Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK) |
комнатное vs 4 K управление |
ct_rt Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит |
ct_sfq Цифровое управление на БОК-логике (4 K / mK) |
комнатное vs БОК при mK |
ct_cryocmos Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK) |
ct_sfq Цифровое управление на БОК-логике (4 K / mK) |
cryo-CMOS vs SFQ |
ct_rt Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит |
ct_fluxdac Мультиплексирование потоковых ЦАП на чипе |
комнатные линии vs ЦАП на чипе |
ct_laser Оптическое управление лазером через АОД/SLM (атомы) |
ct_pic_trap Пинцеты от ФИС / интегральная оптика для атомов |
свободное пространство vs оптика на ФИС |
ct_ionlaser Лазерное управление с интегральной фотоникой (ионы) |
ct_ionmw СВЧ-управление, интегрированное в чип (ионы) |
лазерное vs СВЧ управление ионами |
code_surface Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) |
code_color Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили) |
surface vs colour |
code_surface Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) |
code_qldpc Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») |
локальный (поверхностный) vs нелокальный qLDPC постоянной скорости — альтернативы для того же слота, совместимы иерархически (обработка в поверхностном коде/LPU + gross-память) |
code_qldpc Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») |
code_highrate Высокоскоростные каскадные коды с трансверсальными вентилями |
нелокальная BB-память (gross) vs высокоскоростные трансверсальные блоки ([[16,6,4]] тессеракт, [[16,4,2,4]]) |
code_surface Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) |
code_highrate Высокоскоростные каскадные коды с трансверсальными вентилями |
2D vs высокоскоростные трансверсальные |
code_surface Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) |
code_erasure Коды, адаптированные к стираниям |
паулиевский vs адаптированный к стираниям |
code_fusion Отказоустойчивость на основе слияний |
code_bosonic Бозонное каскадирование (repetition-cat, LDPC-cat, GKP+qLDPC) |
отказоустойчивость на основе слияний vs каскадирование GKP |
dec_mwpm MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) |
dec_nn Нейросетевые декодеры (AlphaQubit 2, CNN, трансформеры) |
паросочетание vs нейросетевой |
dec_mwpm MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) |
dec_relaybp Relay-BP для qLDPC (ПЛИС) |
matching vs BP |
dec_fpga ПЛИС-декодеры реального времени (LCD, Deltaflow) |
dec_gpu GPU-декодирование через NVQLink |
FPGA vs GPU |
dec_fpga ПЛИС-декодеры реального времени (LCD, Deltaflow) |
dec_cryo Криогенный декодер / декодер на чипе (крио-КМОП, БОК) |
ПЛИС при комн. т. vs крио-декодер |
ic_mcm Многокристальные модули / l-couplers (один криостат) |
ic_cryolink Криогенная СВЧ-линия связи между криостатами |
один криостат vs между криостатами |
ic_cryolink Криогенная СВЧ-линия связи между криостатами |
ic_transducer СВЧ-оптический преобразователь (полезной эффективности) |
СВЧ-канал связи vs оптический канал связи |
fab_sc Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) |
fab_3d Объёмные сверхпроводниковые резонаторы (механическая обработка) |
планарное vs 3D |
fab_cmos КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка) |
fab_stm СТМ-литография (доноры) |
фабрика vs СТМ |
fab_trap Изготовление ионных ловушек (планарные чипы; фрезерованные 3D ловушки-лезвия) |
fab_cmos КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка) |
МЭМС vs стандартная КМОП-фабрика для ловушек |
enc_hf Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе |
enc_gr Аналоговый кубит основное–ридберговское состояние |
сверхтонкое vs основное–ридберговское кодирование |
g_ryd CZ через ридберговскую блокаду |
g_rydanalog Аналоговая эволюция под ридберговским гамильтонианом |
вентильная vs аналоговая ридберговская работа |
g_fusion Линейно-оптическое слияние (с оповещением) |
g_lointer Программируемый линейно-оптический интерферометр (без запутывающего примитива) |
слияние vs интерферометр сэмплирования |
cx_aod Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) |
cx_reload Непрерывная дозагрузка атомов (резервуар + оптический конвейер) |
однократная загрузка vs непрерывная дозагрузка |
ct_ionlaser Лазерное управление с интегральной фотоникой (ионы) |
ct_ionaod Свободнопространственная лазерная адресация ионов (пучки АОМ/АОД) |
встроенная vs свободнопространственная доставка света |
ct_ionmw СВЧ-управление, интегрированное в чип (ионы) |
ct_ionaod Свободнопространственная лазерная адресация ионов (пучки АОМ/АОД) |
электронная vs свободнопространственная лазерная адресация |
ct_rt Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит |
ct_vio Вертикальный (внеплоскостной) подвод сигналов — VIO, коаксмон, 3D разводка |
краевая vs вертикальная разводка сигналов |
ro_spd Детектирование одиночных фотонов (SNSPD / TES) |
ro_homodyne Гомодинное детектирование квадратур (непрерывные переменные) |
счёт фотонов vs гомодинное детектирование |
code_surface Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) |
code_detect Коды обнаружения ошибок ([[4,2,2]], поверхностный d = 2, iceberg, пространственно-временные) |
корректирующий vs обнаруживающий код |
code_surface Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) |
code_mitig Смягчение ошибок в слоте кода (ZNE, PEC) — не код |
код vs смягчение ошибок |
ic_mcm Многокристальные модули / l-couplers (один криостат) |
ic_multidie Многокристальная сборка в одном модуле (flip-chip, bump-bonding с управляющим кристаллом) |
модуль–модуль vs кристалл–кристалл |
ic_mcm Многокристальные модули / l-couplers (один криостат) |
ic_fanout Криогенная разводка сигналов для спиновых массивов (кристалл-маршрутизатор, 3D многослойная разводка) |
связанные модули vs разводка сигналов |
fab_pic Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm) |
fab_bulk Сборка из объёмной оптики и волокна (фотонные сэмплеры) |
фотонная фабрика vs сборка из объёмной оптики |
конфликтует
конфликтует
| От | К | Механизм | Измеренная цена | Смягчение | Статус · источник |
|---|---|---|---|---|---|
code_highrate Высокоскоростные каскадные коды с трансверсальными вентилями |
cx_nn Статическая решётка со связью ближайших соседей |
нужна связность «все со всеми» | ни одно устройство со связностью ближайших соседей не запускало код высокой скорости крупнее четырёхкубитного кода обнаружения [[4,2,2]]; на статической решётке нелокальные проверки требуют SWAP-сетей, глубина которых растёт с размахом проверки, и ошибки накапливаются вместе с ней | дальние элементы связи на чипе (IBM c-couplers, Loon 2025-11) или физический транспорт (атомы, ионы) | открыт — смягчение в масштабе не показано · 2025-06 |
code_qldpc Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») |
cx_nn Статическая решётка со связью ближайших соседей |
нужна степень ≥ 6; решётки heavy-hex недостаточно без c-couplers | bivariate bicycle-коды требуют графа Таннера степени 6 — две дальние связи на кубит, — чего heavy-hex (степень 2–3) не даёт; без c-couplers gross-код не запускается | c-couplers (Loon), затем модуль Kookaburra; измеренные точность и длина элемента связи пока не опубликованы | открыт — смягчение в масштабе не показано · 2024-03 |
code_aft Алгоритмическая отказоустойчивость / трансверсальные архитектуры |
cx_nn Статическая решётка со связью ближайших соседей |
трансверсальные перестановки требуют транспорта | трансверсальные вентили между логическими блоками требуют перестановок кубитов между блоками; на статической решётке это SWAP-глубина O(d) на логический вентиль, что уничтожает преимущество постоянной глубины | физический транспорт (пинцеты на АОД, перемещение ионов) — поэтому архитектура естественна для атомов/ионов | обходится выбором другой технологии вместо одной из двух · 2025-09 |
enc_cat Кошачье кодирование (смещённый шум) |
code_surface Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) |
несмещённый код теряет смещение — нужны коды с повторением/XZZX/elevator | CSS-поверхностный код исправляет X и Z симметрично, поэтому смещение > 25 (Ocelot, 2025) ничего не даёт; ~10-кратная экономия кубитов архитектур на кошачьих кубитах существует только с кодами под смещённый шум | коды с повторением (Ocelot), XZZX, elevator или LDPC-cat вместо обычного поверхностного кода | обходится выбором другой технологии вместо одной из двух · 2025-02 |
enc_dualrail Двухрельсовое кодирование (со стираниями) |
code_surface Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) |
поверхностный код, декодируемый без флагов стирания, обесценивает кодирование — флаги должны доходить до декодера, учитывающего стирания | декодер паросочетания, игнорирующий флаги стирания, видит порог 0.937% вместо 4.15% — преимущество стирания теряется полностью | декодирование с учётом стирания (паросочетание, учитывающее потери с оповещением) — замена декодера, не железа | смягчён в малом масштабе · 2022-01 |
ro_spd Детектирование одиночных фотонов (SNSPD / TES) |
code_surface Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) |
разрушающая детекция исключает повторное извлечение синдрома с того же фотона | обнаруженный фотон исчезает: повторное извлечение синдрома с того же носителя невозможно, поэтому цикл памяти поверхностного кода на летающих кубитах не запускается | отказоустойчивость на основе слияний / измерений, где каждый фотон по построению измеряется ровно один раз | обходится выбором другой технологии вместо одной из двух · 2023-02 |
g_ms Вентиль Мёльмера–Соренсена / на световом сдвиге (лазерный) |
cx_bus Шина на колебательных модах ионной цепочки (все со всеми в цепочке) |
время вентиля растёт с длиной цепочки (медиана 672 µs на 30-ионной цепочке Forte) | спектральная теснота колебательных мод делает вентиль медленнее и менее точным с ростом цепочки: медиана 672 µs на 30-ионной цепочке Forte против ~10–30 µs на коротких цепочках | короткие цепочки в зонированных QCCD-ловушках (Quantinuum), амплитудно/фазово-модулированные вентили или электронные вентили на сегментах ≤ 4 ионов | открыт — смягчение в масштабе не показано · 2025 |
fab_3d Объёмные сверхпроводниковые резонаторы (механическая обработка) |
cx_nn Статическая решётка со связью ближайших соседей |
сантиметровые резонаторы не укладываются в плотные 2D-решётки | сантиметровые фрезерованные резонаторы дают ~1 моду на cm²; плотная 2D-решётка из них невозможна, поэтому 3D-бозонные кубиты останавливаются на десятках мод на модуль | миллиметровые коаксиальные λ/4 и двухштыревые резонаторы или планарные бозонные моды; плотность всё ещё на порядок ниже решёток трансмонов | открыт — смягчение в масштабе не показано · 2026-07 |
cx_crossbar Кроссбар с общими линиями (спины) |
g_exch Обменный вентиль (спины; вкл. CZ на переносимых спинах) |
общие линии vs попарная калибровка обмена | одна общая линия управляет многими обменными вентилями сразу, но J меняется от точки к точке из-за беспорядка; 16-точечный кроссбар 2024 г. не показал когерентной работы кубитов | однородность 300 mm (~1% от прибора к прибору), локальные подстроечные плавающие затворы или полуобщая схема с корректирующими линиями на кубит | открыт — смягчение в масштабе не показано · 2024-07 |
ct_sfq Цифровое управление на БОК-логике (4 K / mK) |
transmon Трансмон |
фотоны переключений БОК-схем вызывают отравление квазичастицами без экранирования (0.96% — источник ошибки в многокристальном модуле 2023 г.) | фотоны переключающихся переходов лежат выше щели алюминия (2Δ ≈ 90 GHz) и разрывают куперовские пары в плёнке кубита: распад T1 плюс коррелированные не-паулиевские всплески; 0.96(2)% из 1.2(1)% ошибки на Клиффорд в многочиповом модуле 2023 г. | драйвер на отдельном кристалле, ограничение полосы импульсов (прогноз 0.1%), ловушки квазичастиц / инженерия щели, mm-волновое экранирование; SEEQC 2026 сообщает об отсутствии детектируемого отравления на 5 кубитах | открыт — смягчение в масштабе не показано · 2023-09 |
code_color Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили) |
dec_mwpm MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) |
синдромы цветового кода содержат трёхчастичные (гиперрёберные) события, которые попарное паросочетание не декодирует | проверки веса 6 дают события детекции тройками; плоское паросочетание неприменимо, а применимые декодеры (restriction, Möbius, Chromobius) теряют точность — память на цветовом коде d=5 у Google достигла 8.19(14)×10⁻³ за цикл с поисковым декодером Tesseract, хуже её же поверхностного кода d=5 | декодеры с гиперрёбрами: Chromobius / restriction, Tesseract (поиск), нейросетевые; схемы без hook-ошибок с одной анциллой (2026) снижают нагрузку гиперрёбер | смягчён в малом масштабе · 2026-07 |
dec_gpu GPU-декодирование через NVQLink |
transmon Трансмон |
GPU-декодирование через NVQLink добавляет ~4 µs кругового пути к циклу поверхностного кода ~1 µs | измеренный круговой путь NVQLink 3.84 µs в среднем / 3.96 µs максимум — 3–4 цикла поверхностного кода трансмона класса Willow (~1.1 µs): синдромы накапливаются быстрее любой реакции за один цикл, и обратная связь в реальном времени (не-Клиффорд, телепортация) вынуждена ждать | оконное / потоковое декодирование с ПЛИС-предекодером у криостата, откладывающее только критичные к реакции решения; медленные носители (атомы, ионы: циклы в ms) конфликта не видят | открыт — смягчение в масштабе не показано · 2025-11 |
cx_reload Непрерывная дозагрузка атомов (резервуар + оптический конвейер) |
alkali Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете |
рассеянный свет охлаждения и МОЛ доходит до хранимых кубитов | отдельная область МОЛ в 0.5 m с конвейерным транспортом или резервуар в нескольких сотнях µm с остановкой молассой | динамическая развязка хранимых кубитов; пространственное разделение | смягчён в малом масштабе · 2025-09 |
cx_reload Непрерывная дозагрузка атомов (резервуар + оптический конвейер) |
ae_atom Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания |
свет МОЛ и репампера опустошает хранимые атомы | МОЛ без репампера; хранимые атомы укрыты в ³P₀ (время жизни 13 s) | укрытие; разделение | смягчён в малом масштабе · 2024-02 |
code_qldpc Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») |
dec_mwpm MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) |
один сбой в bivariate bicycle-коде переворачивает три проверки (гиперрёбра); попарное паросочетание его не декодирует | ни один декодер на основе паросочетаний не запускал bivariate bicycle-код: в графе синдромов есть гиперрёбра, поэтому его декодируют BP+OSD (офлайн) и Relay-BP (реальное время, ПЛИС) | Relay-BP (dec_relaybp) или BP+OSD; паросочетание остаётся для кодов, подобных поверхностному | обходится выбором другой технологии вместо одной из двух · 2025-06 |
g_cr Кросс-резонанс (фиксированная частота, только СВЧ) |
code_surface Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) |
бесстолкновительные фиксированные частоты вынуждают разреженную решётку heavy-hex; поверхностный код степени 4 тогда требует флаговых кубитов и более длинных раундов | решётка с кросс-резонансными вентилями избегает частотных столкновений, держа степень 2–3 (heavy-hex); проверки веса 4 поверхностного кода тогда требуют флаговых кубитов, более длинной схемы синдрома и дают порог ниже, чем на решётке степени 4 | перестраиваемые элементы связи (g_tc) — переход IBM от кросс-резонанса у Eagle к перестраиваемым элементам связи Heron, ещё на heavy-hex; квадратная решётка степени 4 пришла с Nighthawk (2025); либо heavy-hex-коды на решётке с кросс-резонансом | обходится выбором другой технологии вместо одной из двух · 2020-01 |
ro_img Регистрация флуоресценции массивов атомов |
enc_hf Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе |
рассеянный и переизлучённый свет регистрации флуоресценции атомов того же вида дефазирует сверхтонкие кубиты данных | внутрисхемная регистрация флуоресценции одного атома рассеивает резонансный свет, который поглощают хранимые сверхтонкие кубиты; без разделения или укрытия кубиты данных декогерируют при каждом измерении | отдельная зона считывания через транспорт (cx_aod), второй вид атомов или укрытие кубитов данных в метастабильных уровнях (enc_omg) | смягчён в малом масштабе · 2023-05 |
ro_fluor Детектирование состояния по флуоресценции (ионы, дефекты) |
enc_hf Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе |
свет флуоресцентной детекции доходит до соседних ионов при считывании в середине схемы | свет детекции одного иона доходит до соседей в той же цепочке; считывание сверхтонкого кубита в середине схемы поэтому требует расстояния или скрытого многообразия | зонированные QCCD-ловушки, уносящие измеряемый ион (cx_qccd), второй вид ионов или укрытие в метастабильных уровнях (enc_omg) | смягчён в малом масштабе · 2021-04 |
ic_transducer СВЧ-оптический преобразователь (полезной эффективности) |
transmon Трансмон |
оптическая накачка преобразователя на милликельвиновой ступени рождает квазичастицы и греет чип кубитов | оптическая накачка, ведущая преобразование, стоит на камере смешения: её рассеянный свет разрывает куперовские пары и греет ступень, поэтому первая трансдукция кубит → фотон работала импульсной накачкой с малым коэффициентом заполнения | импульсная накачка с малым коэффициентом заполнения; преобразователь на отдельном чипе или модуле с фильтрованным оптическим доступом | открыт — смягчение в масштабе не показано · 2020-12 |
ct_cryocmos Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK) |
transmon Трансмон |
милливаттное тепловыделение КМОП на камере смешения против бюджета охлаждения в десятки микроватт | полный КМОП-контроллер рассеивает милливатты; камера смешения растворительного криостата даёт десятки микроватт, поэтому контроллер стоит на ступени 3–4 K (< 2 mW на набор каналов, 2019), а рядом с трансмонами — только микроваттные части: мультиплексоры, переключатели | контроллер на ступени 4 K с разводкой вниз к кубитам; милликельвиновый мультиплексор, который проводит импульсы, не порождая их; спиновые кубиты при ~1 K конфликта не видят | смягчён в малом масштабе · 2019-11 |
ct_sfq Цифровое управление на БОК-логике (4 K / mK) |
fluxonium Флаксониум |
фотоны переключений выше 2Δ разрывают куперовские пары в плёнке перехода — механизм трансмона, на флаксониуме ещё не измерен | выведено из случая трансмона: те же алюминиевые переходы, те же разрывающие пары фотоны; флаксониум, управляемый импульсами БОК, не сообщался, а флаксониум при половине кванта потока менее чувствителен к туннелированию квазичастиц, чем трансмон (Pop et al. 2014), так что цена может быть ниже | как для трансмона: драйвер на отдельном кристалле, ограничение полосы, ловушки квазичастиц, экранирование | открыт — смягчение в масштабе не показано · 2023-09 |
squeezed Сжатая мода света (непрерывные переменные) |
cx_switch Фотонная коммутация / маршрутизация (электрооптика, прямая связь) |
потери добавляют вакуумный шум: после доли потерь 1−η выживает не больше −10·log₁₀(1−η) дБ сжатия, поэтому ~10 dB, нужные GKP, ограничивают потери переключателя 10 % | порог отказоустойчивости архитектуры на GKP задан как ~10 dB эффективного сжатия; суммарные потери 1 dB на маршруте (η = 0,79) ограничивают достижимое сжатие 6,9 dB, а 0,46 dB (η = 0,9) — 10 dB, поэтому бюджет переключателя — самое жёсткое число архитектуры | бюджет потерь на моду и переключатель, переключатели с наименьшими потерями (BTO, МЭМС) или кодирование на дискретных переменных, где потеря — стирание с оповещением | открыт — смягчение в масштабе не показано · 2021-02 |
определяет (узел → выход; каждая строка несёт источник, дату и число)
определяет (узел → выход; каждая строка несёт источник, дату и число)
| Узел | Выход | Метрика | Значение | Дата | Источник |
|---|---|---|---|---|---|
transmon |
канал ошибок | Willow mean T1 / T2,CPMG | 68 µs / 89 µs (QEC chip) | 2024-12 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08449-y |
transmon |
канал ошибок | Willow mean simultaneous CZ error | 0.33 ± 0.18% (spec sheet) | 2024-12 | https://quantumai.google/static/site-assets/downloads/willow-spec-sheet.pdf |
transmon |
канал ошибок | correlated burst rate | ~1 per hour on the 72-qubit processor (d=29 repetition code, 3×10⁹ cycles); decay ~400 µs; 10⁻¹⁰ logical floor | 2024-12 | https://arxiv.org/abs/2408.13687 |
fluxonium |
канал ошибок | record 2Q (CNOT, Manucharyan group) | 99.94% in 60 ns, > 99.9% over 24 days | 2024-07 | https://arxiv.org/abs/2407.15783 |
fluxonium |
канал ошибок | MIT FTF CZ (RL-optimised mean) | 99.922% | 2023-09 | https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.13.031035 |
cavity |
канал ошибок | cavity single-photon lifetime (Al, Yale) | 10 ms | 2013 | https://arxiv.org/abs/1302.4408 |
cavity |
канал ошибок | cavity-qubit coherence (Weizmann) | T1 25.6 ms / T2 34 ms | 2023-09 | https://journals.aps.org/prxquantum/abstract/10.1103/PRXQuantum.4.030336 |
ion |
канал ошибок | Helios (98 q) 2Q / SPAM | 7.9×10⁻⁴ / 4.8×10⁻⁴ | 2025-11 | https://arxiv.org/abs/2511.05465 |
ion |
канал ошибок | memory | > 1 hour single-qubit coherence | 2021 | https://arxiv.org/abs/2008.00251 |
alkali |
число кубитов с учётом качества | atoms with coherence | 6 100 Cs atoms, T2 12.6(1) s, 23-min trap lifetime (Caltech) | 2024-03 | https://arxiv.org/abs/2403.12021 |
alkali |
число кубитов с учётом качества | continuous operation | > 3 000 qubits held > 2 h; 300 000 atoms/s reloaded into tweezers, 30 000 initialised qubits/s | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09596-6 |
alkali |
число кубитов с учётом качества | trapped (no gates) | 11 022 Rb atoms in 18 225 metasurface tweezers | 2026-06 | https://arxiv.org/abs/2606.02715 |
ae_atom |
канал ошибок | erasure conversion demonstrated | 56% of 1Q errors → erasures (¹⁷¹Yb) | 2023-05 | https://arxiv.org/abs/2305.05493 |
ae_atom |
канал ошибок | Yb CZ | 99.72% post-selected / 99.40% raw | 2024-11 | https://arxiv.org/abs/2411.11708 |
photon |
канал ошибок | source purity / HOM (Omega) | 99.5% / 99.5% | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 |
photon |
канал ошибок | QD source system efficiency | 71.2% (first above 2/3 loss threshold) | 2023-11 | https://arxiv.org/abs/2311.08347 |
squeezed |
канал ошибок | on-chip GKP effective squeezing (Xanadu) | 0.62 dB vs ~9.75 dB required | 2025-06 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09044-5 |
squeezed |
канал ошибок | on-chip raw squeezing (poled TFLN) | 1.4 dB measured (> 10 dB loss-corrected) | 2025-08 | https://arxiv.org/abs/2508.08599 |
qd_spin |
канал ошибок | 2Q on 300 mm foundry wafer | 99.04–99.56% (Diraq/imec) | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09531-9 |
qd_spin |
число кубитов с учётом качества | largest arrays | 18 qubits (Groove/QuTech Ge; HRL EO) | 2026-04 | https://arxiv.org/abs/2604.01063 |
donor |
канал ошибок | nuclear-spin gates (range reported) | 99.5–99.99%; Bell > 99% (single 99.90(4)% CZ not isolable in the abstract) | 2025-12 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09827-w |
defect |
канал ошибок | NV gate errors (GST) | < 0.1% [P] — press release only, no primary paper | 2025-03 | https://thequantuminsider.com/2025/03/28/fujitsu-and-qutech-realize-high-precision-quantum-gates/ |
majorana |
канал ошибок | single-nanowire parity switching time | 22 ± 1 s Z-parity lifetime in one wire of one tetron (not a qubit lifetime); two-loop device Z 12.4 ms vs X 14.5 µs (2025) | 2026-06 | https://arxiv.org/abs/2606.03884 |
fluxq |
число кубитов с учётом качества | Advantage2 | 4 400+ qubits, degree 20 | 2025-05 | https://thequantuminsider.com/2025/05/20/d-wave-announces-general-availability-of-advantage2-quantum-computer/ |
enc_bare |
канал ошибок | leakage suppression | 72× (all-microwave reset), residual 6.4×10⁻⁴ after 40 cycles | 2025-12 | https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/rqkg-dw31 |
enc_hf |
канал ошибок | leakage per 1Q Clifford (Helios) | 1.1×10⁻⁵ | 2025-11 | https://arxiv.org/abs/2511.05465 |
enc_opt |
канал ошибок | D₅/₂ lifetime (⁴⁰Ca⁺), the encoding's ceiling | τ = 1.17 s (AQT demonstrator, ⁴⁰Ca⁺ |4S₁/₂,m=−1/2⟩–|3D₅/₂,m=−1/2⟩ at 729 nm) | 2021-01 | https://arxiv.org/abs/2101.11390 |
enc_omg |
канал ошибок | erasure fraction (theory) | 98% of errors convertible (¹⁷¹Yb) | 2022-01 | https://arxiv.org/abs/2201.03540 |
enc_omg |
канал ошибок | [[4,2,2]] with erasure info | logical decay 1.9(4)× slower (unconditional decoding) | 2026-06 | https://arxiv.org/abs/2506.13724 |
enc_dualrail |
канал ошибок | cavity dual-rail CZ | erasure 0.53%/gate, residual Pauli < 0.1%, 500 ns | 2026-08 | https://www.nature.com/articles/s41586-026-10822-y |
enc_dualrail |
канал ошибок | transmon dual-rail | erasure 2.5×10⁻²/check, residual 6×10⁻⁴, bias 42 | 2026-04 | https://arxiv.org/abs/2604.16292 |
enc_cat |
канал ошибок | bit-flip time | 44 min mean (12-cat chip, preliminary); 22 s squeezed cat | 2025-09 | https://alice-bob.com/newsroom/alice-bob-surpasses-bit-flip-stability-record |
enc_cat |
канал ошибок | phase-flip per CX (Ocelot) | 9.6(4)×10⁻² at n̄=2 (bit-flip 3.5(4)×10⁻³); bias > 25 under the gate, > 30 idle | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08642-7 |
enc_gkp |
канал ошибок | single-mode GKP logical error | 8.1×10⁻³/round (survival 0.24×0.39) | 2026-07 | https://arxiv.org/abs/2607.06718 |
enc_gkp |
канал ошибок | GKP qudit gain beyond break-even (UCSB + Google) | 1.82–1.87 | 2025-05 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08899-y |
enc_gkp |
канал ошибок | best bosonic memory gain (GKP, Yale) | 2.27(7) | 2023-03 | https://www.nature.com/articles/s41586-023-05782-6 |
enc_eo |
канал ошибок | EO 1Q error (18 qubits) | 2×10⁻⁴ mean | 2026-07 | https://arxiv.org/abs/2604.16216 |
enc_parity |
канал ошибок | Z / X parity lifetimes | 12.4 ms / 14.5 µs in the quoted tuning (~9.3 ms / ~4 µs in others; the ~10³ ratio is robust, the point values are not) | 2025-07 | https://arxiv.org/abs/2507.08795 |
g_tc |
канал ошибок | record CZ (tunable coupler, IQM) | 99.93% over 40 h | 2025-08 | https://arxiv.org/abs/2508.16437 |
g_tc |
канал ошибок | record CZ (double-transmon coupler) | 99.90% in 48 ns | 2024-11 | https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.14.041050 |
g_tc |
такт (время цикла) | gate time (Willow) | ~30 ns CZ | 2024-12 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08449-y |
g_tc |
канал ошибок | fleet EPLG (full width) | best 0.19% (ibm_boston), typical 0.37% | 2026-07 | https://www.ibm.com/quantum/blog/whats-new-q2-2026 |
g_cr |
канал ошибок | CR CNOT with intrinsic static-ZZ suppression (Kandala) | 99.77(2)% in a single 180 ns pulse | 2021 | https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.130501 |
g_ryd |
канал ошибок | record CZ | 99.854% raw / 99.941% loss-post-selected | 2026-04 | https://arxiv.org/abs/2604.25987 |
g_ryd |
такт (время цикла) | gate time | 270 ns | 2025-06 | https://arxiv.org/abs/2506.20661 |
g_ms |
канал ошибок | Helios 2Q | 7.9×10⁻⁴ in ~70 µs | 2025-11 | https://arxiv.org/abs/2511.05465 |
g_ms |
такт (время цикла) | IonQ Forte MS duration (30-ion chain, all 435 pairs) | 550–883 µs (median 672 µs) | 2023-08 | https://arxiv.org/abs/2308.05071 |
g_ms |
такт (время цикла) | fastest laser gate (Schäfer et al., Oxford) | 99.8% at 1.6 µs | 2018 | https://arxiv.org/abs/1709.06952 |
g_elec |
канал ошибок | record 2Q | 8.4×10⁻⁵ without ground-state cooling | 2025-10 | https://arxiv.org/abs/2510.17286 |
g_elec |
такт (время цикла) | gate duration | 225.8 µs (2025); ≈120 µs in 2024 (two 60 µs pulses, arXiv:2407.07694) | 2025-10 | https://arxiv.org/html/2510.17286 |
g_exch |
канал ошибок | foundry CZ | 99.04–99.56% (300 mm) | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09531-9 |
g_exch |
канал ошибок | EO CNOT best / mean | 9×10⁻⁴ / 3×10⁻³ | 2026-07 | https://arxiv.org/abs/2604.16216 |
g_exch |
такт (время цикла) | mobile-spin CZ | 98.86% in 58 ns | 2026-05 | https://www.nature.com/articles/s41586-026-10423-9 |
g_fusion |
канал ошибок | fusion Bell fidelity | 99.22% | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 |
g_bos |
канал ошибок | dual-rail cavity CZ | post-selected infidelity 0.029% (bound 0.12%), 500 ns | 2026-08 | https://www.nature.com/articles/s41586-026-10822-y |
g_bos |
канал ошибок | cavity beamsplitter (DC-SQUID coupler) | > 99.98%, ~100 ns swaps | 2023-03 | https://arxiv.org/abs/2303.00959 |
g_mbq |
канал ошибок | status | no two-qubit operation, no entanglement | 2026-06 | https://arxiv.org/abs/2606.03884 |
g_anneal |
такт (время цикла) | coherent quench | 3.6–27 ns | 2025-03 | https://arxiv.org/abs/2403.00910 |
cx_nn |
число кубитов с учётом качества | Nighthawk | 120 q, 218 couplers, 5 000 2Q gates/circuit | 2025-11 | https://newsroom.ibm.com/2025-11-12-ibm-delivers-new-quantum-processors,-software,-and-algorithm-breakthroughs-on-path-to-advantage-and-fault-tolerance |
cx_nn |
канал ошибок | CZ crosstalk (fitted budget term, Willow d=7) | 5.5×10⁻⁴ | 2024-08 | https://arxiv.org/abs/2408.13687 |
cx_lr |
путь масштабирования | long-range CZ | 99.81% over ≥ 2 mm | 2023 | https://arxiv.org/abs/2208.09460 |
cx_lr |
путь масштабирования | IBM Loon | c-couplers + multilayer routing shown, no performance numbers | 2025-11 | https://newsroom.ibm.com/2025-11-12-ibm-delivers-new-quantum-processors,-software,-and-algorithm-breakthroughs-on-path-to-advantage-and-fault-tolerance |
cx_qccd |
такт (время цикла) | time per full-width layer (Helios) | ~55 ms | 2025-11 | https://arxiv.org/html/2511.05465v1 |
cx_qccd |
путь масштабирования | junction transport | 4 m/s, 0.013–0.03 quanta/round trip | 2022 | https://arxiv.org/abs/2206.11888 |
cx_qccd |
путь масштабирования | grid-trap ion exchange | 2.5 kHz | 2024-03 | https://arxiv.org/abs/2403.00756 |
cx_qccd |
путь масштабирования | two-module matter link (Universal Quantum) | 2 424 transfers/s, loss infidelity < 7×10⁻⁸ | 2023-02 | https://www.nature.com/articles/s41467-022-35285-3 |
cx_bus |
число кубитов с учётом качества | independently benchmarked chain (Forte) | 30 ions, all 435 pairs | 2023-08 | https://arxiv.org/abs/2308.05071 |
cx_bus |
число кубитов с учётом качества | largest chain demonstrated (Tempo development system) | 64-qubit register, #AQ 64 [C] — IonQ's own benchmark, no per-pair data; the 100-qubit product is listed for late 2026 | 2025-09 | https://www.ionq.com/blog/ionq-hits-aq-64-milestone-ahead-of-schedule-and-sets-its-sights-even-higher |
cx_aod |
такт (время цикла) | move time | 610 µm in 1.6 ms at 99.95%; 270 µm in 400 µs at 99.8% | 2025-09 | https://arxiv.org/abs/2403.12021 |
cx_aod |
число кубитов с учётом качества | zoned FT processor | 448 atoms, 256 in entangling zone | 2025-11 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09848-5 |
cx_reload |
такт (время цикла) | reload flux | ≈ 300 000 atoms/s into tweezers; > 30 000 initialised qubits/s (15 000/s sorted into defect-free batches) | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09596-6 |
cx_reload |
число кубитов с учётом качества | continuous run | > 2 h, > 5 × 10⁷ atoms cycled through a 3 000-qubit array | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09596-6 |
cx_shuttle |
путь масштабирования | conveyor shuttling | 10 µm, 99.54%, up to 64 m/s | 2025-06 | https://www.nature.com/articles/s41565-025-01920-5 |
cx_shuttle |
путь масштабирования | weight-4 parity via shuttled ancilla | 97.7% per shuttle | 2026-07 | https://www.nature.com/articles/s41586-026-10766-3 |
cx_switch |
канал ошибок | best in-line switch (PsiQuantum BTO) | 100 mdB insertion; 52(12) mdB fibre-to-chip | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 |
cx_switch |
канал ошибок | system-scale switch loss (Aurora) | 0.19 dB/MZI; requirement ≈ 7 mdB | 2025-01 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08406-9 |
cx_switch |
канал ошибок | BTO phase shifter | 0.33 dB·V | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 |
cx_crossbar |
путь масштабирования | control lines vs dots (no coherent qubit operation) | 23 lines for 16 dots | 2024-01 | https://www.nature.com/articles/s41565-023-01491-3 |
ct_rt |
путь масштабирования | I/O wall | > 4 000 high-density rf lines per fridge | 2026 | https://bluefors.com/ |
ct_rt |
число кубитов с учётом качества | largest single-fridge chip | 1 121 qubits (Condor) | 2023-12 | https://www.ibm.com/quantum/blog/quantum-roadmap-2033 |
ct_cryocmos |
путь масштабирования | HRL 4 K controller sequencing QEC | ≤ 3.5 W, 366 DACs; d=5 bit-flip-only repetition code Λ=4.7 without room-temperature real-time electronics (arXiv Apr–May 2026, Nature Jul 2026) | 2026-07 | https://arxiv.org/abs/2604.16216 |
ct_cryocmos |
путь масштабирования | IBM 14 nm at 4 K | 23 mW/qubit; 1Q 8×10⁻⁴ | 2024-02 | https://journals.aps.org/prxquantum/abstract/10.1103/PRXQuantum.5.010326 |
ct_cryocmos |
путь масштабирования | mK CMOS next to spin qubits | ~20 nW/MHz per cell; fidelity impact 0.07% | 2025-06 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09157-x |
ct_sfq |
путь масштабирования | SEEQC mK SFQ control | 1Q > 99%, up to 99.9% (Nature Electronics) | 2026-03 | https://www.nature.com/articles/s41928-026-01576-6 |
ct_sfq |
путь масштабирования | DigiQ: A Scalable Digital Controller for Quantum Computers Using SFQ Logic, HPCA 2022 | 4 K in-fridge SFQ controller; the largest designs fit the few-watt budget of the 4 K stage | 2022-02 | https://arxiv.org/abs/2202.01407 |
ct_sfq |
путь масштабирования | QP-poisoning-limited SFQ MCM | 1.2% error/Clifford, 0.96% from photon-mediated QP | 2023-07 | https://journals.aps.org/prxquantum/abstract/10.1103/PRXQuantum.4.030310 |
ct_fluxdac |
путь масштабирования | bias lines per qubits | ~300 bias lines into the QPU, of which ~200 multiplexed lines address ~10⁵ on-chip DACs (whitepaper 2026-01-23); fluxonium MCM at 10 mK | 2026-01 | https://www.dwavequantum.com/media/41upubz2/14-1090a-a_fluxonium-dac-control.pdf |
ct_laser |
число кубитов с учётом качества | SLM array | ~12 000 sites, 6 100 atoms | 2025-09 | https://arxiv.org/abs/2403.12021 |
ct_laser |
путь масштабирования | metasurface tweezers | 18 225 traps from 33 W | 2026-06 | https://arxiv.org/abs/2606.02715 |
ct_pic_trap |
путь масштабирования | on-chip traps | 4 Rb atoms, 27.5 s lifetime | 2026-08 | https://www.pasqal.com/newsroom/pasqal-brings-qubit-control-on-chip/ |
ct_ionlaser |
путь масштабирования | waveguide-delivered 2Q gate | > 99.3% | 2020-10 | https://www.nature.com/articles/s41586-020-2823-6 |
ct_ionmw |
канал ошибок | chip-integrated microwave 1Q | 1.5×10⁻⁷ error per Clifford | 2024-12 | https://arxiv.org/abs/2412.04421 |
ct_ionmw |
путь масштабирования | WISE architecture | 1 000 ions with ~200 signal sources (design) | 2023 | https://arxiv.org/abs/2305.12773 |
ct_base |
канал ошибок | extrinsic control share of CNOT error | ~80% (HRL) | 2026-07 | https://arxiv.org/abs/2604.16216 |
ro_disp |
такт (время цикла) | readout pulse / fidelity (IQM) | 240 ns pulse (≈280 ns full window) / 99.94% simultaneous assignment; QNDness 99.3% | 2025-09 | https://arxiv.org/abs/2508.16437 |
ro_disp |
канал ошибок | at-scale readout error | ~1×10⁻² (fleet) | 2025-08 | https://www.ibm.com/quantum/hardware |
ro_fluor |
такт (время цикла) | fastest ion readout | 11 µs at 99.931% (¹⁷¹Yb⁺, MoSi SNSPD) | 2019 | https://www.nature.com/articles/s42005-019-0195-8 |
ro_fluor |
канал ошибок | Helios SPAM | 4.8×10⁻⁴ | 2025-11 | https://arxiv.org/abs/2511.05465 |
ro_img |
такт (время цикла) | typical mid-circuit readout | ~0.5–1 ms; 0.46% bit-flip, 0.24% loss | 2025-11 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09848-5 |
ro_img |
такт (время цикла) | fast imaging (emerging) | 17.6 µs, 99.89% discrimination, 98.8% survival — neutral ¹⁷⁴Yb, spinless (not qubit-state-resolved) | 2026-08 | https://arxiv.org/html/2605.24175 |
ro_s2c |
такт (время цикла) | fast readout (Oakes et al., Quantum Motion; rf single-electron box) | 99.2% in < 6 µs | 2023-02 | https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.13.011023 |
ro_s2c |
канал ошибок | best SPAM | 99.9% (100 µs integration) | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09531-9 |
ro_spd |
канал ошибок | wafer-scale median on-chip efficiency (PsiQuantum Omega, 300 mm) | 93.4% at ~2 K | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 |
ro_spd |
канал ошибок | best on-chip efficiency (laboratory device) | 99.73% | 2025-10 | https://www.nature.com/articles/s41377-025-02031-5 |
ro_qcap |
такт (время цикла) | readout | 1% error; SNR 1 in 3.6 µs | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08445-2 |
ro_qcap |
такт (время цикла) | independent replication (QuTech, InSb Kitaev chain) | ~1.85 ms dwell, SNR ~1.93 | 2026-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09927-7 |
ro_erasure |
такт (время цикла) | transmon dual-rail check | 384 ns; FP/FN ≈ separation error 0.8% (SNR 11.6) | 2026-04 | https://arxiv.org/abs/2604.16292 |
ro_erasure |
такт (время цикла) | cavity dual-rail check | 1.8 µs, FP 0.51% / FN 3.7% | 2025-01 | https://www.nature.com/articles/s41534-024-00944-4 |
ro_erasure |
такт (время цикла) | Yb erasure detection | 20 µs (1Q) / 420 µs (2Q) | 2023-05 | https://arxiv.org/abs/2305.05493 |
code_surface |
канал ошибок | Λ (Willow, d=3→7) | 2.14 ± 0.02; d=7 record 7.72×10⁻⁴/cycle (Jul 2026) | 2026-07 | https://www.nature.com/articles/s41586-026-10759-2 |
code_surface |
канал ошибок | Λ (USTC 107 q, d=7) | 1.40(6) | 2025-12 | https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/rqkg-dw31 |
code_surface |
канал ошибок | neutral-atom d=3→5 | 2.14(13)× in 4-round circuit | 2025-11 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09848-5 |
code_surface |
число кубитов с учётом качества | teraquop footprint, plain patches (p=10⁻³) | ~1 500 physical/logical (800 with 1D yokes, 600 with 2D yokes) | 2023-12 | https://arxiv.org/abs/2312.04522 |
code_surface |
число кубитов с учётом качества | teraquop footprint with correlated matching (p=10⁻³) | ~650 physical/logical | 2023-12 | https://arxiv.org/abs/2312.08813 |
code_color |
канал ошибок | Λ₃/₅ (Google) | 1.56(4); logical Clifford 0.0027 | 2025-05 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09061-4 |
code_color |
канал ошибок | 5-to-1 distillation on logical qubits | d=3: 95.1%→99.4%; d=5: 92.5%→98.6% | 2025-07 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09367-3 |
code_qldpc |
число кубитов с учётом качества | gross code overhead | 288 physical for 12 logical (~24/logical) vs ~3 000 surface | 2024-03 | https://arxiv.org/abs/2308.07915 |
code_qldpc |
канал ошибок | IonQ memories on a 40-ion ¹³³Ba chain: eight codes, BB [[18,4,3]] (4 logical in 18 ions) to [[30,4,5]] | 3.95 ± 0.68 s in one code the paper does not identify vs 3.84 ± 0.48 s physical (= 3 T2*; the June version gave 3.3 ± 0.9 s); BB [[18,4,3]] 2.48 ± 0.40 s; logical runs leakage-post-selected — break-even within error bars (arXiv version of 14 Sep 2026) | 2026-09 | https://arxiv.org/abs/2606.06455 |
code_qldpc |
канал ошибок | Zhejiang [[18,4,4]] on 32 SC qubits | 8.91%/logical/cycle (not break-even) | 2025-05 | https://arxiv.org/html/2505.09684 |
code_qldpc |
число кубитов с учётом качества | RSA-2048 with qLDPC (Pinnacle) | < 100 000 physical qubits at 10⁻³, 1 µs cycle | 2026-02 | https://arxiv.org/abs/2602.11457 |
code_highrate |
число кубитов с учётом качества | Helios [[80,48,4]] | 48 corrected logical qubits; logical gate error 1.0–1.2×10⁻⁴ | 2026-02 | https://arxiv.org/abs/2602.22211 |
code_highrate |
число кубитов с учётом качества | Harvard tesseract [[16,6,4]] | up to 96 d=4 logical qubits active | 2025-11 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09848-5 |
code_highrate |
число кубитов с учётом качества | Quantinuum tesseract [[16,6,4]] on ions | transversal logical Clifford group in depth-one circuits, 12 addressable logical CZ pairs | 2026-06 | https://www.nature.com/articles/s41586-026-10628-y |
code_erasure |
канал ошибок | threshold with 98% erasure | 4.15% vs 0.937% | 2022-01 | https://arxiv.org/abs/2201.03540 |
code_erasure |
канал ошибок | [[4,2,2]] erasure teleportation (atoms) | logical decay 1.9(4)× slower with erasure info in unconditional decoding | 2026-06 | https://arxiv.org/abs/2506.13724 |
code_bosonic |
канал ошибок | repetition-cat (Ocelot) | d=3 1.75% at |α|²=1 → d=5 1.65% at |α|²=1.5 per 2.8 µs cycle — different n̄, not a distance scan | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08642-7 |
code_bosonic |
число кубитов с учётом качества | LDPC-cat estimate | 758 cats → 100 logical at 10⁻⁸ (assumes 0.1% phase-flip) | 2024-01 | https://arxiv.org/abs/2401.09541 |
code_bosonic |
число кубитов с учётом качества | repetition-cat estimate (Gouzien et al.) | 126 133 cats for a 256-bit elliptic-curve logarithm in 9 h | 2023-02 | https://arxiv.org/abs/2302.06639 |
code_fusion |
канал ошибок | loss threshold | 2.7% per photon (boosted 6-ring); 17.4% ({7,4}-encoded resource state) | 2025-06 | https://arxiv.org/abs/2506.11975 |
code_aft |
такт (время цикла) | rounds per logical gate | O(d) → O(1) | 2024-06 | https://arxiv.org/abs/2406.17653 |
code_aft |
число кубитов с учётом качества | Shor / P-256 on reconfigurable atoms | 10 000 atoms minimum (26 000 time-efficient); P-256 in days, RSA-2048 one to two orders longer | 2026-03 | https://arxiv.org/abs/2603.28627 |
code_aft |
число кубитов с учётом качества | RSA-2048 on reconfigurable atoms (ISCA 2025) | 5.6 days on 19 M qubits at a 1 ms cycle | 2025-05 | https://arxiv.org/abs/2505.15907 |
code_magic |
канал ошибок | cultivation (Google) | 0.9999(1), 8% acceptance, 40× error reduction | 2025-12 | https://arxiv.org/abs/2512.13908 |
code_magic |
канал ошибок | code switching (Quantinuum) | ≤ 5.1×10⁻⁴ at 82.6% acceptance | 2025-06 | https://arxiv.org/abs/2506.14169 |
dec_mwpm |
такт (время цикла) | PyMatching v2 throughput | < 1 µs/round at d=17, p=0.1% | 2023-03 | https://arxiv.org/abs/2303.15933 |
dec_mwpm |
такт (время цикла) | Micro Blossom FPGA (ASPLOS 2025) | 0.8 µs average latency at d=13, p=0.1% | 2025-02 | https://arxiv.org/abs/2502.14787 |
dec_nn |
канал ошибок | Willow d=7 with AlphaQubit 2 | 7.72×10⁻⁴/cycle | 2026-07 | https://www.nature.com/articles/s41586-026-10759-2 |
dec_nn |
такт (время цикла) | FPGA NN decoder | 124 ns decode, 550 ns closed loop (d=3) | 2026-05 | https://arxiv.org/abs/2605.04892 |
dec_relaybp |
такт (время цикла) | FPGA Relay-BP | average < 1 µs per cycle at p < 3×10⁻³ (simulated syndromes) | 2025-10 | https://arxiv.org/abs/2510.21600 |
dec_fpga |
такт (время цикла) | Riverlane LCD | < 1 µs/round to d=17 | 2025-12 | https://www.nature.com/articles/s41467-025-66773-x |
dec_fpga |
такт (время цикла) | Google real-time at d=5 | 63 µs latency, Λ=2.0 | 2024-08 | https://arxiv.org/abs/2408.13687 |
dec_gpu |
такт (время цикла) | NVQLink RoCE round trip | 3.84 µs mean | 2025-10 | https://developer.nvidia.com/blog/nvidia-nvqlink-architecture-integrates-accelerated-computing-with-quantum-processors/ |
dec_corr |
канал ошибок | loss-aware ML decoding gain | 1.73(13)× | 2025-11 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09848-5 |
dec_rl |
канал ошибок | RL-steered QEC | 20% LER cut, 3.5× stability vs drift; the same Willow d=7 run that yields 7.72(9)×10⁻⁴/cycle (see dec_nn) | 2025-11 | https://arxiv.org/abs/2511.08493 |
dec_cryo |
путь масштабирования | QECOOL on-line SFQ decoder (simulation) | 2.78 µW at 2 GHz; latency not published | 2021-03 | https://arxiv.org/abs/2103.14209 |
dec_cryo |
такт (время цикла) | NISQ+ approximate SFQ decoder (design) | ≤ 20 ns latency | 2020-04 | https://arxiv.org/abs/2004.04794 |
dec_cryo |
путь масштабирования | cryo-CMOS predecoder (design) | 3 780× syndrome-bandwidth reduction at < 0.56 mW | 2025-12 | https://arxiv.org/abs/2512.09807 |
ic_mcm |
число кубитов с учётом качества | chiplet tiling | 108 q from 12 chiplets, median 2Q 99.1% (vs 99.5% at 36 q) | 2026-04 | https://investors.rigetti.com/news-releases/news-release-details/rigetti-announces-general-availability-108-qubit-system |
ic_mcm |
путь масштабирования | coupled cryogenic cells | two cells coupled; 0.53 m² wiring area each | 2026-08 | https://www.ibm.com/quantum/blog/modular-cryogenics |
ic_cryolink |
канал ошибок | 30 m link Bell fidelity / rate | 80.4% / 12.5 kHz | 2023-05 | https://www.nature.com/articles/s41586-023-05885-0 |
ic_cryolink |
путь масштабирования | 2026 modular link | waveguide loss < 0.03 dB/30 m; end-to-end transfer loss 0.55–0.65 dB, i.e. 86–88% transmission | 2026-04 | https://arxiv.org/html/2604.15971v1 |
ic_ionphoton |
канал ошибок | distributed CZ (Oxford) | remote Bell 96.9% at 9.7 s⁻¹; teleported CZ 86.2% | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08404-x |
ic_ionphoton |
такт (время цикла) | entanglement rate record | 250 s⁻¹ at F > 94% | 2024 | https://arxiv.org/abs/2404.16167 |
ic_atomcavity |
канал ошибок | atom–photon efficiency (MPQ, Science 385, 179) | ~90% generation-to-detection | 2024-07 | https://arxiv.org/abs/2407.09109 |
ic_spinphoton |
канал ошибок | SiV over 35 km | F = 0.69, ≤ 1 Hz | 2024-05 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-07252-z |
ic_spinphoton |
канал ошибок | NV Delft–The Hague 25 km | F = 0.534, 0.022 s⁻¹ | 2024-04 | https://arxiv.org/html/2404.03723 |
ic_spinphoton |
канал ошибок | T-centre inter-cryostat link (Photonic Inc.) | Bell F = 0.60(8) at 7.5 mHz; teleported-CNOT sequence post-selected, no gate fidelity | 2024-06 | https://arxiv.org/html/2406.01704v1 |
ic_spinphoton |
канал ошибок | NV unconditional teleported CNOT (QuTech) | 63(4)% (4-qubit GHZ 64(4)%), real-time feed-forward, no post-selection | 2026-05 | https://www.nature.com/articles/s41467-026-72818-6 |
ic_transducer |
канал ошибок | state of the art (review) | η_int 99.5%, η_tot 15%, N_add 0.16 (EO, 60 mK) | 2026-05 | https://arxiv.org/html/2605.26976 |
ic_transducer |
путь масштабирования | gap to useful | 3 orders of magnitude (noise, η, rate) for 99.7% remote gates at MHz | 2025-03 | https://arxiv.org/abs/2503.10842 |
ic_fibre |
канал ошибок | chip-to-chip Bell fidelity | 99.72% over 42 m, conditional on heralded events (channel loss excluded) | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 |
fab_cmos |
путь масштабирования | wafer-scale statistics | > 24 000 devices/wafer, CD < 0.5 nm | 2024-10 | https://arxiv.org/abs/2410.16583 |
fab_cmos |
путь масштабирования | wafer-level yield (cryo-prober, 1.6 K) | 96% of 232 twelve-dot devices tuned to single-electron occupancy; 99.8% of dots | 2024-05 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-07275-6 |
fab_cmos |
путь масштабирования | multi-modality foundry LOI | GlobalFoundries $375 M (SC, ion, photonic, topological, spin) | 2026-05 | https://www.nist.gov/news-events/news/2026/05/department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion |
fab_sc |
путь масштабирования | junction frequency targeting (ABAA) | 97.4% success, 0.9 ± 2.4% of prediction | 2024-08 | https://www.nature.com/articles/s43246-024-00596-z |
fab_sc |
число кубитов с учётом качества | wafer-scale package (OQC) | > 500 qubits on one 3-inch sapphire die; T1 ~97 µs, T2e ~129 µs; no per-qubit control lines in the measured configuration | 2026-02 | https://arxiv.org/abs/2602.12773 |
fab_sc |
путь масштабирования | Anderon foundry | $1 B CHIPS + $1 B IBM; SC wiring/TSV/bump; 30× device output vs 200 mm | 2026-05 | https://www.tomshardware.com/tech-industry/quantum-computing/ibm-spins-off-americas-first-quantum-chip-foundry-with-2-billion-in-federal-and-private-funding |
fab_3d |
канал ошибок | cavity Q (Al, Yale) | > 0.5×10⁹, single-photon lifetime 10 ms | 2013 | https://arxiv.org/abs/1302.4408 |
fab_trap |
путь масштабирования | Helios trap | 1 228 electrodes, 273 independent signals (2.8 per qubit) | 2025-11 | https://arxiv.org/html/2511.05465 |
fab_trap |
путь масштабирования | standard-fab traps | 99.99% 2Q on chips from standard semiconductor fabs | 2025-10 | https://www.ionq.com/news/ionq-achieves-landmark-result-setting-new-world-record-in-quantum-computing |
fab_pic |
канал ошибок | SiN waveguide loss (multimode) | 0.5 dB/m | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 |
fab_pic |
канал ошибок | SiN waveguide loss (single-mode) | 1.8(2) dB/m | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 |
fab_pic |
канал ошибок | wafer-scale median on-chip SNSPD efficiency | 93.4% at ~2 K, 300 mm | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 |
fab_optics |
путь масштабирования | system power / mass | 3 kW avg, 2 500 kg (Orion Gamma) | 2025-11 | https://www.pasqal.com/wp-content/uploads/2025/11/2509_Pasqal_Quantum-Computing-Processor_Brochure-RVB-V8.pdf |
fab_optics |
путь масштабирования | continuous reload hardware | 300 000 atoms/s reloaded into tweezers; 30 000 initialised qubits/s | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09596-6 |
fab_mbe |
путь масштабирования | replication | no independent replication of the InAs–Pb stack | 2026-06 | https://www.nature.com/articles/s41586-026-10567-8 |
fab_stm |
число кубитов с учётом качества | register size | 11 qubits | 2025-12 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09827-w |
fab_diamond |
путь масштабирования | device yield | 327 cavities resonance-characterised at room temperature (mean Q 1.1(4)×10⁴); coherent cooperativity > 1 shown on 2 | 2026-06 | https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/z514-v4n6 |
g_cv |
такт (время цикла) | Aurora clock | 1 MHz, 12 modes per cycle | 2025-01 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08406-9 |
g_mwspin |
канал ошибок | NV 1Q/2Q (GST) | < 0.1% [P] — press release only, no primary paper | 2025-03 | https://thequantuminsider.com/2025/03/28/fujitsu-and-qutech-realize-high-precision-quantum-gates/ |
g_catcnot |
канал ошибок | status | no experimental bias-preserving cat–cat CNOT | 2026-07 | https://arxiv.org/abs/2607.22852 |
src_resource |
число кубитов с учётом качества | largest emitter-fused graph state | 8 qubits, 0.4–2.3 coincidences/min | 2024-05 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-07357-5 |
src_resource |
число кубитов с учётом качества | independent emitter graph states (C2N Paris-Saclay) | reconfigurable 4-photon graph states from one quantum dot, ~0.5 Hz | 2025-05 | https://www.nature.com/articles/s41467-025-59693-3 |
ct_eo |
такт (время цикла) | single-clock-cycle feed-forward | 1 MHz (Aurora) | 2025-01 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08406-9 |
7.9 Стандартные рекорды — датированные числа за выведенными тактами (пустые — честно: не опубликовано)
таблица
| Узел | Величина | Значение | Охват | Дата | Источник · тег |
|---|---|---|---|---|---|
transmon |
T1-релаксация | 68 µs — Willow 105-qubit QEC chip: mean operating T1 = 68 µs (spec sheet: 68 +/- 13 µs; RCS chip 98 +/- 32 µs) | типичное | 2024-12 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08449-y · [D] |
transmon |
T1-релаксация | 1.68 ms — Princeton Ta-on-Si 2D transmons: T1 up to 1.68 ms; median time-averaged Q_avg 9.7×10⁶ across 45 qubits | лучшее | 2025-11 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09687-4 · [D] |
transmon |
когерентность T2 (эхо/DD) | 89 µs — Willow 105-qubit QEC chip: mean T2,CPMG = 89 µs | типичное | 2024-12 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08449-y · [D] |
transmon |
время однокубитного вентиля | 25 ns — Willow 105 q: all XY single-qubit rotations 25 ns (72-q processor: pi 35 ns, pi/2 18 ns) | типичное | 2024-08 | https://arxiv.org/pdf/2408.13687v1 · [D] |
transmon |
ошибка простоя/памяти за раунд | 0.009 — Google 72-q surface-code error budget: data-qubit idle error 0.9×10⁻² per cycle, weight 10, 20% of 1/Lambda | типичное | 2024-08 | https://arxiv.org/pdf/2408.13687v1 · [D] |
transmon |
утечка за вентиль | 0.0002 — Google error budget: CZ leakage 2.0×10⁻⁴ per gate; a separate 'leakage (heating)' term is 2.5×10⁻⁴ | типичное | 2024-08 | https://arxiv.org/pdf/2408.13687v1 · [D] |
transmon |
частота коррелированных всплесков | 0.00028 Hz — 72-q processor, distance-29 repetition code: correlated error bursts approx. once an hour (3×10⁹ cycles), decay ~400 µs | типичное | 2024-08 | https://arxiv.org/pdf/2408.13687v1 · [D] |
fluxonium |
T1-релаксация | 1 ms — Somoroff et al. fluxonium: T1 stable around 1 ms over several months of operation | лучшее | 2021-03 | https://arxiv.org/pdf/2103.08578 · [D] |
fluxonium |
когерентность T2 (эхо/DD) | 1.48 ms — Somoroff et al. fluxonium: Ramsey T2* = 1.48 +/- 0.13 ms; no spin-echo T2 is reported | лучшее | 2021-03 | https://arxiv.org/pdf/2103.08578 · [D] |
fluxonium |
время однокубитного вентиля | 80 ns — Somoroff fluxonium X/2 and Y/2: Gaussian-edged square pulses, 60 ns plateau + 2x5 ns edges = 80 ns, >0.9999 avg fidelity | лучшее | 2021-03 | https://arxiv.org/pdf/2103.08578 · [D] |
fluxonium |
ошибка простоя/памяти за раунд | не опубликовано — fluxonium work reports coherence and gate fidelity only, no syndrome-extraction cycle. — No fluxonium QEC round has been run; no idle/memory error per round is published | типичное | 2021-03 | https://arxiv.org/pdf/2103.08578 · [D] |
cavity |
T1-релаксация | 25.6 ms — Weizmann long-lived superconducting cavity: single-photon T1 = 25.6 ms | лучшее | 2023-09 | https://journals.aps.org/prxquantum/abstract/10.1103/PRXQuantum.4.030336 · [D] |
cavity |
когерентность T2 (эхо/DD) | 34 ms — Weizmann: single-photon-encoded cavity qubit coherence T2 = 34 ms | лучшее | 2023-09 | https://journals.aps.org/prxquantum/abstract/10.1103/PRXQuantum.4.030336 · [D] |
cavity |
время однокубитного вентиля | не опубликовано — Null to avoid duplicating g_bos: the mechanism, not the carrier, defines the single-qubit gate. — A bosonic mode has no intrinsic 1Q gate; the gate is ancilla- or beam-splitter-mediated and is recorded on g_bos (~200 ns) | типичное | 2026-08 | https://www.nature.com/articles/s41586-026-10822-y · [D] |
cavity |
ошибка простоя/памяти за раунд | не опубликовано — bosonic results are quoted per gate (erasure, Pauli), never per syndrome round. — No cavity-qubit QEC round with a published per-round idle error; dual-rail 1Q gate erasure is ~0.1% | типичное | 2026-08 | https://www.nature.com/articles/s41586-026-10822-y · [D] |
ion |
T1-релаксация | 1.19×10⁴ s — Single 171Yb+ memory: T1 = 11 902 +/- 2 209 s from the process-matrix fit | лучшее | 2020-08 | https://arxiv.org/pdf/2008.00251 · [D] |
ion |
когерентность T2 (эхо/DD) | 4.24×10³ s — Single 171Yb+ with KDDxy DD (0.4 s interpulse): T2 = 4 235 +/- 576 s; |0>,|1> coherence 15 943 +/- 3 190 s | лучшее | 2020-08 | https://arxiv.org/pdf/2008.00251 · [D] |
ion |
время однокубитного вентиля | не опубликовано — Null on the carrier by design - the mechanism defines it; see g_ms and g_elec t1q records. — Ion 1Q gate time is set by the drive mechanism: laser Raman 110 µs (g_ms, IonQ Forte); near-field microwave 8 µs (g_elec) | типичное | 2023-08 | https://arxiv.org/pdf/2308.05071 · [D] |
ion |
ошибка простоя/памяти за раунд | 0.0005 — Quantinuum Helios (98 q): linear memory error rate 5(1)e-4 per qubit per transport-idle step; quadratic term 0.7(2)e-4 | типичное | 2025-11 | https://arxiv.org/html/2511.05465v1 · [D] |
ion |
утечка за вентиль | 1.12×10⁻⁵ — Helios: single-qubit gate leakage 1.12(6)e-5 per Clifford; ternary readout shows 4.2(7)e-3 leakage population after prep | типичное | 2025-11 | https://arxiv.org/html/2511.05465v1 · [D] |
alkali |
T1-релаксация | 1.38×10³ s — Caltech 6 100-atom Cs tweezer array: room-temperature trapping lifetime 23 minutes | лучшее | 2024-03 | https://arxiv.org/abs/2403.12021 · [D] |
alkali |
когерентность T2 (эхо/DD) | 12.6 s — Caltech 6 100 Cs atoms in ~12 000 tweezers: hyperfine qubit coherence T2 = 12.6(1) s | лучшее | 2024-03 | https://arxiv.org/abs/2403.12021 · [D] |
alkali |
время однокубитного вентиля | 5 µs — Harvard/QuEra 448-atom processor: global Raman path at ~0.5 MHz Rabi gives ~5 µs rotations (composite pulses) | типичное | 2025-06 | https://arxiv.org/html/2506.20661v1 · [D] |
alkali |
ошибка простоя/памяти за раунд | не опубликовано — idle/transport dephasing is folded into the logical per-round figure, not decomposed. — Not separately quantified: the 448-atom paper reports only combined logical error 0.62(3)% per round (d=5) and a 4 ms cycle | типичное | 2025-06 | https://arxiv.org/html/2506.20661v1 · [D] |
alkali |
утечка за вентиль | 8×10⁻⁵ — 87Rb CZ: leakage to F=1 0.008(1)% per atom per gate (Rydberg T1 decay + intermediate-state scattering) | лучшее | 2026-04 | https://arxiv.org/html/2604.25987v1 · [D] |
ae_atom |
T1-релаксация | 6.42 s — 171Yb nuclear-spin qubit: tweezer lifetime 6.42(3) s (parametric heating); spin depolarization tens of s, ~100 s with a few G | типичное | 2021-12 | https://arxiv.org/pdf/2112.06732 · [D] |
ae_atom |
когерентность T2 (эхо/DD) | 7.9 s — 171Yb nuclear-spin qubit in tweezers: spin-echo T2 = 7.9(4) s; Ramsey T2* = 3.7(4) s | лучшее | 2021-12 | https://arxiv.org/pdf/2112.06732 · [D] |
ae_atom |
время однокубитного вентиля | 170 ns — 171Yb nuclear-spin qubit: 170 ns pi/2 pulses (submicrosecond rotations), 5.2(5)e-3 error per Clifford | лучшее | 2021-12 | https://arxiv.org/pdf/2112.06732 · [D] |
ae_atom |
ошибка простоя/памяти за раунд | не опубликовано — Yb results are reported per gate (99.72% post-selected CZ) and as erasure fraction. — No alkaline-earth erasure-qubit QEC round with a published per-round idle/memory error | типичное | 2024-11 | https://arxiv.org/abs/2411.11708 · [D] |
photon |
T1-релаксация | 0.0228 — PsiQuantum Omega: BTO electro-optic phase shifter insertion loss ~100 mdB (2 mm); SiN waveguide 0.5+/-0.3 dB/m multimode | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 · [D] |
photon |
когерентность T2 (эхо/DD) | не опубликовано — dephasing has no photonic counterpart; distinguishability plays that role. — No T2 for photons; the analogue is indistinguishability - HOM visibility 99.50(25)%, source spectral purity 99.5(1)% | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 · [D] |
photon |
время однокубитного вентиля | не опубликовано — the paper gives component losses and a loss-voltage product, not switching times. — 1Q gates on dual-rail photons are passive phase shifters and beam splitters; no gate duration is stated in the Omega paper | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 · [D] |
photon |
ошибка простоя/памяти за раунд | не опубликовано — photonic FT is measurement-driven, so idle error is replaced by delay-line loss. — No photonic QEC round has been demonstrated; a fusion network has no idling syndrome cycle | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 · [D] |
squeezed |
T1-релаксация | 0.615 — Xanadu Aurora: refinery-chip insertion loss 4.15 dB average; heralded optical paths >95% total loss; sources chip 1.82 dB | типичное | 2025-01 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08406-9 · [D] |
squeezed |
когерентность T2 (эхо/DD) | не опубликовано — CV dephasing shows up as squeezing degradation (dB), not as a decay time. — No T2 for CV modes; Aurora reports nullifier variances held below vacuum noise over 2 h continuous acquisition | типичное | 2025-01 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08406-9 · [D] |
squeezed |
время однокубитного вентиля | не опубликовано — Null on the carrier by design to avoid duplicating the g_cv t1q record (1 µs per cycle). — 1Q Gaussian operations are clocked, not pulse-timed; the 1 MHz Aurora cycle is recorded on g_cv | типичное | 2025-01 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08406-9 · [D] |
squeezed |
ошибка простоя/памяти за раунд | не опубликовано — Aurora needs a 20-30x (in dB) component-loss improvement before rounds exist. — No CV QEC round with a published per-round idle error; loss per round is the equivalent quantity and is unstated | типичное | 2025-01 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08406-9 · [D] |
qd_spin |
T1-релаксация | 9.5 s — 300 mm foundry Si/SiGe (Diraq/imec), device A: spin relaxation T1 = 9.5 s | типичное | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09531-9 · [D] |
qd_spin |
когерентность T2 (эхо/DD) | 1.9 ms — 300 mm foundry Si/SiGe device A: Hahn-echo T2 = 1.9 ms; Ramsey T2* = 40.6 µs. No CPMG reported | типичное | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09531-9 · [D] |
qd_spin |
время однокубитного вентиля | 400 ns — 300 mm foundry Si/SiGe: single-qubit (EDSR) gates ~400 ns at 99.45-99.97% fidelity; CZ 100-500 ns | типичное | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09531-9 · [D] |
qd_spin |
ошибка простоя/памяти за раунд | не опубликовано — largest arrays are 18 qubits, below any syndrome-extraction demonstration. — No spin-qubit QEC round has been run; no idle/memory error per round is published | типичное | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09531-9 · [D] |
qd_spin |
утечка за вентиль | не опубликовано — the ERR attribute lists 'leak' for qd_spin but no primary source quantifies it. — Leakage to valley or triplet states per gate is not reported in the 300 mm foundry paper or its device tables | типичное | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09531-9 · [D] |
donor |
T1-релаксация | не опубликовано — those lifetimes are mean times between spontaneous flips during readout, not T1. — No T1 reported for the P donor electron or nuclear spin; the supplementary gives only readout-limited nuclear lifetimes 2 900 s / 7 900 s | лучшее | 2014-02 | https://arxiv.org/pdf/1402.7140 · [D] |
donor |
когерентность T2 (эхо/DD) | 35.6 s — 28Si:P ionised 31P+ nuclear qubit: T2(DD) = 35.6 s, Hahn 1.75 s, T2* 0.6 s; electron T2(DD) = 0.56 s | лучшее | 2014-02 | https://arxiv.org/pdf/1402.7140 · [D] |
donor |
когерентность T2 (эхо/DD) | 44.5 ms — SQC 11-qubit donor register: nuclear T2(Hahn) 3-660 ms (T2 1-46 ms); electron T2(Hahn) ~350 µs, T2 ~20 µs | типичное | 2025-12 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09827-w · [D] |
donor |
время однокубитного вентиля | не опубликовано — donor papers report control fidelity (99.10-99.99% 1Q) without gate times. — No pi-pulse duration in ns or us is stated in Muhonen 2014 or in the SQC 11-qubit paper; only fidelities are given | типичное | 2025-12 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09827-w · [D] |
donor |
ошибка простоя/памяти за раунд | не опубликовано — the largest donor register is 11 qubits (9 nuclear data + 2 ancilla electrons). — No donor QEC round has been run; no idle/memory error per round is published | типичное | 2025-12 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09827-w · [D] |
defect |
T1-релаксация | 3.6×10³ s — NV electron spin in a 10-qubit diamond register (4 K): T1 = 3.6(3)e3 s, i.e. > 1 hour | лучшее | 2019-05 | https://arxiv.org/pdf/1905.02094 · [D] |
defect |
когерентность T2 (эхо/DD) | 600 ms — NV electron spin: T2 ~ 0.6 s (580 ms) with 8192-pulse CPMG at 77 K in isotopically pure diamond | лучшее | 2013-04 | https://www.nature.com/articles/ncomms2771 · [D] |
defect |
время однокубитного вентиля | 997 µs — Delft NV register: nuclear-spin 1Q gates via electron-controlled DD take 419-2 371 µs; electron MW Rabi is 14 MHz | типичное | 2019-05 | https://arxiv.org/pdf/1905.02094 · [D] |
defect |
ошибка простоя/памяти за раунд | не опубликовано — defect centres are used as network nodes; the logical-qubit work reports per-gate only. — No NV/SiV QEC round with a published per-round idle error | типичное | 2019-05 | https://arxiv.org/pdf/1905.02094 · [D] |
majorana |
время жизни чётности (одна проволока, не T1 кубита) | 22 s — InAs-Pb tetron, single wire: Z-parity lifetime 22 +/- 1 s (Poissonian fit, 200 ms integration, 324 dwell intervals) | лучшее | 2026-06 | https://arxiv.org/html/2606.03884v1 · [D] |
majorana |
когерентность T2 (эхо/DD) | не опубликовано — The node's 'X loop 14.5 µs (2025)' figure was not found in the sources consulted. — No coherent superposition of a Majorana qubit has been prepared, so no T2 exists; only Z-basis parity switching is measured | лучшее | 2026-06 | https://arxiv.org/html/2606.03884v1 · [D] |
majorana |
время однокубитного вентиля | не опубликовано — Parity readout takes 3.6 µs for SNR 1 (InAs-Al, 2025) but is not a gate. — No Majorana single-qubit gate has been demonstrated; gates would be sequences of parity measurements (g_mbq) | лучшее | 2026-06 | https://arxiv.org/html/2606.03884v1 · [D] |
majorana |
ошибка простоя/памяти за раунд | не опубликовано — no two-qubit operation and no Bell test exist for this carrier. — No QEC round; no logical or idle error per round has been measured on any Majorana device | лучшее | 2026-06 | https://arxiv.org/html/2606.03884v1 · [D] |
fluxq |
T1-релаксация | не опубликовано — relative claims only; the ICE chapter refers users to D-Wave support for per-system data. — D-Wave publishes no absolute T1 for Advantage2 flux qubits - only '2x longer coherence time' and '4x lower noise' vs Advantage | типичное | 2025-05 | https://www.dwavequantum.com/media/wakjcpsf/adv2_4400q_whitepaper-1.pdf · [C] |
fluxq |
когерентность T2 (эхо/DD) | не опубликовано — beyond ~30 ns the data diverge from coherent theory because of thermal noise. — No T2 published; the operational proxy is the coherent-annealing window, quoted as anneal times below 30 ns | типичное | 2025-05 | https://www.dwavequantum.com/media/x3blg5bk/14-1074a-a_fast_anneals_and_coherent_quantum_annealing.pdf · [C] |
fluxq |
время однокубитного вентиля | не опубликовано — по построению: fluxq is an analog-Hamiltonian carrier, not a gate-model qubit. — An annealer has no gates; the closest quantity is the 5 ns minimum fast-anneal time (vs 0.5-1 µs previously) | типичное | 2025-05 | https://www.dwavequantum.com/media/x3blg5bk/14-1074a-a_fast_anneals_and_coherent_quantum_annealing.pdf · [C] |
fluxq |
ошибка простоя/памяти за раунд | не опубликовано — по построению. — No QEC rounds exist in an annealer, so there is no idle error per round | типичное | 2025-05 | https://www.dwavequantum.com/media/wakjcpsf/adv2_4400q_whitepaper-1.pdf · [C] |
enc_gr |
когерентность T2 (эхо/DD) | 11.4 µs — Aquila (QuEra): T2* 5.8 µs, T2 with echo 11.4 µs on the ground–Rydberg qubit; analog programs capped at 4 µs | типичное | 2023-06 | https://arxiv.org/abs/2306.11727 · [C] |
enc_gr |
когерентность T2 (эхо/DD) | 32 µs — Harvard/MIT (2018): T2* 4.5(1) µs, spin-echo T2 32(6) µs on a ground–Rydberg atom qubit | лучшее | 2018-09 | https://arxiv.org/abs/1806.04682 · [D] |
g_tc |
ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины | 0.0033 — Willow 105 q QEC chip: two-qubit gate error 0.33% +/- 0.18% (CZ), stated as 'mean, simultaneous' in the spec sheet | типичное | 2024-12 | https://quantumai.google/static/site-assets/downloads/willow-spec-sheet.pdf · [C] |
g_tc |
ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины | 0.0019 — IBM fleet, Q2 2026: best EPLG 0.19% (ibm_boston); 2 210 qubits across 15 QPUs, best CLOPS 330K+ | лучшее | 2026-07 | https://www.ibm.com/quantum/blog/whats-new-q2-2026 · [C] |
g_tc |
перекрёстные помехи | 0.00055 — Google 72-q error budget: CZ crosstalk 5.5×10⁻⁴ per gate, weight 91, 11% of 1/Lambda - separate from the 2.8×10⁻³ CZ term | типичное | 2024-08 | https://arxiv.org/pdf/2408.13687v1 · [D] |
g_cr |
ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины | 0.017 — ibm_sherbrooke (Eagle r3, 127 q, fixed-coupling CR): EPLG 1.7×10⁻² at chain length 100 (layer fidelity 0.19); 0.26 at N=80 | типичное | 2023-11 | https://arxiv.org/abs/2311.05933 · [D] |
g_cr |
перекрёстные помехи | не опубликовано — EPLG folds CR crosstalk in but does not separate it. — No simultaneous-minus-isolated crosstalk figure is published for cross-resonance; Kandala 2021 reports static-ZZ suppression, not a rate | типичное | 2021-09 | https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.130501 · [D] |
g_ryd |
ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины | 0.005 — Harvard/Lukin: CZ at 99.5% fidelity on up to 60 atoms entangled in parallel by a global Rydberg pulse | типичное | 2023-04 | https://arxiv.org/abs/2304.05420 · [D] |
g_ryd |
ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины | 0.00146 — 87Rb CZ 99.854(4)% raw / 99.941(3)% loss-postselected, benchmarked on 8 simultaneous gate sites, stable 10 h | лучшее | 2026-04 | https://arxiv.org/html/2604.25987v1 · [D] |
g_ryd |
перекрёстные помехи | не опубликовано — neither the 60-atom nor the 8-site benchmark separates a crosstalk term. — No simultaneous-minus-isolated crosstalk figure is published; with a global Rydberg pulse crosstalk is inside the parallel number | типичное | 2026-04 | https://arxiv.org/html/2604.25987v1 · [D] |
g_ms |
время однокубитного вентиля | 110 µs — IonQ Forte, 30-ion chain: total duration of each single-qubit Raman gate is 110 µs; median 1Q error 2.0×10⁻⁴ | типичное | 2023-08 | https://arxiv.org/pdf/2308.05071 · [D] |
g_ms |
ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины | 0.00079 — Quantinuum Helios (98 q): 2QRB infidelity 7.9(2)e-4 averaged over all operational zones; cycle benchmarking 8.1(2)e-4 | типичное | 2025-11 | https://arxiv.org/html/2511.05465v1 · [D] |
g_ms |
перекрёстные помехи | 1×10⁻⁵ — Quantinuum H2 datasheet: crosstalk error typical 1×10⁻⁵, range 1×10⁻⁶ to 2×10⁻⁴ | типичное | 2024-06 | https://assets.website-files.com/62b9d45fb3f64842a96c9686/665f5f21ce5b0435bcd32917_Quantinuum%20H2%20Product%20Data%20Sheet%20v1.4%204Jun24.pdf · [C] |
g_elec |
время однокубитного вентиля | 8 µs — Oxford Ionics near-field microwave 1Q gate: 8 µs total (7.5 µs coherent + 0.5 µs dead), 8.4(7)e-6 error per Clifford | лучшее | 2024-07 | https://arxiv.org/pdf/2407.07694 · [D] |
g_elec |
ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины | не опубликовано — no multi-zone simultaneous 2Q benchmark has been published for this mechanism. — The 8.4(7)e-5 smooth gate and the 3(1)e-4 / 4.7(7)e-4 12 h and 60 h figures are two-ion measurements, not full-width parallel | лучшее | 2025-10 | https://arxiv.org/html/2510.17286v1 · [D] |
g_elec |
перекрёстные помехи | 1.6×10⁻⁶ — Oxford Ionics: residual interaction with hidden spectator qubits 1.6(8)e-6 per Clifford; between zones <= ~1×10⁻⁶ | лучшее | 2024-07 | https://arxiv.org/pdf/2407.07694 · [D] |
g_exch |
ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины | не опубликовано — largest exchange-coupled arrays are 18 qubits, and are benchmarked pairwise. — The 99.04-99.56% 300 mm CZ fidelities are isolated two-qubit RB; no simultaneous or full-width spin-qubit measurement exists | типичное | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09531-9 · [D] |
g_exch |
перекрёстные помехи | не опубликовано — electrostatic crosstalk in dense dot arrays is cited as a known issue, not quantified. — Not reported: the 300 mm paper gives only Stark-shift coefficients (e.g. 31.3(3) MHz/V/T on the J gate), not a crosstalk error | типичное | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09531-9 · [D] |
g_fusion |
ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины | не опубликовано — Related Omega numbers: SPAM 99.98(1)%, chip-to-chip interconnect 99.72(4)%. — Fusion Bell-state fidelity 99.22(12)% is a single-fusion measurement; no parallel or network-scale fusion figure is published | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 · [D] |
g_fusion |
перекрёстные помехи | не опубликовано — по построению - linear optics has no static coupling between qubits to leak. — No crosstalk figure: fusion failure is heralded and enters the loss budget, not a coherent-error budget | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 · [D] |
g_bos |
время однокубитного вентиля | 200 ns — Yale dual-rail cavity qubit: beam-splitter single-qubit gate ~200 ns, post-selected RB error ~0.01%, erasure ~0.1% | лучшее | 2026-08 | https://www.nature.com/articles/s41586-026-10822-y · [D] |
g_bos |
ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины | не опубликовано — no multi-pair simultaneous operation of ancilla-mediated bosonic gates is published. — Dual-rail CZ 0.029(6)% post-selected (0.53(2)% erasure per CZ, Pauli <0.1%) is a two-qubit measurement, not a parallel one | лучшее | 2026-08 | https://www.nature.com/articles/s41586-026-10822-y · [D] |
g_bos |
перекрёстные помехи | не опубликовано — SPAM ~0.02% and bit-flip errors at the 1×10⁻⁶ level are given, but no crosstalk term. — No crosstalk figure published for ancilla-mediated bosonic gates or for the DC-SQUID beam-splitter coupler | лучшее | 2026-08 | https://www.nature.com/articles/s41586-026-10822-y · [D] |
g_mbq |
ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины | не опубликовано — nothing to measure - no braiding, no entanglement, no Bell test. — No two-qubit Majorana operation exists, in parallel or otherwise; only single-wire parity readout has been demonstrated | лучшее | 2026-06 | https://arxiv.org/html/2606.03884v1 · [D] |
g_mbq |
перекрёстные помехи | не опубликовано — по построению. — No measurement-based Majorana gate has been demonstrated, so no crosstalk figure can exist | лучшее | 2026-06 | https://arxiv.org/html/2606.03884v1 · [D] |
g_anneal |
ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины | не опубликовано — по построению: performance is quoted as anneal time and solution quality. — Annealing evolution is not a gate; no two-qubit error rate is defined or published for D-Wave hardware | типичное | 2025-05 | https://www.dwavequantum.com/media/x3blg5bk/14-1074a-a_fast_anneals_and_coherent_quantum_annealing.pdf · [C] |
g_anneal |
перекрёстные помехи | 0.0121 — D-Wave ICE: delta-J std ~0.0095-0.0155 and delta-h std ~0.010-0.026 through the anneal; background susceptibility chi -0.04 to -0.015 | типичное | 2026-09 | https://docs.dwavequantum.com/en/latest/quantum_research/errors.html · [C] |
cx_nn |
степень связности | 3.63 — IBM Nighthawk: '120 qubits linked together with 218 next-generation tunable couplers' in a square lattice -> mean degree 2x218/120 = 3.63 | типичное | 2025-11 | https://newsroom.ibm.com/2025-11-12-ibm-delivers-new-quantum-processors,-software,-and-algorithm-breakthroughs-on-path-to-advantage-and-fault-tolerance · [C] |
cx_nn |
транспорт на раунд | 0 — Zero by construction: a static coupler lattice moves no qubits; the whole 1.1 µs Willow / 921 ns Sycamore cycle is gates, measure, reset | типичное | 2023-02 | https://arxiv.org/abs/2302.02192 · [G] |
cx_lr |
степень связности | 6 — Design target, not a measured device: gross-code layouts need 'a degree-6 graph that consists of two edge-disjoint planar subgraphs' | theory | 2023-08 | https://arxiv.org/abs/2308.07915 · [S] |
cx_lr |
транспорт на раунд | 0 — Zero: c-couplers and mm-scale resonator links are static wiring, not transport; the gross-code cycle is 7 CNOT layers with no move step | theory | 2023-08 | https://arxiv.org/abs/2308.07915 · [S] |
cx_qccd |
степень связности | 97 — Helios: 98-qubit ion processor with 'all-to-all connectivity enabled by a rotatable ion storage ring' joining two operation regions | типичное | 2025-11 | https://arxiv.org/html/2511.05465v1 · [D] |
cx_qccd |
транспорт на раунд | 55 ms — Helios: 'an average of 55 ms per layer' for a full-width depth-1 layer (transport + ground-state cooling + gates); 2Q gate itself is ~70 µs | типичное | 2025-11 | https://arxiv.org/html/2511.05465v1 · [D] |
cx_qccd |
транспорт на слой вентилей | 1.13 ms — H1 QCCD primitives: interzone shift 283 µs, intrazone shift 58 µs, split/combine 128 µs, swap 200 µs; sideband cooling 850 µs and 650 µs | типичное | 2020-03 | https://arxiv.org/pdf/2003.01293 · [D] |
cx_qccd |
транспорт на слой вентилей | 33 ms — Full-width upper bound: transport is '60% on average' of H2 circuit time; on Helios's 55 ms 98-qubit layer that is ~33 ms of transport | лучшее | 2023-05 | https://arxiv.org/pdf/2305.03828 · [D] |
cx_bus |
степень связности | 29 — IonQ Forte: 'single-chain 30-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all operations', benchmarked over all 30-choose-2 = 435 pairs | типичное | 2023-08 | https://arxiv.org/abs/2308.05071 · [D] |
cx_bus |
транспорт на раунд | не опубликовано — Ion transport time belongs to cx_qccd (55 ms per full-width Helios layer). — Not applicable: a single motional-bus chain performs no transport between zones; all 435 Forte pairs are addressed in place | типичное | 2023-08 | https://arxiv.org/abs/2308.05071 · [D] |
cx_aod |
степень связности | 447 — 448-atom zoned processor: 'atoms are rearranged with the AOD traps to enable arbitrary connectivity': all-to-all, degree N-1 | типичное | 2025-06 | https://arxiv.org/abs/2506.20661 · [D] |
cx_aod |
транспорт на раунд | 1.6 ms — Caltech 6 100-atom array: 'atoms transported by 610 um in 1.6 ms' with ~99.95% fidelity; 270 um moves take 0.35-1 ms at 99.85-99.94% | типичное | 2024-03 | https://arxiv.org/abs/2403.12021 · [D] |
cx_aod |
транспорт на слой вентилей | 200 µs — Harvard/QuEra logical processor: 'characteristic free-space movement time between gates is roughly 200 µs'; SLM-AOD transfer adds 150-300 µs | типичное | 2023-12 | https://arxiv.org/pdf/2312.03982 · [D] |
cx_reload |
инициализированных кубитов в массив в секунду, устойчиво | 3×10⁴ — Harvard/MIT 3 000-qubit system: 'more than 30 000 qubits per second' initialised without rearrangement; 15 000/s sorted into defect-free batches of 600; ~300 000 atoms/s into tweezers | лучшее | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09596-6 · [D] |
cx_reload |
инициализированных кубитов в массив в секунду, устойчиво | 7.3×10⁴ — Princeton: 7.3 × 10⁴ atoms/s extracted from a continuously fed reservoir; a 256-site array reloaded 500 times/s; complete new qubit arrays 30 times/s | лучшее | 2025-06 | https://arxiv.org/abs/2506.15633 · [D] |
cx_reload |
инициализированных кубитов в массив в секунду, устойчиво | 52 — MPQ: ~130 atoms reloaded per 2.5 s cycle into a > 1 000-atom ⁸⁸Sr lattice array; continuous operation > 1.5 h | типичное | 2024-02 | https://arxiv.org/abs/2402.04994 · [D] |
cx_reload |
время сброса/инициализации | 1 ms — Princeton: tweezer load time 1 ms for a replacement atom (90 ms in earlier work) | лучшее | 2025-06 | https://arxiv.org/abs/2506.15633 · [D] |
cx_reload |
время сброса/инициализации | 80 ms — Harvard/MIT: one of six subarrays ejected and refilled every 80 ms; the full storage array assembled in ~500 ms | типичное | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09596-6 · [D] |
cx_reload |
когерентность T2 (эхо/DD) | 5.4 s — Princeton: Hahn-echo T2 = 5.4(9) s while reloading vs 7(1) s without; T2* 0.73(2) vs 0.69(2) s | лучшее | 2025-06 | https://arxiv.org/abs/2506.15633 · [D] |
cx_reload |
время жизни атома в ловушке, ограниченное вакуумом или пинцетом | 60 s — Harvard/MIT: tweezer-limited lifetime about 60 s in the storage array | типичное | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09596-6 · [D] |
cx_reload |
время жизни атома в ловушке, ограниченное вакуумом или пинцетом | 1.37×10³ s — Caltech 6 100-atom Cs array: vacuum-limited lifetime 22.9(1) min at room temperature (~7 × 10⁻¹² mbar) | лучшее | 2024-03 | https://arxiv.org/abs/2403.12021 · [D] |
cx_reload |
время жизни атома в ловушке, ограниченное вакуумом или пинцетом | 6×10³ s — Institut d'Optique: single-atom lifetimes in excess of ~6 000 s in tweezer arrays at ~4 K (unbaked vacuum) | лучшее | 2021-06 | https://arxiv.org/abs/2106.07414 · [D] |
cx_shuttle |
степень связности | 4 — Ge/Si array: one mobile shuttled ancilla reaches the 4 data qubits of a weight-four parity check; no mean coupler degree is published | лучшее | 2026-07 | https://www.nature.com/articles/s41586-026-10766-3 · [D] |
cx_shuttle |
транспорт на раунд | 4.84 µs — Ge/Si spin array: 'the shortest weight-four parity-check circuit has a duration of 4.84 µs'; 1.2 um round-trip shuttle path at 1.8 m/s | лучшее | 2026-07 | https://www.nature.com/articles/s41586-026-10766-3 · [D] |
cx_shuttle |
транспорт на слой вентилей | 670 ns — Ge/Si spin bus: '1.2-um round-trip shuttling path' at 'a speed of 1.8 m s-1' = ~670 ns per round trip; a DCZ 'uses two rounds of shuttling' | лучшее | 2026-07 | https://www.nature.com/articles/s41586-026-10766-3 · [D] |
cx_switch |
степень связности | не опубликовано — The meaningful cost is loss per switch: 100 mdB in-line (BTO), 0.19 dB/MZI at system scale. — Undefined for a switch fabric: connectivity is reprogrammed each clock cycle, and no mean degree is published for Omega or Aurora | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 · [D] |
cx_switch |
транспорт на раунд | не опубликовано — Feed-forward latency (1 µs single-clock-cycle on Aurora) is recorded on the control layer. — No transport and no syndrome round: photons propagate at c through the switch network and are consumed by fusion, not idled between rounds | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 · [D] |
cx_crossbar |
степень связности | 3 — Ge crossbar: 'two-dimensional 16-quantum-dot system' on a 4x4 grid with 23 gates; 24 nearest-neighbour bonds / 16 dots gives mean degree 3.0 | лучшее | 2024-01 | https://www.nature.com/articles/s41565-023-01491-3 · [D] |
cx_crossbar |
транспорт на раунд | не опубликовано — without coherent operation there is no round to time. — No syndrome round: the crossbar showed charge control only (tunnel coupling 3-20 GHz), no coherent qubit operation and no shuttling schedule | лучшее | 2024-01 | https://www.nature.com/articles/s41565-023-01491-3 · [D] |
ct_rt |
задержка прямой связи | 63 µs — Google Willow d=5: 'average decoder latency of 63 µs ... with a cycle time of 1.1 µs'; Fig. 4c gives 63 +/- 17 µs | типичное | 2024-08 | https://arxiv.org/pdf/2408.13687v1 · [D] |
ct_rt |
задержка прямой связи | 9.6 µs — Rigetti Ankaa-2 + FPGA decoder: '9.6 µs' total response over 9 rounds = 6.5 µs decoding + 3.1 µs communication and control | лучшее | 2024-10 | https://arxiv.org/html/2410.05202v1 · [D] |
ct_rt |
линий управления на кубит | 4 — Bluefors KIDE: 'over 4 000 RF lines' and 'supports more than 1000 qubits', i.e. ~4 RF lines per qubit at rated capacity | типичное | 2026-09 | https://bluefors.com/products/kide/ · [C] |
ct_rt |
интервал перекалибровки | 4.32×10⁴ s — VTT/IQM superconducting QPUs are calibrated 'twice a day at 00:45 UTC and 14:15 UTC' (frequency, amplitude, readout, CZ, RB) | типичное | 2026-09 | https://qx.vtt.fi/docs/calibration.html · [C] |
ct_cryocmos |
задержка прямой связи | не опубликовано — a custom instruction set is described, but no measurement-to-gate latency. — No feed-forward latency stated: HRL's d=5 repetition code ran from the on-chip sequencer without room-temperature real-time electronics | типичное | 2026-04 | https://arxiv.org/pdf/2604.16216 · [D] |
ct_cryocmos |
линий управления на кубит | 8.7 — HRL 4 K cryo-CMOS: '156 output channels, 366 DACs' driving '54 exchange-coupled quantum dots, configurable to host up to 18 EO qubits' | типичное | 2026-04 | https://arxiv.org/pdf/2604.16216 · [D] |
ct_cryocmos |
интервал перекалибровки | не опубликовано — No recalibration interval or drift figure is given for the 4 K controller | типичное | 2026-04 | https://arxiv.org/pdf/2604.16216 · [D] |
ct_sfq |
линий управления на кубит | не опубликовано — the demux factor is asserted qualitatively; the quantitative claim is 1Q >99%, up to 99.9%. — SEEQC mK SFQ uses 'digital demultiplexing to distribute control pulses to several qubits, thus breaking the linear scaling' | типичное | 2026-03 | https://www.nature.com/articles/s41928-026-01576-6 · [D] |
ct_fluxdac |
линий управления на кубит | 0.109 — D-Wave 512 q: '512 single-, 3520 two- and 512 three-stage flux-DACs are controlled with an XYZ addressing scheme requiring 56 wires' | типичное | 2014-01 | https://arxiv.org/abs/1401.5504 · [D] |
ct_laser |
задержка прямой связи | 5 µs — 87Rb cavity MCM: 'a 5 µs wait time after each 40 µs detection window is used to process measurement information' | лучшее | 2026-06 | https://arxiv.org/html/2606.24869 · [D] |
ct_laser |
линий управления на кубит | не опубликовано — channels scale with AOD tones (rows+columns), not atom number; no per-atom figure published. — Global optics: 'a global Raman path illuminating the entire array is used for global rotations'; traps come from one SLM plus crossed AODs | типичное | 2025-11 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09848-5 · [D] |
ct_laser |
интервал перекалибровки | не опубликовано — a cycle rate, not a cadence. — No recalibration interval published; the paper only notes 'Rabi calibrations with a 4-ms cycle time' | типичное | 2025-11 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09848-5 · [D] |
ct_pic_trap |
линий управления на кубит | 1 — Pasqal on-chip tweezers: 'four optical traps through a single photonic chip ... to hold four individual rubidium atoms', ~27.5 s lifetimes | лучшее | 2026-08 | https://www.pasqal.com/newsroom/pasqal-brings-qubit-control-on-chip/ · [C] |
ct_ionlaser |
интервал перекалибровки | 5 s — Quantinuum Helios: 'magnetic field calibrations (every ~5 s)'; field drift ~200 uG over 24 h | типичное | 2025-11 | https://arxiv.org/pdf/2511.05465 · [D] |
ct_ionlaser |
задержка прямой связи | не опубликовано — timing is dominated by ~70 µs 2Q gates and ~300 µs post-transport cooling. — No measurement-to-conditioned-operation latency is published for H2/Helios mid-circuit conditional operations | типичное | 2025-11 | https://arxiv.org/pdf/2511.05465 · [D] |
ct_ionmw |
линий управления на кубит | 0.2 — WISE: 'operate a fully connected 1000-qubit trapped ion quantum computer using ~200 signal sources' (integrated switching) | theory | 2023-05 | https://arxiv.org/abs/2305.12773 · [S] |
ct_base |
линий управления на кубит | 0.18 — Si quantum-dot crossbar: 'combined control reduces the total number of gate lines to N_wires ~ 4*sqrt(2N)+1' - ~180 lines for 1 000 qubits | theory | 2017-11 | https://arxiv.org/pdf/1711.03807 · [S] |
ct_base |
задержка прямой связи | не опубликовано — that is calibration feedback, not measurement-conditioned gating. — Real-time feedback tracks the SET operating point and Larmor/Rabi frequencies, but no latency is quoted | типичное | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09531-9 · [D] |
ct_base |
интервал перекалибровки | не опубликовано — the qualitative statement is itself the state of the art for spin qubits. — 'The consistent calibration of qubits at the level demonstrated here remains an intensive manual process' - no interval given | типичное | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09531-9 · [D] |
ro_disp |
время сброса/инициализации | 160 ns — Google surface code: 'Cycle duration is 921 ns, including 500 ns measurement and 160 ns reset' (measure-qubit multi-level reset) | типичное | 2022-07 | https://arxiv.org/pdf/2207.06431 · [D] |
ro_disp |
время сброса/инициализации | 25 ns — IBM Nighthawk r2: activating the reset coupler pulls effective T1 from ~200 µs median 'down to roughly 25 nanoseconds' | лучшее | 2026-08 | https://www.ibm.com/quantum/blog/nighthawk-r2 · [C] |
ro_disp |
ошибка сброса | 0.002 — Unconditional all-microwave reset via |f0>-|g1> transfer to the resonator: <500 ns, 0.2% residual excitation | лучшее | 2018-01 | https://arxiv.org/abs/1801.07689 · [D] |
ro_disp |
ошибка SPAM | 0.0077 — Willow 105-q QEC chip: measurement error 0.77% +/- 0.21% (repetitive, measure qubits); RCS chip 0.67% +/- 0.51% (terminal) | типичное | 2024-12 | https://quantumai.google/static/site-assets/downloads/willow-spec-sheet.pdf · [C] |
ro_disp |
ошибка SPAM | 0.0006 — IQM, 240 ns readout pulse with |f>-shelving + TWPA: simultaneous assignment fidelity 'above 99.94%' for both qubits | лучшее | 2025-08 | https://arxiv.org/html/2508.16437v1 · [D] |
ro_disp |
точность неразрушающего измерения (QND) / выживание | 0.993 — IQM: 'QNDness 99.3% for both qubits', measured without the shelving gate | лучшее | 2025-08 | https://arxiv.org/html/2508.16437v1 · [D] |
ro_fluor |
время сброса/инициализации | 20 µs — 137Ba+: 'Population initialization is performed by turning on pi-polarized 493 nm light ... for 20 µs' (optical pumping) | лучшее | 2024-09 | https://arxiv.org/html/2409.05805 · [D] |
ro_fluor |
ошибка сброса | не опубликовано — Helios reports SPAM 4.8(6)e-4 as one number, not split into prep and measure. — No separate initialisation/reset error is published for H2 or Helios; both quote a combined SPAM figure only | типичное | 2025-11 | https://arxiv.org/pdf/2511.05465 · [D] |
ro_fluor |
ошибка SPAM | 0.00048 — Quantinuum Helios: 'average infidelities of ... 4.8(6) x 10-4 for state preparation and measurement' | типичное | 2025-11 | https://arxiv.org/pdf/2511.05465 · [D] |
ro_fluor |
ошибка SPAM | 5×10⁻⁶ — 137Ba+ heralded SPAM: 7(4)e-6 optical qubit, 5(4)e-6 metastable, 8(4)e-6 ground-level; 400 µs camera exposure | лучшее | 2024-09 | https://arxiv.org/html/2409.05805 · [D] |
ro_fluor |
точность неразрушающего измерения (QND) / выживание | не опубликовано — Detection is QND for the surviving ion by construction; only leakage/crosstalk are quantified. — No QND fidelity or measurement-survival number is quoted for H2/Helios ion readout | типичное | 2025-11 | https://arxiv.org/pdf/2511.05465 · [D] |
ro_img |
время сброса/инициализации | 90 ms — Atom Computing: atom reload cycle '~90 ms, which includes the software processing time and a sequence buffer time of ~20 ms' | типичное | 2026-06 | https://arxiv.org/html/2606.04079v1 · [D] |
ro_img |
время сброса/инициализации | 80 ms — Continuous 3 000-atom system: an array segment is ejected and refilled 'every ~80 ms'; 300 000 atoms/s trapped, 30 000 qubits/s initialised | лучшее | 2025-06 | https://www.arxiv.org/pdf/2506.20660 · [D] |
ro_img |
ошибка сброса | 0.0095 — Atom Computing: mid-circuit-measurement reset loss 9.5(4.6)e-3 per MCM cycle; initial load loss 6.8(6.8)e-3 | типичное | 2026-06 | https://arxiv.org/html/2606.04079v1 · [D] |
ro_img |
ошибка SPAM | 0.0046 — Harvard/QuEra 448-atom: '0.46(4)% bit-flip error and 0.24(2)% loss' per non-destructive spin-to-position readout | типичное | 2025-11 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09848-5 · [D] |
ro_img |
точность неразрушающего измерения (QND) / выживание | 0.998 — Harvard/QuEra 448-atom: non-destructive readout with 0.24(2)% atom loss, i.e. 99.76% survival per mid-circuit image | типичное | 2025-11 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09848-5 · [D] |
ro_img |
ошибка SPAM | 0.009 — Cavity MCM, 87Rb: 40 µs windows (9.5 µs mean bright detection); infidelity 0.9(+0.4/-0.3)% bright, 0.2(+0.4/-0.2)% dark | типичное | 2026-06 | https://arxiv.org/html/2606.24869 · [D] |
ro_img |
ошибка SPAM | 0.0011 — Kyoto fast imaging of neutral 174Yb: 17.6 µs exposure (1000 pulses), discrimination fidelity 99.89(5)% | лучшее | 2026-05 | https://arxiv.org/html/2605.24175 · [D] |
ro_img |
точность неразрушающего измерения (QND) / выживание | 0.92 — Cavity MCM, 87Rb: adaptive gating 'decreases the atom loss rate from 95% to an average of 8%'; 45 µs measure-and-feedforward cycle | типичное | 2026-06 | https://arxiv.org/html/2606.24869 · [D] |
ro_img |
точность неразрушающего измерения (QND) / выживание | 0.988 — Kyoto fast 174Yb imaging: survival probability 98.80(44)% after the 17.6 µs image | лучшее | 2026-05 | https://arxiv.org/html/2605.24175 · [D] |
ro_s2c |
время сброса/инициализации | 1 µs — Si spins: 'heralded initialization protocol ... repeated the initialization if unsuccessful', with a t_ramp = 1 µs ramp at V_J = 1.12 V | типичное | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09531-9 · [D] |
ro_s2c |
ошибка сброса | не опубликовано — Heralding discards failed initialisations, so a bare init error is not defined for this protocol. — Initialisation error is not reported separately from the 99.9% SPAM figure | типичное | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09531-9 · [D] |
ro_s2c |
ошибка SPAM | 0.001 — Si spins, Pauli spin blockade + d.c. single-island SET: 'SPAM fidelities reach up to 99.9%' at t_int = 100 µs; best device 99.95(8)% | типичное | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09531-9 · [D] |
ro_s2c |
точность неразрушающего измерения (QND) / выживание | не опубликовано — Spin-to-charge conversion destroys the spin state on a singlet outcome, so QND is not claimed. — No QND or repeated-readout fidelity is reported for the PSB/SET spin readout | типичное | 2025-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09531-9 · [D] |
ro_spd |
время сброса/инициализации | 20.3 ns — SNSPD dead time, not a qubit reset: 'recovery time tau_rec,exp is suppressed from 20.3 ns at Ih = 0 uA to 7.1 ns'; 120 Mcps | типичное | 2025-08 | https://arxiv.org/abs/2508.11832 · [D] |
ro_spd |
ошибка сброса | не опубликовано — Not defined for a photon detector; the analogue is latching/afterpulsing, unquantified in the Omega paper | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 · [D] |
ro_spd |
ошибка SPAM | 0.066 — PsiQuantum Omega 300 mm: SNSPD 'median on-chip efficiency of 93.4% and average value of 88.9% +/- 3.5%'; PNRDs 98.9% median | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 · [D] |
ro_spd |
точность неразрушающего измерения (QND) / выживание | не опубликовано — a photon-number-resolving TES is equally destructive. — QND survival is undefined: SNSPD/TES detection absorbs the photon (the node's own coordinate marks it destructive) | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 · [D] |
ro_qcap |
время сброса/инициализации | не опубликовано — the paper demonstrates parity measurement only, with no state-preparation protocol. — No initialisation or reset procedure is described for the tetron parity readout | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08445-2 · [D] |
ro_qcap |
ошибка сброса | не опубликовано — No reset error published, because no reset is demonstrated | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08445-2 · [D] |
ro_qcap |
ошибка SPAM | 0.01 — Microsoft tetron: 'a parity measurement with an assignment error probability of 1%'; SNR 1 in 3.6 µs | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08445-2 · [D] |
ro_qcap |
точность неразрушающего измерения (QND) / выживание | не опубликовано — The 2 ms poisoning time bounds repeated parity checks, but no survival fidelity is given. — QND-ness is not quantified; the paper gives parity dwell times >1 ms and tau_RTS ~ 2 ms (quasiparticle poisoning) | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08445-2 · [D] |
ro_erasure |
время сброса/инициализации | не опубликовано — passive resonator reset, no measured value published. — Transmon dual-rail check: 'The SRO intrinsically resets on a timescale set by its linewidth kappa (tens to hundreds of ns)' | типичное | 2026-04 | https://arxiv.org/html/2604.16292v1 · [D] |
ro_erasure |
ошибка сброса | не опубликовано — No reset error quoted; the budget is given as separation, dephasing and residual error per check | типичное | 2026-04 | https://arxiv.org/html/2604.16292v1 · [D] |
ro_erasure |
ошибка SPAM | 0.008 — Transmon dual-rail erasure check: 384 ns pulse, separation error eps_sep = 0.8% at SNR 11.6(5); FP/FN limited by the same 0.8% | типичное | 2026-04 | https://arxiv.org/html/2604.16292v1 · [D] |
ro_erasure |
точность неразрушающего измерения (QND) / выживание | 1 — Symmetric readout resonator: induced dephasing 8(3)e-5 per erasure check; total residual error 6.0(2)e-4 per check | лучшее | 2026-04 | https://arxiv.org/html/2604.16292v1 · [D] |
code_surface |
слоёв двухкубитных вентилей за раунд синдрома | 4 — Rotated surface code: 'a cycle depth of only four layers of CNOT or CZ gates'; Google runs this ZXXZ variant at 1.1 µs/cycle | типичное | 2023-02 | https://arxiv.org/abs/2302.02192 · [G] |
code_surface |
слоёв однокубитных вентилей за раунд | 2 — Standard round: Hadamards on the measure qubit 'at the start and end of each round', bracketing the 4 CZ layers | theory | 2023-02 | https://arxiv.org/abs/2302.02192 · [G] |
code_surface |
скорость кода k/n | 0.0204 — Willow d=7 patch [[49,1,7]]: '49 data qubits, 48 measure qubits, and 4 additional leakage removal qubits'; k/n = 1/49 | типичное | 2024-08 | https://arxiv.org/abs/2408.13687 · [D] |
code_surface |
доля принятых | не опубликовано — surface-code memory is decoded unconditionally; post-selection appears only in injection. — No acceptance fraction: Google's d=3/5/7 memory results (2.14x per distance step) are unconditional, with no post-selection | типичное | 2024-08 | https://arxiv.org/abs/2408.13687 · [D] |
code_color |
слоёв двухкубитных вентилей за раунд синдрома | 8 — Superdense colour-code round = 'a reset step, 8 CNOT steps, and a measurement step' (midout circuit: 6 CNOT steps) | типичное | 2025-10 | https://arxiv.org/html/2510.00370 · [D] |
code_color |
слоёв однокубитных вентилей за раунд | не опубликовано — only the total round duration (~1.3 µs after decomposition) is given. — Not published: Google decomposes the superdense CNOTs into CZ + Hadamards but states no single-qubit layer count per round | типичное | 2024-12 | https://arxiv.org/abs/2412.14256 · [D] |
code_color |
скорость кода k/n | 0.0526 — Google d=5 triangular colour code [[19,1,5]]: '19 data qubits and 18 auxiliary qubits'; total 3d^2/2 - 1/2 = 37 qubits | типичное | 2024-12 | https://arxiv.org/abs/2412.14256 · [D] |
code_color |
доля принятых | 0.75 — Google colour-code magic-state injection: 'fidelities exceeding 99% with post-selection (retaining about 75% of the data)' | лучшее | 2024-12 | https://arxiv.org/abs/2412.14256 · [D] |
code_qldpc |
слоёв двухкубитных вентилей за раунд синдрома | 7 — Gross code: 'The full syndrome measurement cycle ... requires n ancillary qubits and a depth-7 circuit ... of nearest-neighbor CNOT gates' | theory | 2023-08 | https://arxiv.org/abs/2308.07915 · [S] |
code_qldpc |
слоёв однокубитных вентилей за раунд | не опубликовано — X-check ancillas need basis-change layers, but the paper does not count them. — Not stated: the depth-7 gross-code cycle is specified only as CNOT layers plus ancilla prep/measure; no 1Q layer count is given | theory | 2023-08 | https://arxiv.org/abs/2308.07915 · [S] |
code_qldpc |
скорость кода k/n | 0.0833 — [[144,12,12]] gross code: 12 logical in 144 data qubits, k/n = 1/12; net rate 1/24 with the 144 ancillas ('288 physical in total') | theory | 2023-08 | https://arxiv.org/abs/2308.07915 · [S] |
code_highrate |
скорость кода k/n | 0.6 — Helios two-level concatenated Iceberg [[80,48,4]] (I8 o I6): 48 logical qubits in 80 physical ions; k/n = 0.6 | лучшее | 2026-02 | https://arxiv.org/abs/2602.22211 · [D] |
code_highrate |
скорость кода k/n | 0.375 — Tesseract colour code [[16,6,4]]: 6 logical in 16 physical; Quantinuum runs the subsystem variant with 4 logical, i.e. 0.25 | типичное | 2024-09 | https://arxiv.org/abs/2409.04628 · [D] |
code_highrate |
доля принятых | 0.5 — Helios [[80,48,4]] QEC cycle: leakage acceptance 0.775, pre-acceptance 0.654(8), post-acceptance 0.987(2) -> ~0.50 combined | типичное | 2026-02 | https://arxiv.org/abs/2602.22211 · [D] |
code_highrate |
доля принятых | 0.5 — Quantinuum tesseract: acceptance 90(1)% (path-4), 71-75% (cube-8), 73-75% (cat-12), 82% (5 rounds/4 q), 50(2)% (5 rounds/8 q) | лучшее | 2024-09 | https://arxiv.org/abs/2409.04628 · [D] |
code_highrate |
слоёв двухкубитных вентилей за раунд синдрома | не опубликовано — the paper counts CNOTs per stabiliser pair, not two-qubit layers per round. — Not given as layers: tesseract EC measures X^4 and Z^4 'across four rows, then down four columns', with 8 CNOTs per paired measurement | типичное | 2024-09 | https://arxiv.org/abs/2409.04628 · [D] |
code_erasure |
скорость кода k/n | 0.5 — Erasure demo runs the [[4,2,2]] code: 2 logical in 4 atoms, k/n = 0.5; erasure conversion does not change the host code's rate | лучшее | 2025-06 | https://arxiv.org/abs/2506.13724 · [D] |
code_erasure |
слоёв двухкубитных вентилей за раунд синдрома | не опубликовано — the cost of erasure conversion is measurement time, not extra two-qubit layers. — No separate count: erasure codes reuse the host round (4 CZ layers for the surface code); erasure checks are extra mid-circuit readouts | theory | 2025-06 | https://arxiv.org/abs/2506.13724 · [D] |
code_erasure |
доля принятых | не опубликовано — ~31% of the entangling-gate error and ~half the idle loss are flagged as erasures. — No stated acceptance: the [[4,2,2]] paper shows it only in Fig. 3d; unconditional gain 1.9(4)x, post-selected hold 3.6(1)x slower decay | лучшее | 2025-06 | https://arxiv.org/abs/2506.13724 · [D] |
code_bosonic |
слоёв двухкубитных вентилей за раунд синдрома | 2 — Ocelot repetition-cat round: 'two CX gates between Ai and its adjacent data qubits Si and Si+1' per ancilla; cycle 2.8 µs | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08642-7 · [D] |
code_bosonic |
слоёв однокубитных вентилей за раунд | не опубликовано — cat-qubit phase-flip correction needs no basis-change layers on the data modes. — Not stated: the Ocelot cycle is described as ancilla initialisation, two CX gates, measurement and reset, with no single-qubit layer count | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08642-7 · [D] |
code_bosonic |
скорость кода k/n | 0.2 — Ocelot d=5 repetition-cat: 5 cat data modes + 4 transmon ancillas, k/n = 1/5; protects phase flips only (bit flips suppressed by the cat) | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08642-7 · [D] |
code_bosonic |
доля принятых | не опубликовано — unlike the ion/atom detection codes, the repetition-cat result is unconditional. — No acceptance fraction: Ocelot's 1.65(3)% per-cycle logical error is raw, with no post-selection applied | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08642-7 · [D] |
code_fusion |
слоёв двухкубитных вентилей за раунд синдрома | не опубликовано — по построению; the cost metric is photons and fusions per logical cell, not gate layers. — No syndrome round exists in FBQC: destructive fusion measurements on small resource states replace the repeated stabiliser circuit | theory | 2025-06 | https://arxiv.org/abs/2506.11975 · [S] |
code_fusion |
скорость кода k/n | не опубликовано — The 17.4% threshold variant uses a {7,4}-encoded resource state of ~168 photons. — No k/n for the headline instance: the 2.7%-loss-threshold construction is a boosted 6-ring resource state, not an [[n,k,d]] block code | theory | 2025-06 | https://arxiv.org/abs/2506.11975 · [S] |
code_aft |
слоёв двухкубитных вентилей за раунд синдрома | 1 — Transversal round: one depth-1 layer of physical CNOTs between blocks; then 'only a constant number of extraction rounds' is needed, vs O(d) | theory | 2024-06 | https://arxiv.org/abs/2406.17653 · [G] |
code_aft |
доля принятых | 0.5 — Harvard/QuEra 448-atom transversal results are post-selected: 'an acceptance fraction of 50% is used'; deep circuits vary the fraction | типичное | 2025-06 | https://arxiv.org/abs/2506.20661 · [D] |
code_magic |
доля принятых | 0.08 — Google cultivation on Willow: 'reduces the error by a factor of 40, with a state fidelity of 0.9999(1) (retaining 8% of attempts)' | лучшее | 2025-12 | https://arxiv.org/abs/2512.13908 · [D] |
code_magic |
кубит·раундов на магическое состояние | 14600 — Litinski (15-to-1)_{7,3,3} at p=1×10⁻⁴: 810 qubits x 18.1 code cycles = 14 600 qubit-cycles per T state (p_out 4.4×10⁻⁸); 20 700 for 9.3×10⁻¹⁰ | theory | 2019-05 | https://arxiv.org/abs/1905.06903 · [S] |
code_magic |
магических состояний за раунд на фабрику | 0.0552 — Litinski single-level 15-to-1 factory: one T state per 18.1 code cycles; two-level (20-to-4)x(15-to-1): 90.3 cycles, 16 400 qubits | theory | 2019-05 | https://arxiv.org/abs/1905.06903 · [S] |
dec_mwpm |
задержка декодирования за раунд | 1 µs — PyMatching v2 / sparse blossom: 'less than one microsecond per round of syndrome extraction on a single core', d=17, p=0.1% | типичное | 2023-03 | https://arxiv.org/abs/2303.15933 · [D] |
dec_mwpm |
задержка декодирования за раунд | 800 ns — Micro Blossom FPGA: 'average decoding latency of 0.8 µs at a moderate clock frequency of 62 MHz', d=13, p=0.1% | лучшее | 2025-02 | https://arxiv.org/abs/2502.14787 · [D] |
dec_nn |
задержка декодирования за раунд | 124 ns — FPGA neural decoder: '124 ns for NN decoding' with a 'deterministic closed-loop latency of 550 ns' inside a 1.25 µs QEC cycle, d=3 | лучшее | 2026-05 | https://arxiv.org/abs/2605.04892 · [D] |
dec_relaybp |
задержка декодирования за раунд | 1 µs — Relay-BP FPGA on [[144,12,12]]: 'belief propagation iteration time of 24ns', 'average per cycle decoding time under 1 µs' at p<3×10⁻³ | типичное | 2025-10 | https://arxiv.org/abs/2510.21600 · [D] |
dec_fpga |
задержка декодирования за раунд | 1 µs — Riverlane LCD: 'We decode in under 1 µs per round ... up to at least distance d = 17' on a Virtex UltraScale+ VU19P at 285 MHz | типичное | 2025-12 | https://www.nature.com/articles/s41467-025-66773-x · [D] |
dec_fpga |
задержка декодирования за раунд | 590 ns — Collision clustering on Rigetti Ankaa-2 (QPU data): '0.44 µs when decoding 5 rounds to 0.79 µs when decoding 25 rounds' | лучшее | 2024-10 | https://arxiv.org/html/2410.05202v1 · [D] |
dec_gpu |
задержка декодирования за раунд | 67 µs — Quantinuum Helios + GH200 over NVQLink: BP+OSD 'ran with a 67 microsecond median decoding time'; link round trip 3.84 µs mean | типичное | 2025-10 | https://developer.nvidia.com/blog/nvidia-nvqlink-architecture-integrates-accelerated-computing-with-quantum-processors/ · [C] |
dec_corr |
задержка декодирования за раунд | 1 µs — Harvard/QuEra 448-atom loss-aware maximum-likelihood decoding: 'fast (about 1 µs per shot, batched on a GPU)' | типичное | 2025-11 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09848-5 · [D] |
dec_rl |
задержка декодирования за раунд | не опубликовано — Reports 7.72(9)e-4 logical error/cycle (surface code) and 3.5-fold stability against drift. — No decode latency or inference time is reported: the RL agent steers control parameters, it is not a per-round decoder | типичное | 2025-11 | https://arxiv.org/abs/2511.08493 · [D] |
dec_cryo |
задержка декодирования за раунд | 20 ns — NISQ+ approximate SFQ decoder: latency a 'maximum of ~20 nanoseconds on the largest code distances studied' | theory | 2020-04 | https://arxiv.org/abs/2004.04794 · [S] |
fab_cmos |
выход годных | 0.96 — Intel 300 mm Si/SiGe wafer statistics: 'Full 12QD device yield: 96%', quantum-dot yield 99.8%, ohmic and gate yield 100% | типичное | 2024-04 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-07275-6 · [D] |
fab_cmos |
разброс параметров | 0.059 — 300 mm Si/SiGe: matched-pair gate threshold-voltage sigma = 59 mV; 1e-voltage random variation 61 mV (30 nm) and 63 mV (50 nm SiGe barrier) | типичное | 2024-04 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-07275-6 · [D] |
fab_sc |
выход годных | 0.983 — imec 300 mm transmons: 'Out of 400 qubits, 393 (yield 98.25%) ... were functional and fully characterized' (varied designs and sizes) | типичное | 2024-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-07941-9 · [D] |
fab_sc |
разброс параметров | 0.059 — imec 300 mm: 'RSD of the measured qubit frequencies ... ranged between 5% and 7%'; junction normal-resistance RSD 4.47% at single-die level | типичное | 2024-09 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-07941-9 · [D] |
fab_3d |
выход годных | не опубликовано — no cavity-per-batch pass fraction exists anywhere in the 3D-cavity literature. — No yield published: the Al 3D cavity result (Q > 0.5×10⁹, 10 ms single-photon lifetime) is a single machined device, not a batch | лучшее | 2013-02 | https://arxiv.org/abs/1302.4408 · [D] |
fab_3d |
разброс параметров | не опубликовано — Serial machining means each cavity is characterised alone, not as a population. — No cavity-to-cavity spread is reported for machined 3D superconducting cavities; only individual best-device Q values are published | лучшее | 2013-02 | https://arxiv.org/abs/1302.4408 · [D] |
fab_trap |
выход годных | не опубликовано — no ion-trap foundry (Sandia, Infineon, SkyWater/IonQ, Oxford Ionics) publishes a die or electrode yield. — No trap-chip yield published: Helios gives 1 228 electrodes and 273 independent signals but no fraction of chips or electrodes in spec | типичное | 2025-11 | https://arxiv.org/html/2511.05465 · [D] |
fab_trap |
разброс параметров | не опубликовано — Zone-to-zone variation is folded into the 7.9(2)e-4 2QRB average over all operational zones. — No electrode or trap-parameter spread published for microfabricated surface traps; Helios quotes only aggregate gate and memory performance | типичное | 2025-11 | https://arxiv.org/html/2511.05465 · [D] |
fab_pic |
выход годных | не опубликовано — 'screened' implies a selection step whose pass fraction is the missing number. — No wafer-level yield: Omega gives 'Testing of screened SNSPDs yielded a median on-chip efficiency of 93.4%', not the screening pass rate | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 · [D] |
fab_pic |
разброс параметров | 0.039 — Omega 300 mm: SNSPD efficiency 88.9% +/- 3.5% mean (93.4% median) = 3.9% relative sigma; BTO 3-sigma thickness uniformity < 3% wafer-wide | типичное | 2025-02 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-08820-7 · [D] |
fab_optics |
выход годных | 0.512 — Caltech 6 100-atom array: '51.2% of the array on average' filled across 11 998 tweezer sites, with 'a relative standard deviation of 1.13%' | типичное | 2024-03 | https://arxiv.org/abs/2403.12021 · [D] |
fab_optics |
разброс параметров | 0.114 — Caltech tweezer array: 'average trap depth of kB x 0.18(2) mK, with a standard deviation of 11.4% across all sites' | типичное | 2024-03 | https://arxiv.org/abs/2403.12021 · [D] |
fab_mbe |
выход годных | не опубликовано — neither the number measured nor the pass fraction is given, and no group has replicated the InAs-Pb stack. — No device yield: Microsoft says only that 'several devices, fabricated according to the design's engineering specifications, have passed' | типичное | 2022-07 | https://arxiv.org/abs/2207.02472 · [D] |
fab_mbe |
разброс параметров | не опубликовано — Growth is in-house and unreplicated, so no cross-lab distribution exists either. — No wafer-level parameter spread published for the InAs-Al or InAs-Pb heterostructures; only per-device topological gaps are quoted: maxima of 20–60 µeV for InAs-Al, a top-quintile ~70 µeV for InAs-Pb (against ~30 µeV for InAs-Al on that measure; tetron preprint arXiv:2606.03884, 2026) | типичное | 2022-07 | https://arxiv.org/abs/2207.02472 · [D] |
fab_stm |
выход годных | не опубликовано — STM hydrogen lithography is serial and bespoke, so a per-wafer yield is not defined. — No placement yield: the 11-qubit donor register gives engineered geometry but not the fraction of sites with the intended donor count | лучшее | 2025-12 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09827-w · [D] |
fab_stm |
разброс параметров | 0.077 — SQC donor register: inter-register spacing 'atomically engineered' to 13(1) nm, i.e. ~8% placement spread; 1Q fidelities span 99.10-99.99% | лучшее | 2025-12 | https://www.nature.com/articles/s41586-025-09827-w · [D] |
fab_diamond |
выход годных | не опубликовано — 327 is the number characterised at room temperature, not the number meeting the C > 1 spec. — No pass fraction: 'Across two samples ... measuring resonances for 327 cavities'; only the 2 devices analysed in detail show C > 1 | типичное | 2026-06 | https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/z514-v4n6 · [D] |
fab_diamond |
разброс параметров | 0.36 — SnV photonic-crystal cavities: average Q across all 327 devices 1.1(4)e4 -> ~36% relative spread; the best devices reach 25.4(4)e3 | типичное | 2026-06 | https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/z514-v4n6 · [D] |
g_cv |
время однокубитного вентиля | 1 µs — Xanadu Aurora: 1 MHz clock with 12 physical qubit modes per cycle - 1 µs per Gaussian-gate cycle; 7.2×10⁹ temporal modes | типичное | 2025-01 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08406-9 · [D] |
g_cv |
ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины | не опубликовано — Fault tolerance needs a 20-30x (in dB) improvement in per-component insertion loss. — No error-per-gate is defined for CV two-mode operations; Aurora is characterised by loss (>95% on heralded paths) and squeezing | типичное | 2025-01 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08406-9 · [D] |
g_cv |
перекрёстные помехи | не опубликовано — по построению. — No crosstalk figure: mode mixing in a CV interferometer is the programmed operation, not an error channel | типичное | 2025-01 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08406-9 · [D] |
g_mwspin |
время однокубитного вентиля | не опубликовано — Null to avoid duplication; no NV microwave pi-pulse duration in ns is stated in the opened sources. — 1Q durations are recorded on the carriers instead: qd_spin ~400 ns EDSR, defect 419-2 371 µs nuclear gates | типичное | 2019-05 | https://arxiv.org/pdf/1905.02094 · [D] |
g_mwspin |
ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины | не опубликовано — The '<0.1%' NV gate figure (QuTech/Fujitsu, March 2025) is a press-release number for single gates; no parallel or simultaneous multi-qubit measurement is published | типичное | 2025-03 | https://thequantuminsider.com/2025/03/28/fujitsu-and-qutech-realize-high-precision-quantum-gates/ · [P] |
g_mwspin |
перекрёстные помехи | не опубликовано — Delft reports gate fidelities and coherence, not simultaneous-minus-isolated error. — No crosstalk figure for NV or spin microwave gates in any primary source opened | типичное | 2019-05 | https://arxiv.org/pdf/1905.02094 · [D] |
g_catcnot |
ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины | не опубликовано — this is the single missing experiment behind every cat-qubit resource estimate. — No experimental bias-preserving cat-cat CNOT exists - only a July-2026 theory proposal - so no parallel error can be quoted | theory | 2026-07 | https://arxiv.org/abs/2607.22852 · [S] |
g_catcnot |
перекрёстные помехи | не опубликовано — по построению. — No experimental bias-preserving cat-cat CNOT exists, so no crosstalk figure can exist | theory | 2026-07 | https://arxiv.org/abs/2607.22852 · [S] |
src_resource |
ошибка двухкубитного вентиля при параллельной работе всей ширины | не опубликовано — по построению: the relevant metric is state rate and size, not gate error. — 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 | типичное | 2024-05 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-07357-5 · [D] |
src_resource |
перекрёстные помехи | не опубликовано — по построению. — No crosstalk metric is defined for photonic resource-state generation from a single emitter | типичное | 2024-05 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-07357-5 · [D] |
ct_eo |
задержка прямой связи | 1 µs — Xanadu Aurora: 'real-time single-clock-cycle feedforward' at a 1 MHz clock, so the detect-to-modulator loop closes within 1 µs | типичное | 2025-01 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08406-9 · [D] |
ct_eo |
линий управления на кубит | не опубликовано — 3 detectors per mode is a detector ratio, not a control line per qubit. — Aurora: '36 photon-number-resolving detectors' and '12 physical qubit modes at each clock cycle'; modulator count per mode is not given | типичное | 2025-01 | https://www.nature.com/articles/s41586-024-08406-9 · [D] |
7.10 Машины как экземпляры архитектур — реестр, соединённый с картой
Машина — экземпляр своей архитектуры на карте: по одной технологии на слой, основной или альтернативной, из тех технологий, что на карте уже есть, — а её измеренные числа (§7) — то, что архитектура на бумаге могла лишь обещать. Слой без технологии содержит одно из трёх значений, которые реестр различает: none — в этом слое у машины ничего нет (нет кода, декодера, межсоединения; у аналоговых и сэмплирующих машин — нет слоя кодирования или запутывающего вентиля); undisclosed — что-то есть, но ничего не опубликовано (механизм вентиля, стек управления, связь между ядрами); пробел (∅G-…) — машина запускает то, для чего у карты нет технологии; каждый — запись в реестре пробелов и кандидат в технологии следующего издания. 184 машин Реестра квантовых машин (издание 2026.09; его входные файлы — в репозитории, data/register, а у каждой машины есть своя страница, machine/) присоединены к графу по id узла; каждая ячейка несёт своё свидетельство (проверено или выведено), а собственные датированные рекорды машины стоят рядом со стандартными рекордами §7.9, не подменяя их. Таблица A сжимает матрицу Технология × Машина до одной строки на слой; таблица B ставит опубликованные машиной числа такта против выведенного такта её архитектуры (§7.4).
На карте селектор машины — ещё один член пересечения изоляция ∩ фокус ∩ линза: выбор машины оставляет её технологии вдоль линии её семейства, гасит остальные и помечает слои, где у машины нет технологии (none, undisclosed или пробел); с линзой читатель видит, какой атрибут выбор машины разделяет с архитектурой, с фокусом — какие из её технологий разделяют другие архитектуры. Числа реестра — атрибуты пространства оценки: датированные, с источником, никогда не используемые для позиционирования.
Таблица A — матрица Технология × Машина по слоям
| Слой | Технологий занято / на карте | Самые занятые технологии (машин, основные) | Основная none · undisclosed | Основная — пробел Атласа: машин · id пробелов |
|---|---|---|---|---|
| 1 Носитель кубита | 12 / 13 | Трансмон transmon (84); Ион в ловушке ion (30); Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете alkali (18) |
0 · 0 | 0 · |
| 2 Кодирование | 12 / 12 | «Голый» физический кубит (без кодирования) enc_bare (78); Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе enc_hf (44); Кодирование на одиночном спине (Лосса–ДиВинченцо) / ядерном спине enc_spin_ld (14) |
12 · 0 | 1 · ∅G-fock02 (1) |
| 3 Механизм вентиля | 16 / 16 | CZ / iSWAP через перестраиваемый элемент связи g_tc (61); Вентиль Мёльмера–Соренсена / на световом сдвиге (лазерный) g_ms (20); CZ через ридберговскую блокаду g_ryd (20) |
3 · 16 | 2 · ∅G-isinganalog (2) |
| 4 Связность / транспорт | 8 / 9 | Статическая решётка со связью ближайших соседей cx_nn (96); Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) cx_aod (22); Шина на колебательных модах ионной цепочки (все со всеми в цепочке) cx_bus (18) |
3 · 9 | 9 · ∅G-bus (4), ∅G-crystal (2), ∅G-lattice (2), ∅G-optlink (1) |
| 5 Управление | 12 / 12 | Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит ct_rt (82); Оптическое управление лазером через АОД/SLM (атомы) ct_laser (25); Свободнопространственная лазерная адресация ионов (пучки АОМ/АОД) ct_ionaod (16) |
0 · 6 | 4 · ∅G-nvroom (4) |
| 6 Считывание | 10 / 10 | Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла) ro_disp (80); Детектирование состояния по флуоресценции (ионы, дефекты) ro_fluor (35); Регистрация флуоресценции массивов атомов ro_img (24) |
0 · 1 | 2 · ∅G-lru (2) |
| 7 Код | 11 / 11 | Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) code_surface (15); Бозонное каскадирование (repetition-cat, LDPC-cat, GKP+qLDPC) code_bosonic (8); Коды, адаптированные к стираниям code_erasure (8) |
109 · 8 | 6 · ∅G-qac (2), ∅G-analogrot (1), ∅G-pathcode (1), ∅G-subsystem (1), ∅G-toric (1) |
| 8 Декодер | 8 / 8 | MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) dec_mwpm (11); Коррелированное декодирование / декодирование с учётом потерь (трансверсальные вентили, потеря атомов) dec_corr (6); Нейросетевые декодеры (AlphaQubit 2, CNN, трансформеры) dec_nn (4) |
138 · 9 | 8 · ∅G-auton (2), ∅G-lut (2), ∅G-beam (1), ∅G-coherent (1), ∅G-frontier (1), ∅G-parity (1) |
| 9 Межсоединение | 6 / 9 | Многокристальные модули / l-couplers (один криостат) ic_mcm (12); Многокристальная сборка в одном модуле (flip-chip, bump-bonding с управляющим кристаллом) ic_multidie (12); Криогенная разводка сигналов для спиновых массивов (кристалл-маршрутизатор, 3D многослойная разводка) ic_fanout (4) |
139 · 10 | 1 · ∅G-ionmatter (1) |
| 10 Производство | 10 / 10 | Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) fab_sc (93); Изготовление ионных ловушек (планарные чипы; фрезерованные 3D ловушки-лезвия) fab_trap (26); Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) fab_optics (25) |
0 · 0 | 4 · ∅G-twofab (3), ∅G-sicolour (1) |
Таблица B — машины против выведенного такта их архитектуры
| Машина | Архитектура | t_round архитектуры | T1 (дата; ×архитектура) | T2 (дата; ×архитектура) | Однокубитный вентиль (дата) | Прямая связь (дата) | SPAM (дата) | Член такта ×архитектура | Вердикт |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6 100-qubit tweezer array (Caltech (Endres group)) | Ридберговский массив пинцетов — щелочные атомы (Rb/Cs) | 1.31 ms | — | 12.6 s (Sep 2025; ×1.0) | — | — | — | — | — |
| Gemini-class (QuEra) | Ридберговский массив пинцетов — щелочные атомы (Rb/Cs) | 1.31 ms | — | — | — | — | 0.003 (2025) | — | — |
| MAQCS (planqc) | Ридберговский массив пинцетов — щёлочноземельные атомы (Yb/Sr), естественные стирания | 1.3 ms | — | 100 ms (2026; ×1.3×10⁻²) | — | — | — | — | — |
| Phoenix (Gen-1) and Gen-2 (Atom Computing) | Ридберговский массив пинцетов — щёлочноземельные атомы (Yb/Sr), естественные стирания | 1.3 ms | — | 40 s (2021; ×5.1) | — | — | — | — | — |
| 40-ion Ba-133 qLDPC testbed (IonQ: a Tempo engineering test system) (IonQ) | Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией | ≥ 562 µs | — | 3.95 s (Sep 2026; ×9.3×10⁻⁴) | — | — | — | — | — |
| Forte / Forte Enterprise (IonQ) | Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией | ≥ 562 µs | 10 s (2024; ×8.4×10⁻⁴) | 1 s (2024; ×2.4×10⁻⁴) | — | — | — | — | — |
| Helios (Quantinuum) | Ионы в ловушках — QCCD (перемещение между зонами) | 9.66 ms | — | — | — | — | 0.00033 (Jun 2026) | — | — |
| Maryland / Duke Quantum Center (EURIQA lineage) (University of Maryland / Duke University) | Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией | ≥ 562 µs | — | — | — | — | 0.006 (Oct 2021) | — | — |
| System Model H1 (H1-1) (Quantinuum) | Ионы в ловушках — QCCD (перемещение между зонами) | 9.66 ms | — | — | — | — | 0.003 (Feb 2026) | — | — |
| Aurora (Xanadu) | Фотоника на непрерывных переменных — GKP | — | — | — | — | 1 µs (Jan 2025) | — | реакция ×1.0 | по архитектуре |
| Omega chipset (Moreton Bay / Chicago systems unnamed) (PsiQuantum) | Фотоника на основе слияний (FBQC) | — | — | — | — | — | 0.0002 (Feb 2025) | — | — |
| AWS Ocelot (AWS Center for Quantum Computing) | Бозонные кубиты в резонаторах — кошачьи кубиты и GKP | 1.44 µs | 1 ms (Feb 2025; ×3.9×10⁻²) | 27 µs (Feb 2025; ×7.9×10⁻⁴) | — | — | — | — | — |
| Academia Sinica 20-qubit superconducting quantum computer (Academia Sinica) | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | 651 ns | 530 µs (Jan 2026; ×7.8) | — | — | — | — | — | — |
| Alice & Bob Boson 4 (Alice & Bob) | Бозонные кубиты в резонаторах — кошачьи кубиты и GKP | 1.44 µs | 430 s (May 2024; ×1.7×10⁴) | — | — | — | — | — | — |
| Alice & Bob Helium 2 ("Galvanic Cat") (Alice & Bob) | Бозонные кубиты в резонаторах — кошачьи кубиты и GKP | 1.44 µs | — | — | 26.5 ns (Sep 2025) | — | — | — | — |
| Aqumen Seeker (Quantum Circuits Inc. (acquired by D-Wave, Jan 2026)) | Двухрельсовые кубиты со стираниями | ≥ 2.8 µs | 1 ms (2024; ×3.9×10⁻²) | — | — | — | — | — | — |
| IBM Quantum Heron r3 (ibm_pittsburgh) (IBM) | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | 651 ns | — | 350 µs (2025; ×3.9) | — | — | 0.013 (Jul 2025) | — | — |
| IBM Quantum Nighthawk r2 (IBM) | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | 651 ns | — | 27 µs (Mar 2026; ×0.3) | — | — | — | — | — |
| IQM Emerald (IQM Crystal 54) (IQM Quantum Computers) | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | 651 ns | — | — | — | 4 µs (Mar 2026) | 0.0006 (Aug 2025) | реакция ×6.3×10⁻² | быстрее |
| Nord Quantique single-mode GKP (Nord Quantique) | Бозонные кубиты в резонаторах — кошачьи кубиты и GKP | 1.44 µs | 360 µs (Jul 2026; ×1.4×10⁻²) | 640 µs (Jul 2026; ×1.9×10⁻²) | — | — | 0.0007 (Jul 2026) | — | — |
| OQC GENESIS (Oxford Quantum Circuits) | Двухрельсовые кубиты со стираниями | ≥ 2.8 µs | 1 ms (Jun 2025; ×3.9×10⁻²) | — | — | — | — | — | — |
| Origin Wukong (3rd gen) (Origin Quantum) | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | 651 ns | 15 µs (2024; ×0.2) | 2.2 µs (2024; ×2.5×10⁻²) | — | — | — | — | — |
| QpiAI Kaveri (QpiAI) | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | 651 ns | 100 µs (Feb 2026; ×1.5) | — | — | — | — | — | — |
| Rigetti Ankaa-2 (Rigetti Computing) | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | 651 ns | — | — | — | 9.6 µs (Jun 2026) | — | реакция ×0.2 | быстрее |
| SUSTech biased-erasure cavity qubit (Southern University of Science and Technology) | Двухрельсовые кубиты со стираниями | ≥ 2.8 µs | 6.2 ms (Jan 2026; ×0.2) | 3.1 ms (Jan 2026; ×9.1×10⁻²) | — | — | — | — | — |
| Sycamore (Google Quantum AI) | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | 651 ns | — | — | 25 ns (Oct 2019) | — | — | 1Q ×1.0 | по архитектуре |
| Tianyan-287 (China Telecom Quantum Group / QuantumCTek / CAS) | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | 651 ns | — | — | — | — | 0.013 (Dec 2025) | — | — |
| Toshiba double-transmon coupler (Toshiba + RIKEN RQC + University of Tokyo) | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | 651 ns | 230 µs (Nov 2024; ×3.4) | 360 µs (Nov 2024; ×4.0) | — | — | — | — | — |
| Willow (Google Quantum AI) | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | 651 ns | 68 µs (Dec 2024; ×1.0) | 89 µs (Dec 2024; ×1.0) | 25 ns (Dec 2024) | — | 0.008 (Dec 2024) | 1Q ×1.0 | по архитектуре |
| Zhejiang University 125-qubit surface-code processor (Zhejiang University + Graduate School of China Academy of Engineering Physics (Beijing)) | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | 651 ns | — | — | — | — | 0.025 (Jun 2026) | — | — |
| Zuchongzhi 3.0 (USTC / Hefei National Laboratory) | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | 651 ns | 72 µs (Mar 2025; ×1.1) | 58 µs (Mar 2025; ×0.7) | 28 ns (Mar 2025) | — | 0.0082 (Mar 2025) | 1Q ×1.1 | по архитектуре |
| Zuchongzhi 3.2 (USTC / Hefei National Laboratory) | Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи | 651 ns | — | — | — | — | 0.0095 (Dec 2025) | — | — |
| 11-qubit donor processor (Silicon Quantum Computing) | Донорные спины в кремнии | ≥ 7.71 µs | — | 660 ms (Feb 2026; ×14.8) | — | — | — | — | — |
| foundry 8-qubit array (Diraq) | Кремниевые / германиевые спины в квантовых точках | 8.51 µs | — | 1.31 ms (Jul 2026; ×0.7) | 2.4 µs (Jul 2026) | — | — | 1Q ×6.0 | медленнее |
| Majorana 1 (Microsoft) | Топологические — тетрон (майорановские) | — | — | — | — | — | 0.01 (Feb 2025) | — | — |
149 машин не публикуют ни одного из этих чисел.
Что показывает сравнение. 35 машин публикуют хотя бы одно из семи чисел; лишь 7 из них публикуют член такта, проверяемый против архитектуры (время однокубитного вентиля или задержку прямой связи), и 29 публикуют время когерентности. Вердикты по семействам, быстрее / по архитектуре / медленнее / нет соединения: сверхпроводниковые схемы 2/3/0/16; ионы в ловушках 0/0/0/5; нейтральные атомы 0/0/0/4; фотоника 0/1/0/1; полупроводниковые спины 0/0/1/1; топологические 0/0/0/1. Когерентность против T₁ или T₂ архитектуры (выше ×1.25 / в пределах / ниже ×0.8): сверхпроводниковые схемы 6/3/12; ионы в ловушках 0/0/3; нейтральные атомы 1/1/1; полупроводниковые спины 1/0/1. Крайние случаи честны в том, что именно сравнивается: наибольшее отношение по такту — foundry 8-qubit array (Diraq) (1Q 2.4 µs против 400 ns в его архитектуре, ×6.0); наименьшее — IQM Emerald (IQM Crystal 54) (IQM Quantum Computers) (реакция 4 µs против 63 µs, ×6.3×10⁻²); по когерентности Alice & Bob Boson 4 (Alice & Bob) стоит на ×1.7×10⁴ от T1 своей архитектуры, а Forte / Forte Enterprise (IonQ) — на ×2.4×10⁻⁴. Отношение ×1.0 — часто собственный рекорд архитектуры, увиденный со стороны машины (T₁/T₂ и 25-ns вентиль Willow, 1-µs контур Aurora), а не независимое подтверждение. Пустые: ни одна машина реестра не публикует t2q, t_meas — поэтому два крупнейших члена сверхпроводникового и спинового раундов, двухкубитный вентиль и считывание, нельзя проверить ни по одной машине; опубликованных рекордов не соединилось: 1 — Alice & Bob Helium 2 ("Galvanic Cat") (1Q) — потому что у их архитектуры нет выведенного раунда (фотоника, дефекты, топологические, отжиг) или нет слоя однокубитных вентилей в её коде (кошачьи кубиты); отношения взяты на слой вентилей (части ÷ d₂, d₁), так что время одного вентиля машины сравнивается с одним вентилем её архитектуры, а не с суммой слоя.
8Квантовые машины — 184 попыток, 17 архитектур, и куда они идут
Технологии карты — это то, что может быть построено; реестр машин говорит, что построено, анонсировано или запланировано: по строке на машину, каждая соединена с картой как экземпляр архитектуры (§7.10). Эта глава читает реестр как популяцию: насколько она велика, из каких технологий собрана, какая идея оправдывает каждую попытку и что тренды популяции говорят о том, куда движется архитектура. Каждое число ниже вычислено по Реестру квантовых машин по состоянию на 26 сентября 2026 года (реестр и его файл свидетельств публикуются вместе с данными Атласа); утверждение проверяется по реестру, а не постулируется, и его уровень доказательности указан рядом — доля ячеек за ним, чей источник был открыт и подтвердил их (✅), а не оставлен непроверенным или выведен (🔎).
Термины этой главы. Квантовая машина — в этой главе коротко машина — одна строка реестра: именованная система, которую организация построила, анонсировала или запланировала. Её семейство — кубитная платформа (сверхпроводниковые схемы, ионы в ловушках, нейтральные атомы, фотоника, полупроводниковые спины, спины дефектов, топологические, квантовый отжиг); её архитектура — линия карты, которую она реализует: одна из 17 архитектур §7.3, то есть семейство плюс выбор кодирования, вентиля и управления, который её определяет (кошачьи кубиты и двухрельсовое стирание — архитектуры сверхпроводникового семейства). Ячейка свидетельств — одна машина × одна технология, которую она использует в слое стека, вместе с документом, который это показывает (в слое могут стоять основная технология и альтернатива, поэтому у машины около дюжины ячеек, в реестре их 2 006. Ячейка проверена (✅), когда её источник — статья, белая книга, страница продукта или технический пресс-релиз; какой именно, показывает значок в карточке — был открыт и в нём увидена эта технология в этой машине, и не проверена (🔎), когда источник не открывался заново или ячейка — вывод; уровень доказательности числа — доля проверенных ячеек, на которых оно стоит: он говорит, какая часть утверждения опирается на действительно проверенные источники, а не сколько из них — статьи. Устройство — машина со статусом «в эксплуатации», «продемонстрирована» или «выведена», не помеченная как цель или компонент; устройство с вентилями вдобавок выполняет запутывающий вентиль (аналоговые симуляторы, массивы пинцетов без вентиля и однокубитные стенды — устройства, но не процессоры); устройство с бенчмарком вентиля — устройство с вентилями, для вентиля которого опубликована цифра: статья с бенчмарком, калибровочные данные на облачной платформе, спецификация производителя или названное им число (реестр записывает, что именно), — и таблицы фронта считают только их, по кубитам, которые создатель сделал доступными (Osprey: 413 из 433). Чип, чей вентиль лишь описан, — демонстратор масштаба (Condor: «сопоставим с Osprey», пользователям не предоставлялся); машина, работавшая для пользователей как техническая демонстрация, — пробная (Osprey). Когорта — год даты статуса в реестре. Интегрированное управление — кубиты управляются электроникой на чипе или внутри криостата (микроволновые электроды на чипе, крио-КМОП, БОК-логика, потоковые ЦАП), а не стойками при комнатной температуре или оптикой в свободном пространстве; замкнутое декодирование — декодер коррекции ошибок действует внутри такта. Технология связи — технология слоя межсоединений, соединяющая модули: фотонная, микроволновая или дальняя связь через элемент связи; многокристальная сборка внутри одного модуля и криогенная разводка сигналов — технологии межсоединения, но не связи. Слой, в котором машина не использует ни одной технологии, содержит одно из трёх значений: none (в этом слое ничего нет — нет кода, декодера, межсоединения; у аналоговых и сэмплирующих машин — нет слоя кодирования или запутывающего вентиля), undisclosed (что-то есть, но ничего не опубликовано) или пробел Атласа (∅G-…: машина запускает то, для чего у карты нет технологии; каждый — запись в реестре пробелов). Вердикт дорожной карты — проверка реестром опубликованной карты на осуществимость её целевого алгоритма (FEASIBLE, SHORT с дефицитом или NOT EVALUABLE).
8.1 Популяция
184 квантовых машин, 8 семейств, 17 архитектур. 131 из них существуют в железе — устройства, словом этой главы: 73 в эксплуатации, 48 продемонстрированы, 10 выведены, не считая строк, помеченных как цель или компонент, — а из остальных 53 строки 45 — анонсы или планы, 5 — со статусом «в эксплуатации» или «продемонстрирована», но помечены как компонент или цель, и 3 — со статусом, который реестр не свёл к одному слову. Каждое число этой главы вычисляется из реестра при сборке страницы; ни одно не вписано вручную. Доступ среди устройств: 53 доступны через облачный сервис, 26 проданы на площадку заказчика, 49 только в лаборатории. По стране организации-оператора: USA 50, China 29, France 13, Germany 9, USA/UK 9, Japan 8. По когортам (год даты статуса): 2018 — 1, 2019 — 2, 2020 — 3, 2021 — 7, 2022 — 8, 2023 — 17, 2024 — 26, 2025 — 52, 2026 — 53, 2027 — 4, 2028 — 3, 2029 — 4, 2030 — 1, 2031 — 1, 2033 — 1, 2034 — 1.
Таблица 8.1 — семейства × статус (машин); устройства; облачный доступ; ячейки свидетельств и сколько из них документировано
| Семейство | Машин | В эксплуатации | Продемонстрированы | Анонсированы | Запланированы | Выведены | Прочее | Устройства | Устройств с облачным доступом | Ячеек свидетельств | Проверено (✅) | Проверено, % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| сверхпроводниковые схемы | 94 | 42 | 26 | 9 | 9 | 7 | 1 | 72 | 40 | 1018 | 425 | 42 % |
| ионы в ловушках | 30 | 12 | 9 | 5 | 4 | 0 | 0 | 20 | 6 | 330 | 175 | 53 % |
| нейтральные атомы | 25 | 7 | 6 | 7 | 5 | 0 | 0 | 13 | 2 | 277 | 115 | 42 % |
| фотоника | 14 | 5 | 4 | 2 | 0 | 3 | 0 | 11 | 2 | 156 | 75 | 48 % |
| полупроводниковые спины | 10 | 2 | 5 | 2 | 1 | 0 | 0 | 7 | 0 | 110 | 45 | 41 % |
| спины дефектов | 5 | 2 | 3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | 1 | 53 | 25 | 47 % |
| топологические | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 0 | 0 | 20 | 12 | 60 % |
| квантовый отжиг | 4 | 3 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 3 | 2 | 42 | 18 | 43 % |
| все | 184 | 73 | 53 | 25 | 20 | 10 | 3 | 131 | 53 | 2006 | 890 | 44 % |
Чтение таблицы: сверхпроводниковое семейство — самое большое и единственное с выведенными машинами; спиновое семейство мало и в основном на стадии демонстрации, фотонное — мало и поделено между развёрнутыми и продемонстрированными машинами; 3 строк прочее — статусы, которые реестр не свёл к одному слову (испытательные стенды компонентов, спорная достижимость). Последние три столбца — уровень доказательности главы: сколько из ячеек свидетельств за строками семейства проверены по открытому источнику. Это важно, потому что каждое число главы его наследует — семейство на 41 % стоит в основном на заявлениях прессы и выводах, семейство на 60 % — в основном на статьях, — и он различается по семействам, потому что семейства публикуют по-разному: статьи об архитектуре с рисунками устройства — норма для академических сверхпроводниковых, ионных и атомных машин и исключение для коммерческих фотонных и спиновых анонсов.
Анонсы по когортам. Доля анонсированных или запланированных строк в каждой когорте 2023–2026: 2023 0 % (0/17), 2024 0 % (0/26), 2025 19 % (10/52), 2026 38 % (20/53); выведенные машины по семействам: сверхпроводниковые схемы 7, фотоника 3. Новейшая когорта — неполный год, и часть её анонсов станет устройствами до его конца.
Технологии, общие для семейств. 98 технологий — основная технология слоя хотя бы у одной машины; 22 из них — у двух семейств и более, 5 — у трёх и более (Статическая решётка со связью ближайших соседей cx_nn — 4, MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) dec_mwpm — 4, Коды обнаружения ошибок ([[4,2,2]], поверхностный d = 2, iceberg, пространственно-временные) code_detect — 3, Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») code_qldpc — 3, Электрическое управление в основной полосе частот (спины, майораны) ct_base — 3). 22 общих технологий распадаются на четыре группы: 6 общих только для искусственных твердотельных семейств (Статическая решётка со связью ближайших соседей, Электрическое управление в основной полосе частот (спины, майораны), Дальние элементы связи на чипе (c-couplers, mm-масштаб), Кодирование на одиночном спине (Лосса–ДиВинченцо) / ядерном спине, …), 2 — только для двух атомных (Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе, Оптический кубит на узком переходе (S–D иона, часовой переход атома)), 5 — поверх этого раздела (Двухрельсовое кодирование (со стираниями), GKP-кодирование (решётка), КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка), Внутрисхемная проверка стирания, …) и 9 из 15 используемых кодов и декодеров (MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание), Коды обнаружения ошибок ([[4,2,2]], поверхностный d = 2, iceberg, пространственно-временные), Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross»), Бозонное каскадирование (repetition-cat, LDPC-cat, GKP+qLDPC), …). Разделение следует родству физики, платформонезависимости математики и одному настоящему пересечению идей — фотонным кодированиям и проверкам на стирание, которые переняли сверхпроводниковые схемы.
8.2 Из чего собраны машины
По слоям карты: технологии, которые машины реально занимают (основная роль), три способа не занимать ни одной — none (в этом слое ничего нет), undisclosed (ничего не опубликовано) и пробел Атласа (у карты нет технологии для того, что запускает машина), — и семейства, делящие самую занятую технологию. Столбец none — профиль зрелости реестра: около нуля для носителя, мал для вентилей, связности и изготовления и велик ровно на тех слоях, где заявления отрасли опережают её машины: код, декодер, межсоединение. Столбец undisclosed — его профиль раскрытия, а столбец пробелов — список дел самой карты: то, что машины запускают, а карта ещё не называет.
Таблица 8.2 — слои: ячейки none, undisclosed и пробелы, и самые занятые технологии
| Слой | none | undisclosed | Пробел Атласа | Самые занятые технологии (машин) | Семейств на первой |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 Носитель кубита | — | — | — | Трансмон transmon (84); Ион в ловушке ion (30); Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете alkali (18) |
сверхпроводниковые схемы |
| 2 Кодирование | 12 (7 %) | — | 1 (1 %) | «Голый» физический кубит (без кодирования) enc_bare (78); Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе enc_hf (44); Кодирование на одиночном спине (Лосса–ДиВинченцо) / ядерном спине enc_spin_ld (14) |
сверхпроводниковые схемы |
| 3 Механизм вентиля | 3 (2 %) | 16 (9 %) | 2 (1 %) | CZ / iSWAP через перестраиваемый элемент связи g_tc (61); Вентиль Мёльмера–Соренсена / на световом сдвиге (лазерный) g_ms (20); CZ через ридберговскую блокаду g_ryd (20) |
сверхпроводниковые схемы |
| 4 Связность / транспорт | 3 (2 %) | 9 (5 %) | 9 (5 %) | Статическая решётка со связью ближайших соседей cx_nn (96); Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) cx_aod (22); Шина на колебательных модах ионной цепочки (все со всеми в цепочке) cx_bus (18) |
сверхпроводниковые схемы, полупроводниковые спины, спины дефектов, топологические |
| 5 Управление | — | 6 (3 %) | 4 (2 %) | Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит ct_rt (82); Оптическое управление лазером через АОД/SLM (атомы) ct_laser (25); Свободнопространственная лазерная адресация ионов (пучки АОМ/АОД) ct_ionaod (16) |
сверхпроводниковые схемы |
| 6 Считывание | — | 1 (1 %) | 2 (1 %) | Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла) ro_disp (80); Детектирование состояния по флуоресценции (ионы, дефекты) ro_fluor (35); Регистрация флуоресценции массивов атомов ro_img (24) |
сверхпроводниковые схемы |
| 7 Код | 109 (59 %) | 8 (4 %) | 6 (3 %) | Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) code_surface (15); Бозонное каскадирование (repetition-cat, LDPC-cat, GKP+qLDPC) code_bosonic (8); Коды, адаптированные к стираниям code_erasure (8) |
сверхпроводниковые схемы, нейтральные атомы |
| 8 Декодер | 138 (75 %) | 9 (5 %) | 8 (4 %) | MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) dec_mwpm (11); Коррелированное декодирование / декодирование с учётом потерь (трансверсальные вентили, потеря атомов) dec_corr (6); Нейросетевые декодеры (AlphaQubit 2, CNN, трансформеры) dec_nn (4) |
сверхпроводниковые схемы, ионы в ловушках, нейтральные атомы, фотоника |
| 9 Межсоединение | 139 (76 %) | 10 (5 %) | 1 (1 %) | Многокристальные модули / l-couplers (один криостат) ic_mcm (12); Многокристальная сборка в одном модуле (flip-chip, bump-bonding с управляющим кристаллом) ic_multidie (12); Криогенная разводка сигналов для спиновых массивов (кристалл-маршрутизатор, 3D многослойная разводка) ic_fanout (4) |
сверхпроводниковые схемы, квантовый отжиг |
| 10 Производство | — | — | 4 (2 %) | Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) fab_sc (93); Изготовление ионных ловушек (планарные чипы; фрезерованные 3D ловушки-лезвия) fab_trap (26); Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) fab_optics (25) |
сверхпроводниковые схемы, квантовый отжиг |
8.3 Идея, стоящая за каждой архитектурой
Машина — это аргумент: эта комбинация технологий достигнет цели раньше других. Аргумент делается на уровне архитектуры (линии карты), а не машины, поэтому реестр читается здесь по архитектурам: ставка в одну строку, число машин и устройств, её делающих, крупнейшее устройство с бенчмарком вентиля, которое реестр держит для неё — устройство с опубликованной цифрой для своего запутывающего вентиля, считая используемые кубиты, которые сделал доступными его создатель (аналоговые симуляторы, массивы без запутывающего вентиля, однокубитные стенды и чипы, чей вентиль только описан, как Condor, исключены), и лучшая двухкубитная ошибка среди её устройств (рекордные пары, цели и демонстрации компонентов исключены).
Таблица 8.3 — архитектуры: ставка, популяция, лучшие числа
| Архитектура (линия карты) | Машин | Устройств | Крупнейшее устройство с бенчмарком вентиля (используемых физ. кубитов) | Лучшая ошибка двухкубитного вентиля среди устройств | Ставка |
|---|---|---|---|---|---|
Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи sc |
78 | 62 | IBM Quantum Osprey — 413 | 1.0×10⁻³ (Origin Wukong-180 (4th gen)) (заявлено) | быстрые микроволновые вентили на литографической решётке; масштаб за счёт изготовления и, позже, связей между чипами |
Бозонные кубиты в резонаторах — кошачьи кубиты и GKP cat |
7 | 6 | AWS Ocelot — 9 | — | сместить шум так, чтобы доминировал один тип ошибок, и исправлять только его дешёвым кодом |
Двухрельсовые кубиты со стираниями dualrail |
9 | 4 | Aqumen Seeker — 8 | — | превратить потерю фотона в помеченное стирание; стирания исправляются много дешевле паулиевских ошибок |
Ионы в ловушках — QCCD (перемещение между зонами) ion_qccd |
7 | 4 | Helios — 98 | 7.9×10⁻⁴ (Helios) | перемещать ионы, а не информацию: транспорт между зонами ловушки даёт связность «все со всеми» при наивысшей точности вентилей |
Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией ion_chain |
16 | 13 | Forte / Forte Enterprise — 30 | 4.0×10⁻³ (Forte / Forte Enterprise) | одна статическая цепочка, каждая пара связана через общее движение, каждый ион адресуется своим лазерным лучом; масштаб — больше цепочек и фотонные связи |
Ионы в ловушках — электронное управление кубитами (СВЧ / РЧ вентили) ion_elec |
7 | 3 | — | — | вентили, управляемые микроволнами и токами в чипе ловушки, без лазера на вентиле: управление, масштабируемое как электроника |
Ридберговский массив пинцетов — щелочные атомы (Rb/Cs) atom_rb |
16 | 7 | 448-atom fault-tolerant processor — 448 | 5.0×10⁻³ (448-atom fault-tolerant processor) | перестраиваемые пинцеты делают геометрию кода программируемой, а число кубитов дешёвым; такт медленный |
Ридберговский массив пинцетов — щёлочноземельные атомы (Yb/Sr), естественные стирания atom_ae |
6 | 3 | Phoenix (Gen-1) and Gen-2 — 1 180 | — | двухэлектронный атом, чей метастабильный кубит сам помечает свой распад как стирание — ценой худшего CZ; кубит на часовом переходе и непрерывная дозагрузка идут вместе с носителем |
Аналоговый симулятор на нейтральных атомах (ридберговские массивы, решёточные газы) atom_analog |
3 | 3 | — | — | вовсе без вентилей: задать гамильтониан ридберговского массива или решёточного газа и дать ему эволюционировать — симуляция и оптимизация уже сейчас, на сотнях атомов |
Фотоника на основе слияний (FBQC) ph_fusion |
6 | 3 | — | — | создавать запутывание измерением: фотонное изготовление и сети при комнатной температуре; враг — потери |
Фотоника на непрерывных переменных — GKP ph_cv |
1 | 1 | — | — | состояния непрерывных переменных и кодирование GKP на тех же фотонных чипах |
Бозонный сэмплер ph_sampler |
7 | 7 | — | — | выбирать из линейно-оптической сети сжатых или одиночных фотонов: эксперимент квантового преимущества, а не программируемый компьютер |
Кремниевые / германиевые спины в квантовых точках spin_qd |
9 | 6 | HRL exchange-only silicon spin processor (18 EO qubits from 54 quantum dots) — 18 | 3.0×10⁻³ (HRL exchange-only silicon spin processor (18 EO qubits from 54 quantum dots)) | фабрика: квантовые точки по КМОП-технологии, плотность и холодная электроника из полупроводниковой отрасли |
Донорные спины в кремнии spin_donor |
1 | 1 | 11-qubit donor processor — 11 | — | донорные спины в изотопно чистом кремнии: самая долгая когерентность в твёрдом теле |
Спины центров окраски — узлы сети (NV/SiV/T) defect |
5 | 5 | — | — | спины дефектов как узлы сети: регистры из нескольких кубитов, соединённые фотонами с оповещением |
Топологические — тетрон (майорановские) topo |
2 | 0 | — | — | защита в самом устройстве: топологическая щель вместо кода |
Квантовый отжигатель — потоковые кубиты anneal |
4 | 3 | — | — | специализированный масштаб сейчас: тысячи аналоговых кубитов для оптимизации и симуляции |
Два прочтения. Во-первых, ставки несимметричны в том, что им нужно доказать: сверхпроводниковая и пинцетная ставки уже сделаны десятками устройств и спорят о темпах (ошибка на вентиль, кубиты в год); бозонные, топологическая и донорная сделаны одной–семью машинами и всё ещё спорят о существовании (держится ли защита на втором кубите, на втором модуле). Во-вторых, лучшие числа лежат в разных архитектурах для разных величин — крупнейшее устройство это массив пинцетов, лучшая двухкубитная ошибка — ионная ловушка, самый быстрый такт (§7.4) — трансмонная решётка, — что есть эмпирическая форма утверждения Атласа: ни одна архитектура не доминирует по всем осям.
Семнадцать архитектур, одна за другой. Каждый подраздел ниже — аргумент одной архитектуры в шести частях: идея, что ей нужно, где она стоит по реестру, её исключения и заимствования, следующая проверка и что говорят о ней сами строители, их датированными словами — и за ним блок реестра: машины архитектуры по организациям и каждая ячейка вне слотов архитектуры (альтернатива, заимствованная у другой архитектуры, пробел Атласа или undisclosed там, где архитектура ожидает технологию). Короткое имя в заголовке — прозвище, которым пользуются чипы карты.
8.3.1 Решётка трансмонов — Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи (sc)
Идея. Трансмон (transmon) — джозефсоновский переход, шунтированный ёмкостью; два его нижних уровня служат «голым» кубитом (enc_bare). Архитектура замощает трансмонами литографическую решётку (cx_nn), включает обмен между соседями элементами связи, перестраиваемыми потоком (g_tc), управляет ими из стоек при комнатной температуре (ct_rt), считывает их дисперсионно (ro_disp) и исправляет ошибки ротированным поверхностный код, чьи проверки веса 4 — собственные окрестности решётки. Схемный атом рисуют, а не находят: вентили длятся десятки наносекунд [G], а цикл QEC — 1.1 µs [D][1], самый быстрый такт карты (§7.4). Цена — когерентность (T₁ 68 µs на Willow [D][32]), одинаковость кубитов и любая связь дальше соседа. Ставка: скорость и изготовление на пластинах обгоняют бюджет ошибок; связи между чипами — позже.
Что ей нужно. Всё стоит на fab_sc: трансмон требует литографии переходов, поэтому разброс его частот фиксируется при изготовлении; у подстройки, которая его исправляет, технологии пока нет. Поверхностный код требует только проверок между соседями. Коды bivariate-bicycle держат 12 логических кубитов в 288 физических там, где поверхностный код нужны почти 3 000, но им нужен граф степени 6 [S][248]: code_qldpc требует дальних элементов связи (cx_lr) и конфликтует с cx_nn; конфликт открыт с 2024-03. Считывание и сброс — две трети выведенного раунда в 651 ns [S] (§7.4). Четыре технологии управления заменяют друг друга по отдельным сигналам, а не во всей машине сразу — на Heron r2 ASIC смещения потока на крио-КМОП работали в гибридной схеме с ВЧ-электроникой при комнатной температуре (март 2026) [C]. Оба холодных маршрута конфликтуют с трансмоном: крио-КМОП (ct_cryocmos) — по тепловому бюджету камеры смешения, БОК (быстрая одноквантовая логика, ct_sfq) — по квазичастицам: фотоны его переключений разрывают куперовские пары, 0.96(2)% из ошибки 1.2(1)% на клиффордов вентиль в 2023 [D][249]; подавление эффекта спрогнозировано, но независимо ещё не измерено. У кодирования один вариант; слот СВЧ-оптического преобразователя пуст.
Где она стоит. 78 из 184 машин реестра и 62 устройства (табл. 8.3): 39 в эксплуатации, 18 продемонстрированы, 7 выведены, 13 анонсированы или запланированы, 1 — прочее; строк у IBM — 16, у Китая — 18. Крупнейшее устройство с бенчмарком вентиля — IBM Quantum Osprey: 413 из его 433 кубитов были доступны в облаке четыре месяца 2023 года как пробная техническая демонстрация, с производительностью, которую IBM назвала сопоставимой с Eagle r1, и без опубликованной цифры вентиля помимо калибровки платформы [C][292]; крупнейший чип, IBM Quantum Condor (1 121 кубит), представленный в декабре 2023 года как «инновационная веха» и никогда не предложенный пользователям, — демонстратор масштаба, чей вентиль IBM лишь описала как сопоставимый с Osprey [C][292]. Лучшая ошибка двухкубитного вентиля, 1.0×10⁻³ на Origin Wukong-180 (4th gen), — цифра компании [C] (табл. 8.3); среднее по устройству у Willow — 99.88% [D][32]. Willow прогнал d=7 при Λ = 2.14 [D][1], затем — 7.72×10⁻⁴ за цикл (июль 2026) [D][2]; Zuchongzhi 3.2 — d=7 при Λ = 1.40 [D][3]. Слоты кода, декодера и межсоединения пусты у 54, 66 и 59 машин; 12 строк не публикуют механизм вентиля; документированы 327 из 843 ячеек свидетельств.
Исключения и заимствования. Ни одна машина не выпадает из слотов и не подходит лучше к другой архитектуре; направление несут альтернативы. Разводка уходит с края чипа (ct_vio) на RIKEN 64, RIKEN–Fujitsu 256, OQC Toshiko и QuantWare Bass-A10K (VIO-40K), стойки при этом остаются тёплыми; управление уходит в холод лишь частично или в малом масштабе: крио-КМОП потоковые ASIC в гибриде с комнатнотемпературным СВЧ на Heron r2 и как альтернатива на Starling и Blue Jay, БОК в пятикубитной системе SEEQC (только однокубитные вентили); проект QuamCore с управлением на БОК не внесён в реестр, пока компания не назовёт срок первого устройства. Sycamore и Zuchongzhi собирают кристаллы в стек (ic_multidie); модули (ic_mcm) поставляются только в Rigetti Cepheus, при 99.6%→99.1% [C][36]. Utility-линия IBM стоит в смягчении ошибок (code_mitig: Eagle, Heron r3, Nighthawk r2) и в их обнаружении (code_detect: Falcon, Heron r2/r3, Origin Wukong 3rd gen); qLDPC работает только на Kunlun. Номинальные члены архитектуры: Osprey, Eagle, Condor, Falcon и LBNL AQT используют кросс-резонанс (cross-resonance, g_cr), а не перестраиваемые элементы связи; цели (Amaravati, CSCS, KRISS 50); планы (от Kookaburra до Blue Jay, Fujitsu 10 000); стенды компонентов (элемент связи Toshiba, Loon); нераскрытые стеки (Tianyan-504, RIKEN–Fujitsu 256, Toshiko). Ячейки-пробелы показывают, что архитектура нарисована слишком узко: шина через центральный резонатор (IQM Star 24, VLQ, DRDO–TIFR), блоки удаления утечки (Willow, Zuchongzhi 3.2), подстройка частот после изготовления (Willow, Cepheus, Academia Sinica). Архитектура двухрельсовых кубитов заимствует transmon, ct_vio и ic_mcm; архитектура кошачьих кубитов — ic_multidie; спины — ct_cryocmos.
Следующая проверка. Ожидания до 31 марта 2028 (§5.2). Память bivariate-bicycle на c-couplers — Kookaburra или преемник Kunlun — сообщает логическую ошибку за цикл ниже собственной физической ошибки простоя; база — 8.91% у Kunlun [P][72]–[74]. Если Kookaburra снова не будет поставлен к концу 2027, ветвь qLDPC понижается и архитектура остаётся машиной поверхностный код с >10³ физических кубитов на логический при 10⁻⁶ [S] (§2.1). И — устройство с вентилями крупнее 433 кубитов с опубликованными двухкубитными ошибками плюс крио-КМОП- или БОК-управление ≥50 кубитами; если не появится ни то, ни другое и считывание останется около 10⁻², масштаб за счёт изготовления понижается до масштаба за счёт модулей.
Что говорят строители. Google считает, что сверхпроводниковые процессоры проще наращивать по глубине схем — один цикл занимает микросекунду, — а нейтральные атомы проще наращивать по числу кубитов [C][2], [9]; коммерчески значимые сверхпроводниковые машины компания ожидает к концу десятилетия, не называя числа кубитов [R][2], [9]. Rigetti рассчитывает примерно за три года выйти на системы около 1000 кубитов с точностью двухкубитных операций 99,9 %, собранные из чиплетов [R][61]. Fujitsu строит к 2030 финансовому году машину более чем на 10 000 физических и 250 логических кубитов [R][75], [76]. IBM выбрала qLDPC-код (код с разреженными проверками чётности, связывающими удалённые кубиты), потому что он исправляет ошибки не хуже поверхностного кода при вдесятеро меньшем числе кубитов [D][481]; первый модуль с qLDPC-памятью, Kookaburra, запланирован на 2026 год, а Starling — 100 млн операций на 200 логических кубитах — на 2029-й [R][481].
Машины этой архитектуры (реестр: 78, из них 62 устройств, 52 с вентилями). IBM — IBM Quantum Starling (запланирована, 22 000), IBM Quantum Condor (продемонстрирована, 1 121), IBM Quantum Osprey (выведена, 433), IBM Quantum Heron r2 (в эксплуатации, 156), IBM Quantum Heron r3 (ibm_pittsburgh) (в эксплуатации, 156), IBM Quantum Heron r1 (выведена, 133), IBM Quantum Eagle r1-r3 (выведена, 127), IBM Quantum Nighthawk r1 (в эксплуатации, 120), IBM Quantum Nighthawk r2 (в эксплуатации, 120), IBM Quantum Loon (продемонстрирована, 112), IBM Quantum Egret (выведена, 33), IBM Quantum Falcon r5.11 (выведена, 27), IBM Quantum Blue Jay (запланирована), IBM Quantum Cockatoo (запланирована), IBM Quantum Flamingo (l-coupler proof of concept) (продемонстрирована), IBM Quantum Kookaburra (запланирована); Beijing Academy of Quantum Information Sciences — Baihua (Quafu platform) (в эксплуатации, 156), ScQ-136 "Baiwang" (в эксплуатации, 136), Dongling (Quafu platform) (в эксплуатации, 130), Haituo (Quafu platform) (в эксплуатации, 117), Shenglian (BAQIS) (продемонстрирована, 84); IQM Quantum Computers — IQM Halocene (анонсирована, 150), IQM Emerald (IQM Crystal 54) (в эксплуатации, 54), IQM Star 24 (в эксплуатации, 24), IQM Garnet (IQM Crystal 20) (в эксплуатации, 20), IQM six-qubit star QPU (Deneb-class) (продемонстрирована, 6); Rigetti Computing — Rigetti Cepheus-1-108Q (в эксплуатации, 108), Rigetti Ankaa-2 (в эксплуатации, 84), Rigetti Ankaa-3 (в эксплуатации, 84), Rigetti Cepheus-1-36Q (в эксплуатации, 36), Rigetti Novera (в эксплуатации, 9); Google Quantum AI — Willow (продемонстрирована, 105), Sycamore-class 72-qubit processor (продемонстрирована, 72), Sycamore (выведена, 53); Origin Quantum — Origin Wukong-180 (4th gen) (в эксплуатации, 180), Origin Wukong 102 (в эксплуатации, 102), Origin Wukong (3rd gen) (в эксплуатации, 72); QuantWare — QuantWare Bass-A10K (VIO-40K) (анонсирована, 10 000), QuantWare Tenor-D64 (прочее, 64), QuantWare Contralto-A17 (в эксплуатации, 17); USTC / Hefei National Laboratory — Zuchongzhi 3.2 (продемонстрирована, 107), Zuchongzhi 3.0 (продемонстрирована, 105), Zuchongzhi 2.1 (выведена, 66); Korea Research Institute of Standards and Science — KRISS 50-qubit-class superconducting system (анонсирована, 50), KRISS domestic superconducting QPU (в эксплуатации, 20); QpiAI — QpiAI Kaveri (анонсирована, 64), QpiAI Indus (в эксплуатации, 25); RIKEN RQC + Fujitsu — RIKEN-Fujitsu 256-qubit superconducting quantum computer (в эксплуатации, 256), RIKEN RQC-Fujitsu 64-qubit superconducting quantum computer (в эксплуатации, 64); Academia Sinica — Academia Sinica 20-qubit superconducting quantum computer (продемонстрирована, 20); Anyon Systems — Anyon MonarQ (в эксплуатации, 24); Barcelona Supercomputing Center (Quantum Spain; installed by Qilimanjaro-GMV) — Quantum Spain quantum computer at BSC (в эксплуатации, 35); Basque Government (BasQ) - IBM-Euskadi Quantum Computational Center — IBM Quantum System Two, Donostia-San Sebastian (в эксплуатации, 156); CAS / Peking University — Zhuangzi 2.0 (Chuang-tzu 2.0) (продемонстрирована, 78); Chalmers University of Technology (WACQT) — WACQT quantum computer (Chalmers 25-qubit flip-chip processor) (продемонстрирована, 25); China Telecom Quantum Group + CAS + QuantumCTek — Tianyan-504 / "Xiaohong" chip (в эксплуатации, 504); China Telecom Quantum Group + QuantumCTek — Tianyan-176 / Tianyan-176 II (and Tianyan-24 sibling) (в эксплуатации, 66); China Telecom Quantum Group / QuantumCTek / CAS — Tianyan-287 (в эксплуатации, 105); DRDO DYSL-QT with TIFR and TCS — 6-qubit superconducting quantum processor (продемонстрирована, 6); ETH Zurich (Quantum Device Lab) — Surface-17 (продемонстрирована, 17); Fraunhofer-Gesellschaft — IBM Quantum System One, Ehningen (в эксплуатации, 27); Fujitsu (+ RIKEN) — Fujitsu 1 000-qubit machine (запланирована, 1 000); Fujitsu + AIST + RIKEN — Fujitsu >10 000 physical / ~250 logical (STAR) (анонсирована, 10 000); IBM with ETH Zurich (CSCS) and Lockheed Martin — IBM Quantum System Two at CSCS (Swiss Quantum Innovation Hub) (анонсирована, 120); IBM with TCS and the Government of Andhra Pradesh — IBM Quantum System Two at Amaravati Quantum Valley Tech Park (анонсирована, 156); IQM Quantum Computers with Instituto de Pesquisas Eldorado — IQM Spark at Eldorado Research Institute (анонсирована, 5); IT4Innovations National Supercomputing Center (VSB - Technical University of Ostrava) — VLQ (в эксплуатации, 24); Israeli Quantum Computing Center (Quantum Machines + QuantWare + Qolab + ORCA) — IQCC superconducting facility (в эксплуатации, 25); Lawrence Berkeley National Laboratory — Advanced Quantum Testbed (AQT) (в эксплуатации, 8); Oxford Quantum Circuits — OQC Toshiko (в эксплуатации, 32); Qolab — Qolab devices at the IQCC (в эксплуатации); RIKEN with AIST, NICT, Osaka University, Fujitsu, NTT — RIKEN 64-qubit superconducting processor (в эксплуатации, 64); SEEQC — SEEQC SFQ-controlled 5-qubit system (продемонстрирована, 5); SpinQ Technology — SpinQ Ursa Major (25 q / 103 q) (в эксплуатации, 25); Toshiba + RIKEN RQC + University of Tokyo — Toshiba double-transmon coupler (продемонстрирована, 2); Tsinghua University IIIS (D.-L. Deng) with Zhejiang University (H. Wang, C. Song groups) — Kunlun (продемонстрирована, 32); VTT Technical Research Centre of Finland — VTT Q50 (в эксплуатации, 50); Zhejiang University + Graduate School of China Academy of Engineering Physics (Beijing) — Zhejiang University 125-qubit surface-code processor (продемонстрирована, 125).
Ячейки вне слотов архитектуры (25). Academia Sinica 20-qubit superconducting quantum computer: L3 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Academia Sinica 20-qubit superconducting quantum computer: L10 ∅G-calib (пробел Атласа — post-fabrication laser trimming tunes qubit frequencies (same slot as Rigetti ABAA / IQM P); Quantum Spain quantum computer at BSC: L3 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Tianyan-504 / "Xiaohong" chip: L3 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; 6-qubit superconducting quantum processor: L3 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; 6-qubit superconducting quantum processor: L4 ∅G-bus (пробел Атласа — ring-resonator design invented at TIFR: qubits sit around one shared ring resonator used a); Fujitsu >10 000 physical / ~250 logical (STAR): L5 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Fujitsu >10 000 physical / ~250 logical (STAR): L7 ∅G-analogrot (пробел Атласа — STAR: arbitrary-angle rotations by direct state injection, no distillation; 10⁴ q at p=1e-); Fujitsu 1 000-qubit machine: L3 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Willow: L6 ∅G-lru (пробел Атласа — DQLR + 4 dedicated leakage-removal qubits in the 101-qubit d=7 patch; leakage rate not pub); Willow: L10 ∅G-calib (пробел Атласа — Snake optimiser splits ~3N-dim frequency problem; ~3.7× cycle-error suppression, mean cycl); IQM Halocene: L4 ∅G-bus (пробел Атласа — Constellation option: Star cells, each a central computational resonator giving all-to-all); IQM Star 24: L4 ∅G-bus (пробел Атласа — Star topology: central computational resonator bus giving all-to-all within the cell (degr); IQM six-qubit star QPU (Deneb-class): L4 ∅G-bus (пробел Атласа — star topology: all six qubits coupled only to the central computational resonator, effecti); VLQ: L3 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; VLQ: L4 ∅G-bus (пробел Атласа — star topology: 24 qubits connected to one central resonator, all-to-all through it); KRISS 50-qubit-class superconducting system: L3 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; OQC Toshiko: L3 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Rigetti Cepheus-1-108Q: L10 ∅G-calib (пробел Атласа — ABAA (alternating-bias assisted annealing) post-fab JJ frequency targeting, 97.4% success ); Rigetti Cepheus-1-36Q: L10 ∅G-calib (пробел Атласа — ABAA (alternating-bias assisted annealing) post-fab JJ frequency targeting, 97.4% success ); RIKEN 64-qubit superconducting processor: L3 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; RIKEN-Fujitsu 256-qubit superconducting quantum computer: L3 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; RIKEN RQC-Fujitsu 64-qubit superconducting quantum computer: L3 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; SEEQC SFQ-controlled 5-qubit system: L3 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Zuchongzhi 3.2: L6 ∅G-lru (пробел Атласа — all-microwave leakage-reduction units on data qubits; leakage population suppressed 72× to).
8.3.2 Кошачьи кубиты и GKP — Бозонные кубиты в резонаторах — кошачьи кубиты и GKP (cat)
Идея. Кубит — мода микроволнового резонатора, Бозонная мода резонатора (cavity), чья доминирующая ошибка — потеря фотона. В Кошачьем кодировании (смещённый шум) двухфотонная диссипация удерживает два когерентных состояния порознь: ошибки переворота бита (bit-flip) падают экспоненциально со средним числом фотонов n̄, ошибки переворота фазы (phase-flip) растут линейно, поэтому остальное исправляет линия из d кошачьих кубитов, а не патч d × d; цена — плотность решётки. Ставка: фотоны покупают расстояние, которое решётка покупает кубитами, — если смещение шума переживёт запутывающий вентиль. Альтернативное кодирование Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP, решётка) делит с архитектурой аппаратуру, но не ставку: оно исправляет малые смещения и передаёт наверх аналоговый синдром.
Что ей нужно. Кодирование требует двухфотонной диссипации на моде, а Бозонное каскадирование — внутреннего кубита со смещённым шумом или GKP: архитектура держится на частоте переворотов фазы во время двухкубитного вентиля. Каждый измеренный запутывающий вентиль идёт через анциллу (g_bos) — трансмон, который не сохраняет смещение; Сохраняющий смещение CNOT между кошачьими кубитами, который заменил бы его, — пустой слот с одним предложением, пока лишь в симуляции (июль 2026) [S][81]. Шесть слоёв предлагают по одной технологии. Литографические моды заменяют механически обработанные объёмные резонаторы, а 3D-ветвь конфликтует с решёткой: тела сантиметрового масштаба не замостят плотный 2D-массив (конфликт открыт [82]).
Где она стоит. Семь машин, шесть устройств (табл. 8.3): Alice & Bob Boson 4, Helium 2 ("Galvanic Cat"), Helium (система на площадке заказчика) и запланированный Graphene (2030) [R][828], [873] — недатированные чипы Lithium (48 кошачьих кубитов) и Beryllium (250) не внесены в реестр, пока Alice & Bob не назовёт их сроки; AWS Ocelot; Nord Quantique single-mode GKP и Tesseract. Крупнейшая из них, Helium (18 кошек), введена в эксплуатацию в июне 2026 без логических данных [C][87], [88]. Времена переворота бита достигают 430 с (Boson 4) и предварительных 44 мин в среднем (Helium 2) [C][77]; внешний код запускал только Ocelot: код с повторением при 1.75% (d = 3, n̄ = 1) и 1.65% (d = 5, n̄ = 1.5) за цикл 2.8 µs — расстояние и число фотонов менялись вместе, — при ошибке переворота фазы на CX 9.6(4)×10⁻² против ошибки переворота бита 3.5(4)×10⁻³ [D][80]. 5.8×10⁻² у Helium 2 — это однокубитный вентиль Z, а не двухкубитная ошибка, а 9.6×10⁻² у Ocelot — доля перебросов фазы за цикл коррекции ошибок, не ошибка вентиля, поэтому в табл. 8.3 у архитектуры нет двухкубитной ошибки [C][77]. Nord Quantique single-mode GKP: логическая ошибка 8.1×10⁻³ за раунд, ошибка приготовления и измерения (SPAM) ниже 10⁻³ при выживаемости 0.24 × 0.39 [D][82].
Исключения и заимствования. Ни одной ячейки вне слотов, ни одной лучше подходящей архитектуры; общие отсутствия — декодера реального времени и межсоединения — отмечают раннюю стадию. Пара Nord Quantique: её ячейка декодера — пробел Атласа, ∅G-auton (стабилизация без классической прямой связи), так что слой 8 нарисован слишком узко; в её ячейке кода значится Бозонное каскадирование, хотя ни одна из двух машин не запускает внешнего кода, — как и Boson 4, одиночный кошачий кубит с нулём логических кубитов в дорожной карте [C][92]. GKP входит в архитектуру по аппаратуре, а не по ставке на смещение шума: для его идеи архитектура нарисована слишком широко. Заимствуют: Aurora (фотоника на непрерывных переменных) берёт технологии GKP и кода; Aqumen Seeker, SUSTech biased-erasure cavity qubit и D-Wave gate-model dual-rail system из двухрельсовой архитектуры берут резонатор и вентили.
Следующая проверка. Два ожидания до марта 2028 (§5.2). Первое — ступень дорожной карты Helium, один логический кубит при 10⁻² [R][92]: переворот фазы ≤ 10⁻² за цикл при n̄ ≈ 10 подтверждает; Helium, всё ещё без логических данных к концу 2027, понижает. Второе — измеренный вентиль двух кошачьих кубитов, удерживающий время переворота бита в пределах 10× от простоя; если 2028 начнётся только с вентилями через анциллу, оценки на 126 133 и 758 кошачьих кубитов, предполагающие переворот фазы 10⁻³ за цикл, теряют посылку [S][95], [96]. За GKP остаётся долг — опубликованный вентиль GKP–GKP.
Что говорят строители. AWS выбрала кошачьи кубиты потому, что они подавляют ошибки переворота бита в самом «железе», что и показал её чип Ocelot [D][827]; по оценке компании, такой подход снижает стоимость коррекции ошибок вплоть до 90 % [C][827]. Alice & Bob обещает к 2030 году Graphene — 100 логических кубитов для первого квантового преимущества в промышленных задачах [R][828]; до рецензирования компания сообщила о времени до переворота бита более часа — вчетверо больше, чем нужно этой машине [C][77], а её устанавливаемая у заказчика система Helium рассчитана на кодирование первого логического кубита всего в 18 кошачьих кубитах [C][87], [88]. Nord Quantique встраивает коррекцию в сам кубит — один резонатор на логический кубит [C][829] — и ждёт первых машин с более чем 100 логическими кубитами к 2029 году [R][830].
Машины этой архитектуры (реестр: 7, из них 6 устройств, 6 с вентилями). Alice & Bob — Alice & Bob Graphene (запланирована, 2 000), Alice & Bob Helium (on-premise system) (в эксплуатации, 18), Alice & Bob Helium 2 ("Galvanic Cat") (продемонстрирована, 12), Alice & Bob Boson 4 (продемонстрирована, 1); Nord Quantique — Nord Quantique Tesseract (продемонстрирована, 2), Nord Quantique single-mode GKP (продемонстрирована, 1); AWS Center for Quantum Computing — AWS Ocelot (продемонстрирована, 9).
Ячейки вне слотов архитектуры (2). Nord Quantique single-mode GKP: L8 ∅G-auton (пробел Атласа — no classical decoder: autonomous, feed-forward-free stabilisation with analog closest-vect); Nord Quantique Tesseract: L8 ∅G-auton (пробел Атласа — no classical decoder: autonomous stabilisation with heralded discard; no real-time decoder).
8.3.3 Двухрельсовые со стираниями — Двухрельсовые кубиты со стираниями (dualrail)
Идея. Одно возбуждение, поделённое между двумя модами — модами резонаторов или трансмонами, — это Двухрельсовое кодирование (со стираниями) (enc_dualrail): логические |10⟩ и |01⟩; потеря на любом рельсе переводит в |00⟩, вне кодового пространства. Внутрисхемная проверка стирания (erasure) видит этот выход, не читая логического состояния: доминирующая ошибка приходит локализованной, и исправить её дешевле, чем неизвестную паулиевскую ошибку. Цена: две моды на кубит и проверка в каждом цикле. Ставка: ошибаться чаще, но на виду; при 98% конвертированных ошибок порог поверхностный код растёт с 0.94% до 4.15% [S][8].
Что ей нужно. Цепочка жёсткая: кодирование требует проверки, а Коды, адаптированные к стираниям, требуют её флагов; без проверки кубит лишь сильнее подвержен потерям, без декодера, использующего флаги, оповещающие сигналы (heralds) пропадают впустую. Налог проверки: 384 ns на трансмонах, остаток 6.0(2)×10⁻⁴ против 2.54(1)×10⁻² стираний на проверку [D][85], внутри ограниченного вентилями раунда не менее 2.8 µs [S] (§7.4). Шесть слоёв (2–4, 7–9) держат по одной технологии; технология вентиля требует мод плюс анциллы-трансмона. Альтернативы: вертикальный подвод и мультиплексирование потоковых ЦАП на чипе заменяют линии от комнатной температуры, литография заменяет механическую обработку объёмных резонаторов, а трансмонные рельсы уходят от конфликта резонаторов с плотной решёткой.
Где она стоит. Девять машин, четыре устройства (табл. 8.3): Aqumen Seeker, восемь двухрельсовых кубитов на резонаторах (Quantum Circuits Inc., ныне D-Wave, 2024) [C][14], [86]; OQC GENESIS, 16 позиций, в эксплуатации с сентября 2025, а дорожная карта OQC называет TITAN (2 000 позиций, 2028), ATHENA (75 000) и ATLAS (1 000 000) [R][874]; SUSTech four-dual-rail-qubit processor (Nature Physics, 2026) [D][406] и SUSTech biased-erasure cavity qubit; AWS dual-rail transmon erasure line — компонент; D-Wave gate-model dual-rail system, 17 кубитов, ожидается в 2026 [R][94]. CZ на резонаторах Yale/Quantum Circuits: ~500 ns, 0.53% стираний на вентиль, постселектированная паулиевская ошибка ниже 0.1%, помечено около 80% его ошибки [D][84]. 1.0×10⁻³ у Seeker — значение с постселекцией по отсутствию стирания с оповещением (0.53% на вентиль), поэтому в табл. 8.3 у архитектуры нет безусловной двухкубитной ошибки [C][86]. GENESIS не публикует запутывающего вентиля — в его ячейке вентиля значится не раскрыто, а не none, — поэтому табл. 8.3 не считает его устройством с вентилями; крупнейшее устройство с вентилями в таблице — SUSTech four-dual-rail-qubit processor, 8 кубитов, чей логический CNOT (точность процесса 98.1% при доле стираний 13%) постселектирован [D][406]. Ни одна машина не запускала код с декодированием стираний.
Исключения и заимствования. Одна ячейка вне слотов и ни одной лучше подходящей архитектуры: SUSTech four-dual-rail-qubit processor запутывает свои трансмонные рельсы через перестраиваемые элементы связи (g_tc) — вентиль, которого нет в слоте архитектуры, рассчитанном на бозонные вентили через анциллу [D][406]. Ещё две машины сидят в ней неплотно. Альтернатива носителя у GENESIS — пробел Атласа, ∅G-dimon: один многомодовый трансмон фиксированной частоты, три острова и два перехода, две трансмоноподобные моды [C][250] — за пределами технологии трансмона (слой 1 слишком узок); его вентиль — не раскрыто (пробел данных), ячейка кода — none: обнаружение ошибок постселекцией. Кубит SUSTech — не двухрельсовый: он кодирует в вакуумном и двухфотонном фоковском состояниях одного резонатора, со смещением в сторону стираний выше 265 [D][251]; его ячейка кодирования — ошибка разметки, или архитектура слишком узка: его идея — превращение потери в стирание, а не два рельса. Система D-Wave — гибрид: управление потоковыми ЦАП от отжигателя. Другие архитектуры заимствуют проверку (Phoenix (Gen-1) and Gen-2, Magne; щёлочноземельные массивы) и кодирование (Lucy, Belenos; фотоника на основе слияний — fusion) как альтернативы.
Следующая проверка. Два ожидания до марта 2028 (§5.2). Первое: 17-кубитная система D-Wave публикует логическую ошибку в 2× ниже физической к середине 2027; если конец 2027 пройдёт без двухрельсовой машины, сообщающей о падении логической ошибки более чем в 2× на шаг расстояния на данных без постселекции, архитектура понижается. Второе: первая двухрельсовая память не менее чем в десять раундов при расстоянии 3, с флагами стирания в декодере и опубликованной выживаемостью; проект с поддержкой CHIPS на 100 физических кубитов на логический [R][91] её предполагает.
Что говорят строители. D-Wave проектирует свои двухрельсовые (dual-rail) кубиты так, чтобы около 90 % ошибок распознавались в момент возникновения и коррекция требовала меньше физических кубитов [C][831]; её запутывающая операция длится около 500 ns, вероятность стирания — около 0,5 %, остаточная ошибка — ниже 0,1 % на операцию [D][84]. Компания планирует 17 физических кубитов в 2026 году и 100 логических кубитов, выполняющих более миллиона операций, к 2032-му [R][831]. OQC утверждает, что её двухрельсовому кубиту Dimon нужно вдесятеро меньше физических кубитов на один логический, чем лучшим современным подходам [C][832], в сентябре 2025 года установила машину GENESIS в дата-центре в Нью-Йорке [C][833] и планирует 200 логических кубитов к 2028 году и 50 000 — к 2034-му [R][832].
Машины этой архитектуры (реестр: 9, из них 4 устройств, 3 с вентилями). Oxford Quantum Circuits — OQC ATLAS (запланирована, 1 000 000), OQC ATHENA (запланирована, 75 000), OQC TITAN (запланирована, 2 000), OQC GENESIS (в эксплуатации, 16); AWS Center for Quantum Computing (named Amazon Center for Quantum Computing in the Apr 2026 paper) — AWS dual-rail transmon erasure line (продемонстрирована, 2); D-Wave Quantum — D-Wave gate-model dual-rail system (анонсирована, 17); Quantum Circuits Inc. (acquired by D-Wave, Jan 2026) — Aqumen Seeker (в эксплуатации, 8); Southern University of Science and Technology — SUSTech biased-erasure cavity qubit (продемонстрирована, 1); Southern University of Science and Technology (Huang et al.) — SUSTech four-dual-rail-qubit processor (продемонстрирована, 8).
Ячейки вне слотов архитектуры (22). OQC ATHENA: L1 ∅G-dimon (пробел Атласа — roadmap names 'next-generation multimode qubits' for ATHENA — the Dimon's multimode single); OQC ATHENA: L3 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; OQC ATHENA: L4 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; OQC ATHENA: L7 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; OQC ATHENA: L8 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; OQC ATHENA: L9 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; OQC ATLAS: L1 ∅G-dimon (пробел Атласа — roadmap names an 'advanced multi-mode qubit' for ATLAS — the Dimon's multimode single-devi); OQC ATLAS: L3 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; OQC ATLAS: L4 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; OQC ATLAS: L7 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; OQC ATLAS: L8 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; OQC ATLAS: L9 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; OQC GENESIS: L1 ∅G-dimon (пробел Атласа — Dimon: three islands, two junctions, one dual-rail qubit per device; the transmon node doe); OQC GENESIS: L3 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; OQC TITAN: L1 ∅G-dimon (пробел Атласа — roadmap names 'multi-mode qubits' for TITAN — the Dimon's multimode single-device dual rai); OQC TITAN: L3 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; OQC TITAN: L4 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; OQC TITAN: L7 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; OQC TITAN: L8 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; OQC TITAN: L9 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; SUSTech biased-erasure cavity qubit: L2 ∅G-fock02 (пробел Атласа — qubit in |0⟩/|2⟩ Fock states of one cavity; photon loss flagged as erasure); SUSTech four-dual-rail-qubit processor: L3 CZ / iSWAP через перестраиваемый элемент связи (g_tc, основная вне слотов архитектуры).
8.3.4 Ионы QCCD — Ионы в ловушках — QCCD (перемещение между зонами) (ion_qccd)
Идея. Квантовое устройство с зарядовой связью (QCCD) держит каждый вентиль в малом холодном кристалле и вместо этого перемещает ионы: напряжения на электродах переносят сверхтонкие кубиты на часовом переходе через перекрёстки или узлы решётки (cx_qccd) в зоны, где лазерный вентиль Мёльмера–Соренсена действует на два иона [D][97]. Кубит переживает переезд, движение — нет, поэтому каждое перемещение стоит разделения, слияния и повторного охлаждения. Ставка: обменять такт на точность и связность (встречается любая пара, с ошибкой, недостижимой для любой статической раскладки), а затем сокращать время транспорта быстрее, чем соперники закрывают разрыв в точности. На Helios двухкубитный вентиль длится ~70 µs, слой полной ширины — ~55 ms [D][97].
Что ей нужно. Перемещение ионов требует ловушек с перекрёстками или решётчатых ловушек, чьи электроды растут вместе с регистром: 1 228 на Helios, управляемых 273 напряжениями [D][97]. Высокоскоростные каскадные коды требуют связности «все со всеми», которую покупает транспорт; на Helix перемещение иона переобозначает кубит, так что вентили-автоморфизмы бесплатны [P][5]. Носитель, кодирование, связность, считывание и межсоединение держат по одной технологии; на вентиле, управлении и производстве лазерная и электронная ветви попарно заменяют друг друга, так что архитектуру определяет один транспорт. Альтернатива в виде цветового кода конфликтует с паросочетанием (matching). Выведенный раунд синдрома: 9.66 ms, из них 9.04 ms — транспорт [S] (§7.4).
Где она стоит. Семь машин, четыре засчитаны как устройства: Quantinuum H1-1, H2-1 и Helios и iQPU от Universal Quantum (Helix — код на Helios — учтён как компонент); Sol (2027, 192 кубита) и Apollo — планы [R][118]. Helios, самый крупный, держит лучшую медианную двухкубитную ошибку — 7.9×10⁻⁴ по всем парам — при ошибке приготовления и измерения (SPAM) 3.3×10⁻⁴ [D][97]; на нём работали 48 корректируемых логических кубитов при ошибке логического вентиля ~1×10⁻⁴ [D][105] и память Helix при 4.6×10⁻⁵ на логический кубит за цикл, без постселекции [P][5]. iQPU не публикует ошибку вентиля; ни у одной построенной машины нет технологии межсоединения.
Исключения и заимствования. Интегрированная фотонная доставка света — заявленное направление архитектуры — нет ни в одной построенной машине: Helios ведёт каждую операцию сфокусированными свободнопространственными пучками, параллельными поверхности чипа [D][97], — поэтому с 26 сентября 2026 года основная технология архитектуры — свободнопространственная доставка, а интегральная фотоника — альтернатива; ячейки H1-1 и H2-1 — на уровне прессы. Декодеры Quantinuum выпадают из слоя 8: lookup-таблицы реального времени на H1-1 и H2-1 (∅G-lut), офлайновый блочный декодер Helix (∅G-frontier). Helix — код на Helios, а не вторая ловушка, и учтён как компонент. iQPU — гибрид: СВЧ-вентиль, управление на чипе и фабричное изготовление — с архитектуры электронного управления, транспорт — с этой; он подходит обеим, по семь технологий на каждой. Его межсоединение — пробел ∅G-ionmatter: ионы переносятся между двумя чиповыми модулями со скоростью 2 424 переноса с⁻¹, ошибка транспорта ниже 7×10⁻⁸ [D][117] — единственная продемонстрированная связь модулей на архитектуре, засчитанная в оценке масштабирования семейства (§2.3) и отсутствующая на карте. Транспорт пересекает границу модуля; слой 9, только фотонный, нарисован слишком узко. Ячейка изготовления iQPU читается как микроизготовление ловушек на коммерческой линии 200 mm, а технология КМОП-фабрики — альтернатива на уровне прессы. Innsbruck и QUARTET заимствуют перемещение ионов как альтернативу.
Следующая проверка. Решает Sol (§5.2): подтвердить, если он будет поставлен в 2027 с двухкубитными вентилями ≥99.9% на 2-D решётке и слоем полной ширины ниже 10 ms, в 5× быстрее Helios; понизить, если он сдвинется за 2027 или его слой останется в пределах 2× от 55 ms: демонстратор кодов, а не исполнитель алгоритмов. Планка самого создателя ниже — Quantinuum обещает Sol «примерно вдвое быстрее Helios», — и её достижение подтвердит обещание, но не притязание архитектуры исполнять алгоритмы, для которого нужны 5×. Второй сигнал: третий модуль, связанный транспортом.
Что говорят строители. Довод Quantinuum в пользу переноса ионов — связность: перемещая ионы, можно запутать любой кубит с любым другим, и это, по словам компании, открывает коды, недоступные фиксированной раскладке [C][834]; код Helix, добавляет она, построен на каскадирования кодов, которую без подвижных кубитов реализовать крайне трудно [C][835]. В 2024 году компания обещала Sol — сотни физических кубитов с ошибкой двухкубитной операции ниже 2×10⁻⁴, примерно вдвое быстрее Helios, — и Apollo — сотни логических кубитов с логической ошибкой ниже 10⁻⁶ [R][836]; с июня 2025 года Apollo датирован 2029 годом [R][837]. В августе 2026 года ловушечный чип Sol вернулся с фабрики, запуск назначен на 2027 год, а Apollo идёт по графику к 2029 году [R][123], [124]. Universal Quantum соединяет чипы ловушек, перенося ионы с одного на другой; по её словам, так машина масштабируется до миллионов кубитов [C][838].
Машины этой архитектуры (реестр: 7, из них 4 устройств, 4 с вентилями). Quantinuum — Helios (в эксплуатации, 98), System Model H2 (H2-1, H2-2) (в эксплуатации, 56), Helix architecture on Helios (продемонстрирована, 20), System Model H1 (H1-1) (в эксплуатации, 20), Apollo (запланирована), Sol (запланирована); Universal Quantum — iQPU / UQConnect (продемонстрирована, 64).
Ячейки вне слотов архитектуры (4). System Model H1 (H1-1): L8 ∅G-lut (пробел Атласа — real-time lookup-table decoding of Steane [[7,1,3]] in-loop since 2021; no LUT node among ); System Model H2 (H2-1, H2-2): L8 ∅G-lut (пробел Атласа — real-time lookup-table decoder); Helix architecture on Helios: L8 ∅G-frontier (пробел Атласа — Frontier: block-specific offline decoder for concatenated high-rate codes, neither matchin); iQPU / UQConnect: L9 ∅G-ionmatter (пробел Атласа — chip-to-chip matter link: UQConnect physically transfers ions between trap modules, 2 424 ).
8.3.5 Лазерно-адресуемая цепочка — Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией (ion_chain)
Идея. Одна статическая цепочка в линейной ловушке Пауля: её коллективные моды движения (cx_bus) связывают каждую пару, так что вентиль Мёльмера–Соренсена запутывает любые два иона, не перемещая их, а каждый ион получает собственный луч, направляемый акустооптикой (ct_ionaod). Кубит — сверхтонкий (Yb⁺, Ba⁺) или оптический S–D кубит ⁴⁰Ca⁺ (enc_opt: AQT, Innsbruck, PIAST-Q). Архитектура отказывается от длины: N ионов делят N мод в фиксированной полосе, поэтому вентили замедляются с ростом цепочки — до медианы 672 µs на 30 ионах Forte [D][100], [101]. Ставка: внутри цепочки из десятков ионов связность бесплатна; масштаб покупается на её краю фотонными связями между цепочками — модульная архитектура Монро и др. [S][252].
Что ей нужно. Вентиль требует спин-колебательной связи и свободнопространственных лазерных полей, которые требуют объёмной оптики. Две определяющие технологии конфликтуют (конфликт открыт): скученность мод делает вентиль медленнее и менее точным с каждым ионом; смягчения (зонные короткие цепочки, электронные вентили на сегментах ≤4 ионов) принадлежат другим ионным архитектурам. qLDPC и высокоскоростные коды требуют связности «все со всеми» в цепочке: четыре логических кубита в 18 ионах [D][109]. Кодирование предлагает три взаимно заменяющие технологии (сверхтонкую, оптическую, метастабильную); у носителя, вентиля, связности, считывания и межсоединения по одной технологии; межсоединение, Ион-фотонный интерфейс, несёт ставку на масштаб при лучших 250 с⁻¹ [D][116] против ~10⁴ с⁻¹ необходимых [S] (§2.3). Слой 10 нарисован слишком узко: только планарные чипы с поверхностными электродами, тогда как IBEX Q1 работает во фрезерованной ловушке-лезвии [D][253], а кристалл из 512 ионов — в монолитной 3-D ловушке [D][121].
Где она стоит. Шестнадцать машин, тринадцать устройств: Aria, Forte и 40-ion Ba-133 qLDPC testbed от IonQ; IBEX Q1 и LYNX (15 кубитов, quantum volume 32 768 в мае 2026 [C][128]) от AQT; PIAST-Q; QSCOUT от Sandia; AbaQ от Qudoor; ловушки Innsbruck и Maryland/Duke; аналоговый 512-ионный симулятор Tsinghua [D][121]. Tempo засчитан как демонстрация на 64 кубитах (прогон #AQ 64 на опытной системе IonQ) без опубликованной ошибки вентиля; 100-кубитный продукт с «точностью 99.9%» заявлен на конец 2026 года [C][100], [101]. Perspective компании Quantum Art (многоядерная система на 1 000 кубитов) [C][125] и 70-кубитная машина FIAN / Rosatom (35 ионов как кудиты) — анонсы. Крупнейшее устройство с вентилями — 64-кубитный опытный регистр Tempo без опубликованной ошибки вентиля; крупнейшее с опубликованными ошибками вентилей, 40-ионный испытательный стенд, достигло безубыточности (break-even) памяти в пределах погрешностей: 3.95(68) с логического против 3.84(48) с физического, с постселекцией по утечке [D][109]. 3.0×10⁻³ у Maryland/Duke — логическая ошибка клиффордова вентиля после коррекции, а не физическая цифра, и больше не учитывается [D][254]; лучшая ошибка в табл. 8.3 — поэтому вендорские 4.0×10⁻³ у Aria и Forte [C][99]. IonQ, крупнейший вендор, перевёл своего преемника, Superion 256, на электронные вентили [C][119].
Исключения и заимствования. Maryland/Duke несёт три исключения: ту самую логическую цифру; подсистемный код Бэкона–Шора без технологии (∅G-subsystem; его высокоскоростная альтернатива кодирует один кубит); ячейку связи, сливающую отдельный эксперимент — рекорд 250 с⁻¹ [D][116] — с каналом связи Oxford на 9.7 с⁻¹ [D][115]: линия преемственности, а не машина. Innsbruck заимствует перемещение ионов (сегментированные ловушки) и технологию магических состояний [D][255]: линия преемственности, охватывающая обе лазерные архитектуры, и слой кода, нарисованный слишком узко; его обратная связь без измерений — пробел (∅G-coherent). Альтернатива перемещения ионов у IBEX Q1 описывает исследовательские ловушки AQT, а не продукт: ошибка разметки. Альтернатива «КМОП-фабрика» у Forte переносит маршрут IonQ через SkyWater, впервые использованный для 256-кубитных чипов 2026 года [C][119], на машину 2022 года. Испытательный стенд и Tempo декодируют офлайновым лучевым поиском (∅G-beam), вне слоя 8; ячейка кода Tempo повторяет прогон испытательный стенд. Кристалл Tsinghua — аналоговый, под глобальными пучками (∅G-isinganalog, ∅G-crystal): архитектура нарисована слишком широко, а у ионов нет аналоговой архитектуры. Связь Quantum Art записана как не раскрыто, однако её статья делит один кристалл на секции перестраиваемыми оптическими потенциалами [S][256]: ни шина, ни транспорт — пробел. Управление Qudoor и все ячейки Rosatom — пробелы данных. Заимствуют: архитектура электронного управления берёт шину мод движения (JION, QUARTET, Superion 256); MAQCS от planqc — оптический кубит.
Следующая проверка. Решает связь: подтвердить, если ион-фотонный интерфейс превысит 10³ с⁻¹ к концу 2027; понизить, если ни один не пройдёт отметку ~10× от рекорда 250 с⁻¹ к концу 2028. На масштабе цепочки: подтвердить, если ошибки по парам и времена вентилей появятся для Tempo или любой цепочки длиннее 40 ионов к концу 2027; если раскрытие останется на уровне заголовков, пока IonQ поставляет электронные вентили, архитектура сузится до стоек и лабораторий, оставив раннюю отказоустойчивость другим ионным архитектурам.
Что говорят строители. IonQ получила #AQ 64 (её собственный тест «алгоритмических кубитов») на опытной системе Tempo в одной ионной цепочке со связью «все со всеми» [C][839]; в апреле 2026 года она связала фотонами две коммерческие машины и назвала масштабирование за пределы одного чипа необходимым [C][589]. AQT заявляет квантовый объём 32 768 для LYNX, своей серии машин в стоечном исполнении; первые экземпляры — в IV квартале 2026 года [C][128], [129]. Quantum Art делит длинные цепочки на ядра границами, заданными лазером, и обещает в 2027 году 1000 физических и до 100 логических кубитов, а к 2033 году — миллион физических [R][840]. ФИАН получил 50 кубитов на кудитах — ионах, использующих больше двух уровней, — дёшево удвоив их число [C][841]; в августе 2026 года он и Российский квантовый центр перешли на планарные ловушки, где ионы перемещают между небольшими массивами вместо одной цепочки [C][842].
Машины этой архитектуры (реестр: 16, из них 13 устройств, 11 с вентилями). IonQ — Tempo (продемонстрирована, 64), 40-ion Ba-133 qLDPC testbed (IonQ: a Tempo engineering test system) (продемонстрирована, 40), Aria (в эксплуатации, 32), Forte / Forte Enterprise (в эксплуатации, 30); Alpine Quantum Technologies — AQT LYNX (продемонстрирована, 15), IBEX Q1 (Marmot / PINE) (в эксплуатации, 12); Quantum Art — Montage (first-generation QaaS system, up to 50 qubits) (анонсирована, 50), Perspective (1 000-qubit multi-core system) (анонсирована); IQOQI Innsbruck (Austrian Academy of Sciences) with the University of Innsbruck (M. Joshi, C. Roos) — Innsbruck trapped-ion analog quantum simulator (up to 51 ions) (продемонстрирована, 51); Lebedev Physical Institute (FIAN) and the Russian Quantum Center, Rosatom roadmap — 70-qubit ion quantum computer (FIAN / Rosatom roadmap) (анонсирована, 70); Poznan Supercomputing and Networking Center (PCSS) — PIAST-Q (в эксплуатации, 20); Qudoor (Guokaike) — Aba|Qu 1.0 (Tiansuan-1, 天算1号) (в эксплуатации); Sandia National Laboratories — QSCOUT (Quantum Scientific Computing Open User Testbed) (в эксплуатации, 6); Tsinghua University (Duan group) — 2-D site-resolved ion simulator (продемонстрирована, 512); University of Innsbruck — University of Innsbruck trapped-ion demonstrator (Institut für Experimentalphysik) (продемонстрирована, 20); University of Maryland / Duke University — Maryland / Duke Quantum Center (EURIQA lineage) (продемонстрирована, 13).
Ячейки вне слотов архитектуры (13). 40-ion Ba-133 qLDPC testbed (IonQ: a Tempo engineering test system): L8 ∅G-beam (пробел Атласа — beam-search decoder (Delfosse) for the qLDPC codes, run offline; no Atlas node for search ); Montage (first-generation QaaS system, up to 50 qubits): L5 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Montage (first-generation QaaS system, up to 50 qubits): L9 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Perspective (1 000-qubit multi-core system): L5 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Perspective (1 000-qubit multi-core system): L9 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Aba|Qu 1.0 (Tiansuan-1, 天算1号): L5 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; 2-D site-resolved ion simulator: L3 ∅G-isinganalog (пробел Атласа — global laser-driven spin–spin coupling; analog Ising simulator in a 2-D ion crystal, not a); 2-D site-resolved ion simulator: L4 ∅G-crystal (пробел Атласа — static 2-D Coulomb crystal, power-law all-to-all coupling (511 neighbours), no transport); University of Innsbruck trapped-ion demonstrator (Institut für Experimentalphysik): L4 Перемещение ионов (QCCD, перекрёстки, решётчатые ловушки) (cx_qccd, альтернатива из другой архитектуры); University of Innsbruck trapped-ion demonstrator (Institut für Experimentalphysik): L8 ∅G-coherent (пробел Атласа — measurement-free: syndromes mapped into an auxiliary register, coherent feedback unitary r); Innsbruck trapped-ion analog quantum simulator (up to 51 ions): L3 ∅G-isinganalog (пробел Атласа — analog long-range Ising / XY interaction from a bichromatic beam coupling all transverse m); Innsbruck trapped-ion analog quantum simulator (up to 51 ions): L4 ∅G-crystal (пробел Атласа — static linear Coulomb chain, long-range (J0 = 185 rad/s, alpha = 0.97 at 51 ions), no tran); Maryland / Duke Quantum Center (EURIQA lineage): L7 ∅G-subsystem (пробел Атласа — Bacon–Shor [[9,1,3]] subsystem code on 13 ions: FT prep, FT measurement, logical rotation,).
8.3.6 Электронные вентили на ионах — Ионы в ловушках — электронное управление кубитами (СВЧ / РЧ вентили) (ion_elec)
Идея. Убрать лазер из запутывающего вентиля: токи в электродах чипа ловушки создают СВЧ-поле, чей градиент связывает сверхтонкий ионный кубит с общим движением (g_elec); дорожки возбуждения общие, а ионы выбирают локальные подстроечные электроды [D][257]. СВЧ-фотон не достигает ни одного возбуждённого состояния, поэтому предел рассеяния лазерных вентилей исчезает: 8.4×10⁻⁵ на двух ионах, без охлаждения до основного состояния [D][102]. Цена — скорость, ведь более сильный градиент приближает ион к нагревающим поверхностям: 225.8 µs на вентиль [D][102] против ~70 µs на Helios [D][97]. Ставка: управление, масштабируемое как электроника, ~200 источников на 1 000 ионов [S] (§7.5).
Что ей нужно. Вентиль требует СВЧ-управления, интегрированного в чип (ct_ionmw), которое требует токовых дорожек в ловушке: чип и есть система управления, без запасного варианта в виде лазерных вентилей. Лазеры остаются для охлаждения, приготовления состояния и флуоресцентного считывания. У носителя, вентиля, управления, считывания и межсоединения по одной технологии; в остальных слоях варианты заменяют друг друга: шина цепочки или перемещение ионов, qLDPC или высокоскоростные коды (оба требуют связности «все со всеми»), Relay-BP или паросочетание (matching), микроизготовление ловушек или линия КМОП 300 mm. Без транспорта выведенный раунд синдрома ограничен вентилями: 1.52 ms, из них 1.4 ms — вентили [S] (§7.4).
Где она стоит. Семь машин, три устройства, ни одного запуска кода, декодера или связи. QUARTET (Oxford Ionics/IonQ) в британском National Quantum Computing Centre — крупнейший, 32 кубита (табл. 8.3), — число, которого не даёт ни один первичный источник; его статья-свидетельство показывает семизонный чип до 10 кубитов [D][257]. JION (eleQtron с Forschungszentrum Jülich), открытый 3 сентября 2026, работает с 30 ионами иттербия без опубликованной точности [P][258]; его предшественник QSea I — 10-кубитный демонстратор eleQtron для DLR Quantum Computing Initiative — работает в Гамбурге с июля 2024 года [C][327]. Отсюда и отсутствие лучшей ошибки в табл. 8.3: 99.99% — рекорд на двух ионах [D][102]. Superion 256 доступен для заказа: чипы производства SkyWater, ионы захвачены в прототипах, точности на 256 кубитах нет [C][119]; IonQ Superion 10K (коммерческий, 2028) [R][119] и NFQC-1k (≥1 000 физических, 50 логических кубитов к 2030) [R][126] — планы; XAPHIRO (QUDORA NFQC) строится — первый ион захвачен в июне 2025 года, пятьдесят кубитов обещаны к январю 2027 года; доступен пока только эмулятор.
Исключения и заимствования. Ни одна ячейка не выходит из слотов архитектуры; исключения — в свидетельствах. Один лишь Superion 256 заполняет все десять слоёв — по планам: qLDPC-код из оценки ресурсов [S][112], заявленный фотонный канал связи [C][119], ячейка Relay-BP с записью «algorithm not named», тогда как опубликованный декодер IonQ работает на одном CPU [S][111] (ошибка разметки), альтернатива метастабильного кодирования без единой ссылки. Слои 7–9 — намерения IonQ. IonQ Superion 10K и NFQC-1k оставляют четыре слоя не раскрыто: ранняя стадия. MAGIC у JION (связь, наведённая магнитным градиентом) адресует ионы по частоте в статическом градиенте — второй механизм внутри технологии, определённой ближнепольным: технология нарисована слишком широко. Альтернатива перемещения ионов у QUARTET — без сроков. iQPU от Universal Quantum (архитектура QCCD) заимствует технологии вентиля и управления и одинаково подходит обеим архитектурам: гибрид.
Следующая проверка. Superion 256 ожидается в исследовательском центре NVIDIA и во Florida International University в 2027 [C][130], [131]. Подтвердить, если к концу 2027 он будет введён в строй с двухкубитной ошибкой около 10⁻⁴ по всему регистру, с опубликованными временем вентиля, нагревом и перекрёстными помехами (§5.2). Понизить, если он сдвинется за 2027 или если его ошибка окажется вдесятеро выше рекорда на двух ионах, когда сотни СВЧ-каналов разделят один кристалл: тогда электронное управление останется однокубитным слоем машин с лазерным запутыванием.
Что говорят строители. Oxford Ionics считает, что один кубит высокой точности стоит сотен плохих, и рассчитывает на 13 физических кубитов на логический и на 10 000+ кубитов за счёт тиражирования своей 256-кубитной конструкции, не называя сроков [C][843]. IonQ, владеющая ею с 2025 года, ожидает, что электронное управление снизит стоимость кубита более чем в 300 раз по сравнению с лазерным, и принимает заказы на Superion 256 с поставкой в 2027 году [C][119]; с КМОП-схемами на самом чипе она обещает полную отказоустойчивость в лаборатории в 2027 году и в коммерческой машине в 2028 году [R][119]. eleQtron называет MAGIC — микроволновое управление в градиенте магнитного поля — ясным путём к масштабированию [C][128], [129] и в сентябре 2026 года открыла машину JION в Юлихе [C][844]. Консорциум во главе с QUDORA за пять лет намерен построить демонстратор на 1000 физических и 50 логических кубитов с ошибкой логической операции ниже 10⁻⁴ [R][126].
Машины этой архитектуры (реестр: 7, из них 3 устройств, 3 с вентилями). IonQ — IonQ Superion 10K (запланирована, 10 000), Superion 256 (анонсирована, 256); Oxford Ionics (IonQ) — QUARTET (в эксплуатации, 32); QUDORA Technologies — XAPHIRO (QUDORA 50-qubit NFQC prototype for the DLR Quantum Computing Initiative) (анонсирована); QUDORA Technologies-led consortium (TU Braunschweig, Leibniz University Hannover, PTB, Forschungszentrum Jülich, NXP Semiconductors Germany, AQT Germany) — NFQC-1k (запланирована, 1 000); eleQtron + Forschungszentrum Julich — JION (в эксплуатации, 30); eleQtron with NXP Semiconductors and ParityQC, for the DLR Quantum Computing Initiative — QSea I (DLR QCI ion-trap demonstrator) (в эксплуатации, 10).
Ячейки вне слотов архитектуры (10). IonQ Superion 10K: L4 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; IonQ Superion 10K: L8 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; IonQ Superion 10K: L9 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Superion 256: L7 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Superion 256: L8 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; XAPHIRO (QUDORA 50-qubit NFQC prototype for the DLR Quantum Computing Initiative): L4 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; NFQC-1k: L4 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; NFQC-1k: L7 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; NFQC-1k: L8 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; NFQC-1k: L9 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию.
8.3.7 Ридберговские вентили (Rb/Cs) — Ридберговский массив пинцетов — щелочные атомы (Rb/Cs) (atom_rb)
Идея. Атом рубидия или цезия в оптическом пинцете хранит сверхтонкий кубит на часовом переходе, когерентный 12.6 с в массиве из 6 100 атомов цезия [D][138], [139]. Глобальный лазерный импульс возбуждает соседей в ридберговское состояние, где одно возбуждение блокирует другое: CZ-вентиль за ~270 ns [D][4]. Акустооптические дефлекторы (АОД) перемещают атомы или целые блоки кода, так что встретиться может любая пара: связность — это программа. Цена — такт: не вентиль, а транспорт и регистрация флуоресценции задают выведенный раунд QEC в 1.31 ms [S] (§7.4), измеренный — 1–4.5 ms [D][4], [31]. Ставка: кубиты, которые стоят лазерной мощности, а не изготовления, и трансверсальная логика между перемещёнными блоками с постоянным числом синдромных раундов на логический вентиль, окупающая время транспорта [S][152].
Что ей нужно. Вентиль требует щелочного атома и глобальных ридберговских импульсов от лазеров в свободном пространстве (ct_laser). Высокоскоростные коды и коды алгоритмической отказоустойчивости требуют транспорта на АОД: перемещение одного блока на другой ставит каждый кубит в пару с его партнёром под одним импульсом. Алгоритмическая отказоустойчивость требует коррелированного декодирования с учётом потерь, которое требует трансверсальных схем; его выигрыш, 1.73(13)× против декодера, слепого к потерям, опирается на четыре раунда одного прогона [D][4], ни одного — в реальном времени. Непрерывная дозагрузка заменяет однократную загрузку и конфликтует с хранимыми кубитами, на которые попадает рассеянный охлаждающий свет; конфликт снимает резервуар, который конвейеры переносят на 0.5 м [D][144]. Носитель, кодирование, вентиль, межсоединение и производство занимают по одной технологии, код — пять, декодер — четыре: аппаратура фиксирована, код открыт. Ни одна атом-фотонная связь через резонатор ещё не соединила два модуля; полоса АОД исчерпывается около 10⁴ атомов [S] (§2.4).
Где она стоит. Шестнадцать машин, семь устройств, пять с вентилями. Крупнейшее из них, 448-atom fault-tolerant processor (Harvard/MIT/QuEra), держит лучшую двухкубитную ошибку, 5.0×10⁻³ (точность CZ 99.3–99.6% по рандомизированному бенчмаркингу) [D] (табл. 8.3), и на нём прошли поверхностные коды d=3→5 с подавлением 2.14× за четыре раунда и схемы до 96 логических кубитов [D][4]. На Gemini-class (QuEra; 99.2% для глобального CZ, один запуск в секунду [C][137]) выполнена дистилляция магических состояний на логических кубитах [D][147]; на Sqale (Infleqtion) запутаны 30 логических кубитов в блоках с детекцией ошибок [C][151]; Orion Alpha/Beta/Gamma (Pasqal) не публикует ошибку вентиля. У крупнейших массивов вентиля нет: 6 100-qubit tweezer array [D][138], [139] и continuously reloaded 3 000-atom machine, проработавшая более 2 ч [D][144]. Libra (QuEra, 2028: >256 логических кубитов при 10⁻⁶) [R][162], [163] и Vela, Centaurus (500+ кубитов, 2028) и Lyra (2029) компании Pasqal — планы [R][166], [167], [875]; трек Google 2026 года не называет вида атомов [P][158]. Строк без единой документированной ячейки — 6: Hanyuan-1, Hanyuan-2, Qinghe-1, прототип Московского государственного университета, платформа Quantum X Labs.
Исключения и заимствования. Граница с архитектурой аналогового симулятора (atom_analog) проходит через слои 2 и 3: носитель, транспорт, управление, считывание и производство общие, но аналоговый кубит — пара «основное–ридберговское состояние», а вычисление — непрерывная гамильтонова эволюция, без кода, декодера или связи в слоях выше. Pasqal пересекает её в обе стороны: Orion, отнесённый сюда, указывает аналоговые кодирование и эволюцию как альтернативы; Fresnel, отнесённый туда, — сверхтонкий кубит и CZ на блокаде. Один аппарат работает в любом из режимов, поэтому граница делит режимы, а машина относится к архитектуре по своему основному режиму: это гибриды, а не ошибки. Альтернатива Orion с оптикой на чипе не подкреплена ни одним источником. Gemini-class и Libra указывают как альтернативу быстрое считывание, которого не показывает ни одна из этих машин: ошибка разметки. Соответствие Libra всем десяти слоям опирается на ячейку резонатора, не указывающую никакой связи. Машина с непрерывной дозагрузкой датирована августом 2026 по обзору; её статья — 2025 года [D][144]. У московского прототипа нет запутывающего вентиля, но есть двухкубитная ошибка из пресс-заявления; Quantum X Labs не называет вида атомов; связь между ядрами Hanyuan-2 не раскрыта: пробелы данных. Со щёлочноземельной архитектурой эта архитектура делит вентиль, транспорт, дозагрузку, декодер и резонатор; разделяют их носитель и кодирование со стираниями (erasure).
Следующая проверка. Подтвердить к концу 2027 (§5.2): память ≥100 раундов с дозагрузкой при Λ>2 (подавление ошибки на шаг расстояния кода) на щелочном массиве и щелочной процессор с вентилями крупнее 1 180 кубитов — рубеж семейства, который щёлочноземельная архитектура держит с 2023 года (§8.5, F1b). Понизить, если Libra сдвинется за 2028 или двухкубитная точность остановится на 99.9% — потолке, который обзор 2026 года ставит стандартному CZ, — без новой схемы вентиля [S][140].
Что говорят строители. Михаил Лукин (Гарвард) говорит, что в 448-атомном процессоре впервые соединены в одной архитектуре все элементы масштабируемых вычислений с коррекцией ошибок [D][845]; в Калтехе считают, что их массив из 6100 атомов сочетает количество с качеством [D][138], [139]. QuEra обещает в 2028 году машину Libra в облаке Amazon Braket — более 256 логических кубитов с логической ошибкой 10⁻⁶ [R][162], [163]. Infleqtion, запутав в сентябре 2026 года 30 логических кубитов в блоках, которые только обнаруживают ошибки, заявляет, что идёт к 100 логическим кубитам в 2028 году и к 1000 к 2030 году [R][168]. Дорожная карта Pasqal 2025 года ведёт от 2 логических кубитов в 2025 году к 20 в 2027, 100 в 2029 и 200 в 2030 году [R][166], [167]; в январе 2026 года компания перенесла Vela — более 256 кубитов — с 2027 на 2026 год [R][390].
Машины этой архитектуры (реестр: 16, из них 7 устройств, 5 с вентилями). Pasqal — Pasqal Centaurus (запланирована, 500), Vela (анонсирована, 256), Orion Alpha / Beta ("Ruby") / Gamma (в эксплуатации, 140), Pasqal Lyra (запланирована); Infleqtion — Sqale (в эксплуатации, 100), Infleqtion Illinois neutral-atom quantum computer (IQMP, Chicago) (анонсирована); QuEra — Libra (запланирована, 10 000), Gemini-class (в эксплуатации, 260); Zhongke Kuyuan (Wuhan, CAS) — Hanyuan-2 (анонсирована, 200), Hanyuan-1 (в эксплуатации, 100); Caltech (Endres group) — 6 100-qubit tweezer array (продемонстрирована, 6 100); Harvard / MIT — continuously reloaded 3 000-atom machine (продемонстрирована, 3 000); Harvard / MIT / QuEra — 448-atom fault-tolerant processor (продемонстрирована, 448); Lomonosov Moscow State University with the Russian Quantum Center — 72-qubit neutral-atom (Rb) quantum computer prototype (50 qubits in Dec 2024) (анонсирована, 72); Quantum X Labs Inc. (Nasdaq: QXL) — Quantum X Labs neutral-atom platform (50+ qubits, claimed) (анонсирована, 50); Zhongqi Wuliang (Shanghai, CAS SIOM spin-off) — Qinghe-1 (Qinghe No. 1, 清河一号) (анонсирована).
Ячейки вне слотов архитектуры (8). Hanyuan-2: L9 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Pasqal Centaurus: L7 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Pasqal Centaurus: L8 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Pasqal Lyra: L7 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Pasqal Lyra: L8 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Orion Alpha / Beta ("Ruby") / Gamma: L2 Аналоговый кубит основное–ридберговское состояние (enc_gr, альтернатива из другой архитектуры); Orion Alpha / Beta ("Ruby") / Gamma: L3 Аналоговая эволюция под ридберговским гамильтонианом (g_rydanalog, альтернатива из другой архитектуры); Libra: L9 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию.
8.3.8 Щёлочноземельные массивы — Ридберговский массив пинцетов — щёлочноземельные атомы (Yb/Sr), естественные стирания (atom_ae)
Идея. У иттербия и стронция есть метастабильный уровень ³P₀ на один фотон часового перехода выше основного состояния. Если хранить кубит там (Метастабильное («omg») кодирование со стираниями на Щёлочноземельном атоме (Yb/Sr) — естественные стирания), то свет для регистрации флуоресценции основного состояния, тёмный для кубита, выявляет атомы, распавшиеся из него: ошибки приходят локализованными, как стирания (erasure). Ставка: худший вентиль ради более дешёвого кода. При конверсии 98% порог поверхностный код поднимается с 0.94% до 4.15% [S][8]; измеренная ошибка метастабильного CZ — 0.016(1), из неё 38(6)% помечено, против сырых 0.0060 на кубите основного состояния ¹⁷¹Yb [D][135], [141], [142].
Что ей нужно. Эстафета: кодирование требует метастабильного мультиплета; Внутрисхемная проверка стирания требует кодирования, поскольку проверить без считывания можно лишь кубит, тёмный при регистрации флуоресценции; Коды, адаптированные к стираниям, требуют флагов и Коррелированного декодирования / декодирования с учётом потерь, поскольку простой декодер на основе паросочетаний (matching) ими воспользоваться не может. Разорвите звено — и машина станет щелочным массивом с более тяжёлым атомом. У пяти слоёв по одному варианту; рёбра заменяет называют отступления: кодирования основного состояния или оптические, поверхностный код, миллисекундная регистрация флуоресценции, однократная загрузка. Один конфликт: свет дозагрузки (MOT, репампер) истощает хранимые атомы; MOT без репампера и шелвинг в ³P₀ со временем жизни 13 с снимают его [P][259].
Где она стоит. Шесть машин, три устройства (табл. 8.3). Phoenix (Gen-1) and Gen-2, 1 180 атомов ¹⁷¹Yb (октябрь 2023), — крупнейшее устройство с вентилями и с единственным двухкубитным показателем, 4.0×10⁻³ [C][148]; его торический код прошёл 90 раундов, но подавление исчезло, когда в прогон включили дозагрузку [D][148]. Magne, 1 225 физических на ~50 логических, монтируется к началу 2027 [R][11], [12], [164], [165]. В metastable Yb-171 erasure array (Princeton, 20 атомов) распад [[4,2,2]] замедлился в 1.9(4)× при безусловном декодировании с учётом стираний [D][141], [142]. MAQCS and DiNAQC: 1 000-кубитный демонстратор на TRL 5 [C][161]; neutral-ytterbium QPU начал аппаратную валидацию в августе 2026 [C][260]. Документировано 31 из 67 ячеек.
Исключения и заимствования. Все пять лучше всего подходят именно сюда; лишь Princeton запускает кодирование, проверку, код и декодер ставки как основные. Phoenix и Magne кодируют в ядерном спине основного состояния ¹⁷¹Yb (Yaqumo — по выводу); их стирания — потери атомов, видимые на изображении, как на рубидии [D][4]. Ячейку метастабильного кодирования у Phoenix опровергает собственное примечание (ошибка разметки), его код — пробел Атласа, ∅G-toric (технология кода слишком узка), его строка объединяет поколения на ⁸⁷Sr и ¹⁷¹Yb. MAQCS кодирует на часовом переходе Sr с когерентностью 10–100 ms [P][246], [247] в оптической решётке (∅G-lattice, общий с QUIONE), без кода, с нераскрытой связью между ядрами; линия planqc с коррекцией ошибок, LOGIQC, — на иттербии [C][160]. Быстрое считывание Yaqumo выведено из регистрации флуоресценции за 17.6 µs на бесспиновом ¹⁷⁴Yb [P][261]: ранняя стадия. Ни у одной машины нет Атом-фотонного интерфейса через резонатор. Заимствуют: OQC GENESIS (проверку), Superion 256 (кодирование), IBEX Q1 (оптический кубит), QUIONE (носитель). Архитектура нарисована по виду атома; естественные стирания держатся на одной лаборатории.
Следующая проверка. В согласии с §5.2: к середине 2027 Magne переходит рубеж в 1 180 кубитов (§8.5, F1b) и даёт 50 логических кубитов, декодированных с флагами стираний на данных без постселекции; одна лишь детекция потерь подтверждает носитель, а не кодирование. К концу 2027 группа вне Princeton и Caltech конвертирует более 70% ошибки метастабильного CZ при остатке ниже 3×10⁻³; если ни одна не превзойдёт 50%, а следующая память на Yb снова потеряет подавление при дозагрузке, архитектура понижается до выбора вида атома внутри щелочной ставки.
Что говорят строители. Atom Computing объясняет выбор ядерных спинов иттербия рекордным временем когерентности, нужным для глубоких алгоритмов [C][846], и называет свой прогон торического кода в июне 2026 года практической коррекцией ошибок [C][846]. Microsoft ожидает, что Magne — более 1200 физических кубитов Atom Computing — заработает в начале 2027 года [R][847]. Довод Принстона в пользу метастабильного кубита — цена коррекции: ошибок должно быть меньше, а оставшиеся должны быть устроены так, чтобы их было легче исправлять [D][141], [142]. planqc рассчитывает к концу 2027 года включить свой 1000-кубитный демонстратор MAQCS сопроцессором в вычислительную инфраструктуру LRZ [R][161], а Yaqumo — к 2027 финансовому году построить систему на иттербии из нескольких сотен кубитов с коррекцией ошибок [R][260].
Машины этой архитектуры (реестр: 6, из них 3 устройств, 3 с вентилями). Atom Computing — Phoenix (Gen-1) and Gen-2 (в эксплуатации, 1 180); Atom Computing + Microsoft, for QuNorth — Magne (анонсирована, 1 225); Princeton (Thompson group) — metastable Yb-171 erasure array (продемонстрирована, 20); Yaqumo (+ Fujitsu) — neutral-ytterbium QPU (продемонстрирована); planqc — MAQCS (запланирована, 1 000); planqc, for the DLR Quantum Computing Initiative — DiNAQC (запланирована, 100).
Ячейки вне слотов архитектуры (5). Phoenix (Gen-1) and Gen-2: L7 ∅G-toric (пробел Атласа — toric code d=4 and d=6, up to 90 syndrome-extraction rounds; lower logical error at larger); DiNAQC: L7 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; DiNAQC: L8 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; MAQCS: L4 ∅G-lattice (пробел Атласа — no Atlas node: optical-lattice grid ('egg carton made of light'), no per-atom tweezer move); MAQCS: L9 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию.
8.3.9 Аналоговый атомный симулятор — Аналоговый симулятор на нейтральных атомах (ридберговские массивы, решёточные газы) (atom_analog)
Идея. Сохранить щелочной массив пинцетов с его лазерами, транспортом и регистрацией флуоресценции; убрать вентиль: глобальные ридберговские лазеры ведут весь регистр под одним изинговским гамильтонианом — Аналоговая эволюция под ридберговским гамильтонианом (g_rydanalog) на Аналоговом кубите основное–ридберговское состояние (enc_gr). Формы сигналов Ω(t), Δ(t) и геометрия атомов — программа, снимок битовой строки — выход. Ставка: для физики многих тел (G1) нативная гамильтонова эволюция уже сейчас достигает сотен атомов. Архитектура отказывается от памяти, вентилей и любого пути к отказоустойчивости.
Что ей нужно. Эволюция требует базиса «основное–ридберговское состояние», ридберговского уровня у носителя и глобальных ридберговских лазеров; регистрация флуоресценции — перехода для неё. Код, декодер и межсоединение пусты по замыслу (§7.6): здесь аналоговая симуляция перестаёт быть квантовым компьютером в смысле реестра. Кодирование — базис, а не память: |r⟩ нельзя перевести на хранение; T2 у Aquila — 5.8 µs, программы обрываются на 4 µs [C][262]; ошибки накапливаются когерентно, без момента для синдрома, поэтому никакой код не присоединяется и у декодера нет входа. Без запутывающего вентиля это устройства, а не процессоры (табл. 8.3 не печатает ни размера с вентилями, ни двухкубитной ошибки). Единственное ребро заменяет* меняет вид атома.
Где она стоит. Три машины, три устройства, ни одного с вентилями. Aquila (QuEra, 256 атомов Rb-87, на Amazon Braket с ноября 2022) [C][262] несёт физику: разрыв струны (2+1)D в калибровочной теории, без заявления о преимуществе [D][226]. Fresnel / Fresnel 2 (Pasqal, развёрнут в 2023–2024) не публикует уровней ошибок. QUIONE (ICFO, апрель 2024) отображает квантовый газ ⁸⁴Sr с разрешением отдельных узлов в решётке 813.4 нм, с точностью выше 94% [D][263]. Приведённое в T₂ архитектуры в §7.4 с 26 сентября 2026 года — собственные 11.4 µs кубита основное–ридберговское состояние (Aquila, спиновое эхо) [C][262], а не сверхтонкий рекорд цезия 12.6 с у носителя [138], [139], которым кубит с ридберговским уровнем воспользоваться не может. Документировано 25 из 33 ячеек. Ни одна машина не новее 2024 года; более поздние машины тех же вендоров (Gemini-class, Libra, Orion, Vela) — вентильной модели.
Исключения и заимствования. Двухрежимные машины Pasqal зеркальны друг другу: Fresnel / Fresnel 2 работает в аналоговом режиме как основном, а его цифровой режим (Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе, CZ через ридберговскую блокаду) и пинцеты от ФИС (фотонных интегральных схем) — альтернативы; Orion Alpha / Beta ("Ruby") / Gamma, на щелочной архитектуре, меняет режимы местами; всё остальное совпадает. Каждая подходит своей архитектуре семью технологиями против пяти: граница с atom_rb — переключение режима в слоях 2–3 одной аппаратуры (гибрид). Вентиль отделяет симулятор от процессора; черту, нужную отказоустойчивости, — код — не пересекла ни одна из них. У QUIONE нет кодирования, вентиля и ридберговского состояния: это газ Бозе–Хаббарда в решётке (∅G-lattice, общий с MAQCS) под носителем, названным по кубитам в пинцетах с естественными стираниями (erasure), и сюда он попал методом исключения (четыре технологии в слотах): архитектура слишком узка для решёточных симуляторов на квантовых газах. Ридберговский симулятор Caltech на Sr с исключением стираний [143], который описывают новые щёлочноземельные рёбра, в реестр не входит.
Следующая проверка. Два ожидания; в §5.2 нет аналоговой строки. Подтверждение: к 31 декабря 2027 коммерческая аналоговая машина публикует многочастичную точность на 60 и более атомах или T2* выше 20 µs, либо аналоговый результат выдерживает год классических попыток опровержения (§2.8). Понижение: если Vela и следующие системы QuEra выйдут без аналоговых спецификаций и к середине 2027 не будет анонсировано ни одной машины с основным аналоговым режимом, аналоговая симуляция — это режим, аналоговые альтернативы слоёв 2–3 на atom_rb, а не архитектура.
Что говорят строители. Pasqal уже сегодня выполняет аналоговые задачи на оборудовании, которое по замыслу должно со временем стать отказоустойчивым [C][157]. В июне 2025 года компания обещала 250-кубитный процессор, созданный для квантового превосходства на промышленной задаче, с демонстрацией в первой половине 2026 года [R][166], [167]. В сентябре 2026 года она сообщила о моделировании материалов за пределами практических возможностей классических компьютеров [C][157]: 256 атомов на Orion Beta воспроизвели магнетик TmMgGaO₄, результат сверен с измерениями на кристаллах [P][848]. QuEra утверждает, что динамика калибровочной теории в реальном времени на десятках кубитов Aquila достигает пределов классического моделирования [C][849]. Довод ICFO в пользу QUIONE: квантовое моделирование отвечает на вопросы, недоступные нынешним компьютерам, — например, почему некоторые материалы проводят ток без потерь при сравнительно высоких температурах [C][850].
Машины этой архитектуры (реестр: 3, из них 3 устройств, 0 с вентилями). ICFO - Institut de Ciencies Fotoniques — QUIONE (продемонстрирована); Pasqal — Fresnel / Fresnel 2 (в эксплуатации, 100); QuEra — Aquila (в эксплуатации, 256).
Ячейки вне слотов архитектуры (4). QUIONE: L4 ∅G-lattice (пробел Атласа — atoms held in a 2-D in-plane optical lattice plus light sheet at 813.4 nm; no per-atom mov); Fresnel / Fresnel 2: L2 Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе (enc_hf, альтернатива из другой архитектуры); Fresnel / Fresnel 2: L3 CZ через ридберговскую блокаду (g_ryd, альтернатива из другой архитектуры); Fresnel / Fresnel 2: L5 Пинцеты от ФИС / интегральная оптика для атомов (ct_pic_trap, альтернатива из другой архитектуры).
8.3.10 Фотонное слияние — Фотоника на основе слияний (FBQC) (ph_fusion)
Идея. Одиночные фотоны в путевом или time-bin кодировании никогда не соединяются вентилем: Линейно-оптическое слияние (fusion, g_fusion) измеряет в базисе Белла два фотона из небольших заранее приготовленных ресурсных состояний, уничтожая оба, а Отказоустойчивость на основе слияний считывает логическое состояние по узору исходов. Используемый факт: фотон не декогерирует, потеря — его доминирующая ошибка, а неудавшееся слияние само о себе сообщает: оно даёт стирание (erasure) одного из двух измеряемых исходов в известном месте. Цена — детерминизм. Ставка: фабрика может построить отказоустойчивость, если сквозные потери каждого фотона ниже 2.7% — порога при 6-кольцевых ресурсных состояниях [S][179].
Что ей нужно. Слияние требует детектирования с разрешением числа фотонов, чтобы оповещать об исходе (heralding), и коммутации с прямой связью, чтобы направить следующий фотон за время его пролёта; переключатели требуют фабрики ФИС (фотонных интегральных схем), где каждый стоит 0.1–0.2 dB из бюджета ~0.5 dB на фотон [D][169]. Код требует Фабрики многофотонных ресурсных состояний (src_resource) — пустого слота: слитые состояния доходят до 8 фотонов при менее чем 1 Гц против 24–168 фотонов на МГц [D] (§7.6). Повторный анализ 2026 года добавляет пол логической ошибки, задаваемый одними отказами слияний [S][264]. Семь слоёв держат по одной технологии, и внутри архитектуры ничто не заменяет и не конфликтует; само слияние закрывает ветвь непрерывных переменных, заменяя гауссовы вентили, как счёт фотонов заменяет гомодинное детектирование.
Где она стоит. Шесть машин, три устройства (табл. 8.3), ни одного логического кубита. Omega chipset (PsiQuantum, февраль 2025), все десять технологий в слотах, — набор компонентов и учитывается как компонент, не как устройство: точность состояния Белла при слиянии 99.22%, межчиповая Bell-точность 99.72% на 42 м [D][169]; его 7.8×10⁻³ — это то самое одиночное слияние, а его ячейки кода и декодера помечены флагом «нет цикла QEC». Belenos и Lucy (Quandela, по 12 кубитов; Lucy в CEA, 2025 [176]) — крупнейшие устройства с вентилями; их 6.2×10⁻² — показатель Ascella 2023 года [D][265], а у Lucy документировано 0 из 14 ячеек. ETRI 8-photon silicon-photonic qubit chip не публикует уровня ошибок; Carina (QuiX Quantum, 8 кубитов) ждёт ввода в эксплуатацию в DLR [177]; Canopus компании Quandela (24 кубита) анонсирован для её облака на 2026 год [C][876].
Исключения и заимствования. Ни одна ячейка не выпадает из архитектуры, и всё же она нарисована шире своей ставки. Belenos, Lucy и чип ETRI занимают технологию слияния вентилями с постселекцией или вероятностными вентилями в перестраиваемой сетке — линейной оптикой схемной модели, которую собственные ячейки реестра называют «не FBQC-слияние»; слияние выполняют лишь Omega и Carina. Проект отказоустойчивости Quandela — гибрид квантовых излучателей и линейно-оптических вентилей [266]. Обе машины Quandela несут пробел Атласа, ∅G-twofab: источник на квантовых точках A3B5 и сетка на SiN/кварцевом стекле — две технологии производства там, где карта допускает одну (слой 10 слишком узок). Omega и Belenos указывают генератор ресурсных состояний, пустой слот, как альтернативную технологию; собственная ячейка Belenos называет этот маршрут непродемонстрированным (ошибка разметки). У остальных четырёх нет кода, декодера или межсоединения: ранняя стадия. На других архитектурах её технологию детекторов используют Aurora, Jiuzhang 4.0 и Borealis.
Следующая проверка. К марту 2028 (§5.2) цепочка из трёх и более слияний или ресурсное состояние дальше пар Белла, слитое в сеть, — опубликованные со сквозной вероятностью успеха — показали бы, что настоящий такт архитектуры, поставка ресурсных состояний, существует. Понижено в октябре 2026: цель PsiQuantum на 2027 год сдвинулась — её релиз июня 2026 датирует только криоустановку (второе полугодие 2027) и не называет даты запуска. Повысить обратно при датированной первой системе или логическом кубите на слияниях; понизить дальше, если останутся лишь показатели одиночного слияния, слитые состояния застрянут на восьми фотонах или валидация Stage C у PsiQuantum [181] окажется отрицательной.
Что говорят строители. Сооснователь PsiQuantum Джереми О'Брайен убеждён, что полезный квантовый компьютер невозможен без полной опоры на полупроводниковую промышленность [C][851]. В 2024 году PsiQuantum собиралась ввести площадку в Брисбене в строй к концу 2027 года, а первая система должна была насчитывать около миллиона физических кубитов [R][852]; в июне 2026 года, начав стройку на новой площадке в Мортон-Бей, компания назначила поставку криогенной установки на вторую половину 2027 года, после чего последуют пусконаладка и шкафы с чипами; дату запуска машины она не называет [R][853]. Quandela планирует более 100 логических кубитов в 2030–2031 годах [R][854] и утверждает, что сотни логических кубитов будут потреблять меньше 500 кВт [C][854]. QuiX обещала универсальную машину в 2026 году и коррекцию ошибок в 2027 году [R][340]; основное оборудование Carina, рассчитанной на универсальный набор операций, прибыло в DLR в июле 2026 года [C][855].
Машины этой архитектуры (реестр: 6, из них 3 устройств, 3 с вентилями). Quandela — Quandela Canopus (анонсирована, 24), Belenos (в эксплуатации, 12), Lucy (в эксплуатации, 12); ETRI (with KAIST and the University of Trento) — ETRI 8-photon silicon-photonic qubit chip (продемонстрирована, 8); PsiQuantum — Omega chipset (Moreton Bay / Chicago systems unnamed) (продемонстрирована); QuiX Quantum — Carina (анонсирована, 8).
Ячейки вне слотов архитектуры (3). Belenos: L10 ∅G-twofab (пробел Атласа — needs two L10 nodes: SiN/silica interferometer meshes (fab_pic) plus GaAs quantum-dot sour); Quandela Canopus: L10 ∅G-twofab (пробел Атласа — quantum-dot source (III-V MBE) plus photonic-chip interferometer — two L10 nodes as for Be); Lucy: L10 ∅G-twofab (пробел Атласа — needs two L10 nodes: SiN/silica interferometer meshes (fab_pic) plus GaAs quantum-dot sour).
8.3.11 Оптический GKP — Фотоника на непрерывных переменных — GKP (ph_cv)
Идея. Вычисление несут сжатые моды света (squeezed), а не одиночные фотоны: светоделители детерминированно запутывают их в кластерное состояние с временным мультиплексированием, Гауссовы вентили на непрерывных переменных (g_cv) вычисляют на нём гомодинным измерением и прямой связью, а кодирование Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP, решётка, enc_gkp) поставляет и кубит, и негауссов ресурс, которого недостаёт гауссовым операциям. Проект Xanadu строит «трёхмерные гибридные ресурсные состояния, включающие как бозонные кубиты, так и состояния сжатого вакуума» [S][267]. В сравнении со слиянием (fusion) архитектура меняет вероятностное запутывание на детерминированное, а стирания с оповещением (heralded erasures) — на аналоговый шум: потеря действует как случайный сдвиг, расходующий сжатие. Ставка: фотонные чипы будут делать GKP-состояния со сжатием, близким к нужным коду ~10 dB, прежде чем потери их поглотят [S][174].
Что ей нужно. Гауссовы вентили требуют сжатых мод и прямой связи при комнатной температуре; гомодинное считывание требует локального осциллятора, фазово-привязанного той же электроникой, так что детектирование, решение и модуляция должны замкнуться внутри такта 1 µs [D][173]. Оптический GKP требует этого сжатия; лучший GKP-источник на чипе достигает эффективных 0.62 dB [D][174]. Код — бозонная каскадирование с GKP под внешним qLDPC-кодом — требует внутреннего GKP-кубита и потому ждёт закрытия этого разрыва. Семь слоёв держат по одной технологии. Рёбра заменяет фиксируют идентичность архитектуры: гауссовы вентили против слияния, гомодинное детектирование против счёта фотонов, Relay-BP против паросочетания (matching).
Где она стоит. Одна машина, одно устройство: Aurora (Xanadu, январь 2025), 35 чипов, 12 мод на цикл 1 MHz, кластерное состояние 12×N, генерировавшееся два часа при ~14 dB суммарных потерь, без вычислений с коррекцией ошибок [D][173]. На ней работает единственный в фотонике декодер в контуре, укладывающийся в такт 1 µs [D][173], и 11 из 12 её ячеек документированы — это фотонная машина с лучшими свидетельствами. Таблица 8.3 по-прежнему не приписывает архитектуре ни устройства с вентилями, ни двухкубитной ошибки; реестр помечает Aurora как «только детекция» и «доминируют потери». Xanadu оценивает свои потери как 24× выше порога в 2026 [C][178] и планирует 1× в 2030, веху отказоустойчивости в 2028–29 и 1 000+ логических кубитов к 2031 [R][178]; у неё место в DARPA QBI Stage B [65], [66].
Исключения и заимствования. Архитектура из одной машины не может показать, хорошо ли она нарисована; она нарисована вокруг одного проекта. Aurora заполняет каждый слот, без пробела и без none, но её альтернативы поправляют рёбра. Детектирование с разрешением числа фотонов оповещает о её GKP-состояния, так что архитектуре нужны обе технологии детекторов, которые её ребро заменяет считает соперницами: счёт — чтобы сделать кубит, гомодин — чтобы вычислять. Её декодер — паросочетание, а Relay-BP, основной декодер архитектуры для внешнего qLDPC-кода, — альтернатива. У альтернативы вентиля, слияния, нет ни одной машины. Jiuzhang 4.0 и Borealis, предшественник Aurora, делят сжатый носитель и держат технологию гауссовых вентилей как альтернативу вне архитектуры, без прямой связи: гауссов сэмплер — это данная архитектура минус прямая связь и GKP-состояния. Кодирование и код общие с СВЧ-архитектурой кошек и GKP.
Следующая проверка. К марту 2028 (§5.2): оптическое GKP-состояние на чипе с эффективным сжатием выше 1 dB и опубликованный коэффициент потерь в пределах 10× от порога; собственный график Xanadu, от 24× в 2026 до 1× в 2030, требует выигрыша ~2.2× в год [S]. Оба результата сохранили бы правдоподобие вехи 2028–29. Понизить, если эффективное сжатие останется ниже 1 dB до конца 2027 или веха сдвинется.
Что говорят строители. Xanadu выбрала GKP-кубиты потому, что логические операции над ними выполняются детерминированно и при комнатной температуре, а сами состояния передаются между чипами по обычному оптоволокну [C][856]. Компания утверждает, что Aurora в принципе можно нарастить до тысяч серверных стоек и миллионов кубитов [C][857], а следующим препятствием называет оптические потери [C][856]. Её дорожная карта августа 2026 года снижает «ключевой технический показатель потерь», не определяя его, с 24,1× в 2026 году до 1,0× в 2030 году [R][178]; генеральный директор ожидает отказоустойчивости в 2028–2029 годах [R][178]; компания обещает до 200 логических кубитов к 2029 году, до 500 к 2030-му и более 1000 к 2031 году [R][178].
Машины этой архитектуры (реестр: 1, из них 1 устройств, 0 с вентилями). Xanadu — Aurora (продемонстрирована, 12).
Ячеек вне слотов архитектуры нет — каждая ячейка каждой машины сидит в слоте архитектуры.
8.3.12 Бозонный сэмплинг — Бозонный сэмплер (ph_sampler)
Идея. Сжатый свет или одиночные фотоны входят в Программируемый линейно-оптический интерферометр (g_lointer) и подсчитываются на его выходах; вероятности исходов — хафнианы матриц, построенных из сети (перманенты для одиночных фотонов), и их вычисление #P-трудно [G][268]. Ни запутывающего вентиля, ни прямой связи, ни кубита: единственное утверждение — ни один классический компьютер не воспроизводит выборки (цель G1). Там, где архитектура на основе слияний (fusion) строит кубиты из малых ресурсных состояний, а архитектура непрерывных переменных кодирует их в решётках Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP), эта архитектура обходится без кубита. Ставка: при большом числе фотонов статистика обгоняет классические сэмплеры прежде, чем потери вернут им выход.
Что ей нужно. Интерферометр требует света в сетке и электрооптических фазовращателей при комнатной температуре; Сборка из объёмной оптики и волокна (fab_bulk) требует модуляторов с волоконным вводом и петель задержки. Носители заменяют друг друга, как и счёт фотонов с гомодинным детектированием, и объёмная сборка с фабрикой ФИС (фотонных интегральных схем). Всё остальное — пропускание: зашумлённый гауссов бозонный сэмплинг становится эффективно моделируемым, как только сжатие, пропускание и эффективность детекторов падают ниже границы [S][269]. Код, декодер и межсоединение ∅ по замыслу (§7.3): у выборки нет логического состояния, которое нужно защищать, поэтому потери моделируются, а не исправляются, и классические соперники этим пользуются [175].
Где она стоит. Семь машин, семь устройств, ни одного с вентилями (табл. 8.3). Jiuzhang 4.0 (USTC, май 2026): 1 024 сжатых состояния в 8 176 модах, до 3 050 зарегистрированных фотонов, системная эффективность 51%, одна выборка за 25.6 µs [D][175]. Borealis (Xanadu, 2022): 216 сжатых мод через три волоконные петли, TES-детекторы с разрешением числа фотонов, до 219 фотонов, одна выборка за 36 µs [D][270]; реестр помечает её заявление как размытое. PT-2 (ORCA, в эксплуатации 2024–26) сэмплирует сжатые состояния с вычитанием фотона в двухпетлевом time-bin интерферометре с детектором, разрешающим число фотонов [P][271]; ORCA не публикует ни числа мод, ни такта, ни потерь; её более ранний PT-1 (две системы в PSNC, Познань, 2023) [C][877] и выведенные Jiuzhang 1.0, 2.0 и 3.0 [D][460], [462], [878] — отдельные строки реестра. Для реестра слои ∅ означают три вещи: ни один сэмплер не входит в подсчёты вентилей, кодов или декодеров; их ячейки none в слоях 7–9 (всего 21) — это архитектура, а не задержка, и они раздувают профиль зрелости табл. 8.2; 7 из 11 устройств фотоники (табл. 8.1) — сэмплеры, так что число устройств семейства завышает число его процессоров.
Исключения и заимствования. Jiuzhang 4.0 и Borealis держат гауссовы вентили на непрерывных переменных, технологию архитектуры непрерывных переменных, как альтернативу слоя 3 вне слота: гауссов интерферометр без гомодинной прямой связи. Это преемственность, а не ошибка разметки; преемник Borealis — Aurora. У обеих слой 2 — none. Технология кодирования, Time-bin / путевое фотонное кодирование, держится на одной PT-2 и подходит плохо: PT-2 заполняет каждый временной интервал, номинально одним фотоном [P][271], так что её интервалы — моды, а не двухинтервальный кубит, который определяет технология; к тому же технология требует однофотонного носителя, а у PT-2 носитель — сжатый свет. Однофотонную и гомодинную альтернативы тоже не использует ни одна машина: в слоях 1, 2 и 6 архитектура нарисована шире своего реестра.
Следующая проверка. К 31 декабря 2027: ни один опубликованный классический сэмплер не сравняется с Jiuzhang 4.0 на его же бенчмарках, а ORCA опубликует моды, петли и потери PT-3 вместе с классическим сравнением. Понизить, если классический алгоритм сравняется с Jiuzhang 4.0, как такой алгоритм уже сравнивался с каждым прежним заявлением о преимуществе, или если PT-3, ожидавшаяся в 2026 и не поставленная (§2.5), выйдет без этих чисел.
Что говорят строители. USTC представляет Jiuzhang 4.0 не только как сэмплер: гауссов бозонный сэмплинг может также порождать бозонные коды коррекции ошибок [D][175], а управление тысячами фотонов, по словам авторов, выводит эксперимент далеко за пределы классической вычислимости и открывает путь к отказоустойчивой фотонной аппаратуре [D][175]. Довод ORCA — мультиплексирование во времени: оптоволоконные линии задержки позволяют многократно использовать каждый источник фотонов [C][858]. В мае 2025 года её генеральный директор ожидал квантового превосходства в течение 24 месяцев — на машине PT-3, выход которой тогда намечался на начало 2026 года [R][859]; в июне 2026 года ORCA установила PT-2 на японском предприятии и пообещала до конца года модернизировать её до PT-3 [R][860].
Машины этой архитектуры (реестр: 7, из них 7 устройств, 0 с вентилями). USTC (Pan Jianwei group) — Jiuzhang (1.0) (выведена), Jiuzhang 2.0 (выведена), Jiuzhang 3.0 (выведена), Jiuzhang 4.0 (продемонстрирована); ORCA Computing — PT-1 (в эксплуатации), PT-2 (в эксплуатации); Xanadu — Borealis (в эксплуатации).
Ячейки вне слотов архитектуры (2). Jiuzhang 4.0: L3 Гауссовы вентили на непрерывных переменных + негауссовы операции с помощью GKP (g_cv, альтернатива из другой архитектуры); Borealis: L3 Гауссовы вентили на непрерывных переменных + негауссовы операции с помощью GKP (g_cv, альтернатива из другой архитектуры).
8.3.13 КМОП-спиновые кубиты — Кремниевые / германиевые спины в квантовых точках (spin_qd)
Идея. Спин в квантовой точке, формируемой затворами (qd_spin) — затворный стек размером с транзистор: напечатан КМОП-фабрикой 300 mm (fab_cmos), запутывается с соседом импульсом на разделяющем их барьере — обменным вентилем (g_exch), считывается преобразованием спина в заряд (ro_s2c) и когерентен 1.31 ms (эхо Хана) на фабричном ²⁸Si [D][197]. Ставка: точки, достаточно однородные, чтобы делить калибровку, с управлением, перенесённым в криостат, масштабируются как транзисторы. Цена: такт, ограниченный считыванием, — 8.5 µs выведенных [S] против ~100–300 µs измеренных [G] (§7.4), — и связь только с соседями, пока спины не движутся.
Что ей нужно. Обмен требует точек и импульсов в основной полосе частот: его сила экспоненциально зависит от напряжения на барьере, и HRL относит ~80% своей ошибки CNOT на управление и калибровку [D][190], [191]. Носитель, крио-КМОП, конвейер и криогенная разводка сигналов — все требуют фабрики; разводка вдобавок требует крио-КМОП за собой: Pando Tree от Intel обслуживает до 64 кубитных терминалов при 10–20 mK от одного сигнала и девяти цифровых линий Horse Ridge II — 0.156 линии на терминал [C][272]. Поверхностный код требует 2-D решётки со связью ближайших соседей, которой нет ни у одного устройства реестра; qLDPC с ней конфликтует (дальние проверки) и нуждается в конвейере, который её заменяет. Линии кроссбар конфликтуют с калибровкой каждой пары. В пяти слоях по одной технологии; ни одна не связывает модули.
Где она стоит. Девять машин, шесть устройств (табл. 8.3): продемонстрированы HRL exchange-only silicon spin processor (18 чисто обменных (EO) кубитов из 54 квантовых точек — крупнейшее устройство с вентилями в табл. 8.3, наравне по 18 кубитам с Groove, внесено в реестр 26 сентября 2026 [D][190], [191]), Tunnel Falls (Intel; 12 кубитов [D][199]), foundry 8-qubit array (Diraq/imec, обмен в одной из четырёх пар [D][197]) и 18-кубитный германиевый спиновый процессор Groove Quantum (апрель 2026, без точностей и статьи [P][879]); в эксплуатации RacQ (Equal1; до мая 2026 года продавался как Bell-1 — этим именем его по-прежнему называет ESA [C][237], [881]), установленный в центре ESA во Фраскати в июле 2026 [C][881], а также QM-One (Quantum Motion, число кубитов не опубликовано [200]); анонсированы Diraq 8-qubit silicon spin quantum computer at Equinix Sydney и Hitachi x Intel 18A spin programme; запланирована Alloy Pioneer (Quobly), облачный доступ к концу 2026 [R][201]. Лучшая двухкубитная ошибка среди устройств, 3.0×10⁻³, — у HRL [D][190], [191]; Equal1 заявляет на странице продукта 99.3% (7.0×10⁻³) [C][273], тогда как обзор в прессе печатает 98.4% [P][274]; ни одна другая машина её не публикует. Лучшие значения вне реестра: 99.04–99.56% на фабричных двухкубитных устройствах [D][189]. Код с повторением HRL против переворотов бита (bit-flip) — ошибка падает в 4.7 раза от расстояния 3 к 5, секвенирование при 4 K — единственный прогон коррекции ошибок на архитектуре [D][190], [191].
Исключения и заимствования. Лучше подходящей архитектуры нет; вне слотов стоят две ячейки-технологии — код обнаружения ошибок HRL (code_detect) и криогенный декодер RacQ (dec_cryo), альтернатива, пока не запущенная. До 26 сентября 2026 года основные технологии описывали отсутствующую машину — все восемь строк использовали кодирование на одиночном спине (Лосса–ДиВинченцо), ни одна — чисто обменное кодирование; устройство HRL, теперь принадлежащее IBM [204], стало девятой строкой и единственным носителем основного кодирования архитектуры, а его код с повторением и декодер по чётности — пробелы Атласа (∅G-repetition, ∅G-parity). Foundry 8-qubit array держит единственную ячейку кода в слотах архитектуры — qLDPC из дорожной карты с переносом спинов как альтернативой (ранняя стадия) — и несёт 1.1×10⁻² с других устройств при 1 K [D][194]. Управление на кристалле у RacQ и QM-One — пробел Атласа (∅G-qsoc). Tunnel Falls сочетает крио-КМОП и управление при комнатной температуре (гибрид); управление системы Equinix не раскрыто. Лишь Tunnel Falls документирует свою разводку; ячейки QM-One, RacQ и программы Hitachi выведены косвенно. Четыре машины возбуждают одиночные спины через ESR или EDSR — это СВЧ / оптические спиновые вентили (g_mwspin), которые слой 3 перечисляет как альтернативу; их ячейки вентиля называют только обменный вентиль. Заимствования: крио-КМОП — на пяти сверхпроводниковых машинах; фабрика — на тринадцати, из них восемь ионных ловушек.
Следующая проверка. К марту 2028 (§5.2): массив 300 mm больше 20 кубитов с точностью двухкубитных вентилей ≥ 99.5% по всем парам и считыванием класса µs подтверждает; цель Diraq на 2029 (150 тыс. физических, 1 тыс. логических [R][211], [212]), урезанная ещё раз, понижает. Если система Equinix (ожидается в октябре 2026 [C][206]) и Alloy Pioneer дойдут до 2028 без собственной двухкубитной ошибки, лучшее число останется числом вендора.
Что говорят строители. Довод Diraq — фабрика: её кубиты делают так же, как чипы телефонов и ноутбуков, и это путь к миллионам кубитов на одном кристалле [C][861]. Quobly выпускает чипы на 300-mm линии STMicroelectronics и нацелена на миллион кубитов к 2032 году, а облачный доступ к первой машине, Alloy Pioneer, обещает до конца 2026-го [R][201]. Hitachi вместе с Intel и AIST планирует прототипы с коррекцией ошибок на 100 кубитов в 2028 финансовом году и на 1000 — в 2030-м, на техпроцессе Intel 18A [R][862]. HRL решает проблему проводки криогенным КМОП-контроллером, который провёл коррекцию ошибок на 18-кубитных устройствах без управления с комнатной температуры [D][190], [191]. Equal1 умещает кремниевый спиновый компьютер, охлаждаемый до 0,3 К, в одну 19-дюймовую стойку [C][237]; QM-One компании Quantum Motion занимает три [C][200].
Машины этой архитектуры (реестр: 9, из них 6 устройств, 6 с вентилями). Diraq — foundry 8-qubit array (продемонстрирована, 8); Diraq (with Equinix) — Diraq 8-qubit silicon spin quantum computer at Equinix Sydney (анонсирована, 8); Equal1 — RacQ (Bell-1) (в эксплуатации, 6); Groove Quantum — Groove Quantum 18-qubit germanium spin processor (продемонстрирована, 18); HRL Laboratories (IBM since 26 Aug 2026) — HRL exchange-only silicon spin processor (18 EO qubits from 54 quantum dots) (продемонстрирована, 18); Hitachi + Intel K.K. + AIST (G-QuAT) — Hitachi x Intel 18A spin programme (анонсирована, 100); Intel — Tunnel Falls (продемонстрирована, 12); Quantum Motion — QM-One (в эксплуатации); Quobly — Alloy Pioneer (Quobly) (запланирована, 15).
Ячейки вне слотов архитектуры (7). Diraq 8-qubit silicon spin quantum computer at Equinix Sydney: L5 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; RacQ (Bell-1): L5 ∅G-qsoc (пробел Атласа — quantum system-on-chip: qubits, control electronics and error-correction logic on one CMOS); RacQ (Bell-1): L8 Криогенный декодер / декодер на чипе (крио-КМОП, БОК) (dec_cryo, альтернатива из другой архитектуры); HRL exchange-only silicon spin processor (18 EO qubits from 54 quantum dots): L7 Коды обнаружения ошибок ([[4,2,2]], поверхностный d = 2, iceberg, пространственно-временные) (code_detect, основная вне слотов архитектуры); HRL exchange-only silicon spin processor (18 EO qubits from 54 quantum dots): L7 ∅G-repetition (пробел Атласа — d=5 bit-flip repetition code on 7 exchange-only qubits, Λ5/3 = 4.7 over up to 200 rounds, ); HRL exchange-only silicon spin processor (18 EO qubits from 54 quantum dots): L8 ∅G-parity (пробел Атласа — repetition-code syndromes interpreted after the run with a parity-check (majority) decoder); QM-One: L5 ∅G-qsoc (пробел Атласа — cryo-CMOS integrated on the qubit die).
8.3.14 Донорные спины — Донорные спины в кремнии (spin_donor)
Идея. Донорный спин (P в ²⁸Si) (donor), записанный атом за атомом водородной СТМ-литографией (СТМ — сканирующий туннельный микроскоп; fab_stm): ядро ³¹P — кубит данных, связанный электрон — его возбуждение, элемент связи и зонд считывания. Используемый факт: у ядра нет орбитальной степени свободы, а значит, нет связи первого порядка с зарядовым шумом, который держит фабричные точки на 99.04–99.56% [D][189]; но каждый вентиль всё равно проходит через электрон, у которого она есть. Ставка (табл. 8.3): самая долгая когерентность в твёрдом теле стоит процесса записи без фабрики.
Что ей нужно. Заполнены девять слоёв из десяти, по одной основной технологии в каждом, альтернативы — в слоях 3 и 5. Донор требует СТМ-размещения, потому что обмен между электронами доноров экспоненциально падает с расстоянием, и донор, смещённый на несколько нанометров, оставляет мёртвый регистр [G]. Обмен требует импульсов в основной полосе частот на затворах; считывание требует зарядового сенсора рядом с электроном; поверхностный код требует 2-D решётки, которую два регистра из четырёх и пяти ядер [D][192] не образуют. Два ребра заменяет — точка vs донор и фабрика vs СТМ — отделяют её от архитектуры квантовых точек; все остальные технологии общие. Слой 9 пуст: разводка архитектуры точек требует КМОП-кристалла-маршрутизатора и крио-КМОП-управления, которых здесь нет, так что большой массив был бы гибридом с архитектурой точек.
Где она стоит. Одна машина, одно устройство: 11-qubit donor processor (Silicon Quantum Computing), продемонстрирована: девять ядерных кубитов ³¹P в двух регистрах с двумя электронными анциллами; электронный CROT 99.64% за 1.25 µs, 3.6×10⁻³ — лучшее в семействе среди устройств (§8.4, H2); однокубитные вентили до 99.99%; GHZ-состояния на восьми ядрах [D][192]. Ядерное эхо Хана достигает 660 ms [P][275]. Код не запускается; считывание неразрушающее, через электрон; управление — при комнатной температуре. Документированы 6 из 10 ячеек. SQC занимает место в QBI Stage B [65], [66]; её дорожная карта не датирует ни одной промежуточной вехи. Флаг: нет фабричного маршрута.
Исключения и заимствования. Одна машина не может проверить, как нарисована архитектура; SQC, не подходящая лучше ни к какой другой архитектуре, поправляет слой 4. Внутри регистра ядра связаны «все со всеми» через общий электрон — звезда, а не решётка; ближайшие соседи есть только между регистрами (слой 4 слишком узок). Ядерные вентили — повороты, обусловленные сверхтонким взаимодействием и возбуждаемые ESR и NMR, а не обменом, который служит только электронному CROT; управление в основной полосе частот исключает такое резонансное возбуждение, и архитектура несёт его как альтернативы — СВЧ / оптические спиновые вентили (g_mwspin) в слое 3 и комнатную электронику (ct_rt) в слое 5, — тогда как ячейки SQC фиксируют только обмен и управление в основной полосе частот. Ячейка разводки фиксирует отсутствующий слот, а не компонент (пробел данных: none). Партнёрство со SkyWater в ячейке производства — не фабричный маршрут: заявленная роль SkyWater — сверхпроводниковые резонаторы и упаковка [C][276], и с 31 июля 2026 она принадлежит IonQ [C][19]. Ни одна другая архитектура не использует донор или СТМ; кодирование на одиночном спине и управление в основной полосе частот повторяются на машинах центров окраски и на Majorana 1 (and Majorana 2).
Следующая проверка. К марту 2028 (§5.2 не называет донорной вехи): донорное устройство больше одиннадцати кубитов или распределение выхода размещения для автоматизированного паттернирования SQC — от часов до минут на устройство из 70 точек и сотни тысяч сформированных точек [C][277] — подтверждает, что шаг записи масштабируется; одиннадцать кубитов и ни одной цифры выхода к тому сроку понижают его до физического стенда. QBI Stage C стала бы первой независимой проверкой.
Что говорят строители. Silicon Quantum Computing делает ставку на чистоту и точность: её процессоры состоят только из атомов кремния и фосфора, что, по словам компании, снижает число ошибок переворота бита (bit-flip) [C][863]; атомы фосфора она размещает с точностью 0,13 нм и утверждает, что качество кубитов растёт по мере добавления новых [C][864]. Её 11-кубитный процессор из двух многоатомных регистров показал точность белловских состояний до 99,5 % как для соседних, так и для удалённых пар ядерных спинов [D][192]. В ноябре 2025 года SQC прошла во второй этап (Stage B) программы DARPA Quantum Benchmarking Initiative и обязалась составить подробный план исследований до 2033 года [C][865] — года, на который на её сайте назначены универсальные отказоустойчивые квантовые компьютеры [R][863].
Машины этой архитектуры (реестр: 1, из них 1 устройств, 1 с вентилями). Silicon Quantum Computing — 11-qubit donor processor (продемонстрирована, 11).
Ячеек вне слотов архитектуры нет — каждая ячейка каждой машины сидит в слоте архитектуры.
8.3.15 Спин-фотонные узлы — Спины центров окраски — узлы сети (NV/SiV/T) (defect)
Идея. Точечный дефект в алмазе (NV, SiV, SnV) или кремнии (T-центр) (defect) имеет спин-селективный оптический переход: его электронный спин испускает запутанный с ним фотон, а соседние ядерные спины под СВЧ-вентилями, обусловленными сверхтонким взаимодействием (g_mwspin), хранят небольшую память. Эти узлы из нескольких кубитов соединяют фотоны с оповещением (heralded, ic_spinphoton), а не разводка на чипе. Ставка табл. 8.3 объединяет два замысла на одном носителе: NV-ускоритель при комнатной температуре и криогенные узлы сети. Оба отказываются от плотной решётки; для узлов тактом служит скорость канала связи, а не ошибка вентиля.
Что ей нужно. Собственные технологии требуют носителя — вентили его спинового регистра, флуоресцентное считывание его оптического перехода, канал связи — его спин-фотонного интерфейса, — а носитель требует кристаллической матрицы, единственная технология для которой — алмаз (fab_diamond). Пять технологий заимствованы: кодирование, считывание, управление в основной полосе частот, решётка со связью ближайших соседей, qLDPC-код. Две сталкиваются: код конфликтует с решёткой, ему нужны проверки степени 6, которые здесь даёт только оптический канал связи. Декодера нет (§7.6): код назван, но ничего не декодируется.
Где она стоит. Пять машин, пять устройств, ни одной двухкубитной ошибки (табл. 8.3). Крупнейшая, QC2026 Dual Core (SaxonQ, 10 кубитов на двух пятикубитных NV-ядрах), работала в рабочих условиях на Hannover Messe в апреле 2026 года — мобильная система при комнатной температуре без опубликованных ошибок [P][364]; четырёхкубитные установки SXQ4 компании SaxonQ поставлены (DLR, Fraunhofer IWU) [C][880]. Quoll / QB-QDK 2.0 (Quantum Brilliance) в эксплуатации: 6 кубитов в регистре, установки при комнатной температуре в Oak Ridge, без точности вентилей [C][278]. Entanglement First modules (Photonic Inc, QBI Stage B [65], [66]) телепортировали состояние в удалённый matter-узел по 30 км коммерческого волокна (февраль 2026), без скорости и точности [P][279]. Diamond-spin quantum computer prototype компании Fujitsu несёт центры SnV на фотонных схемах при −271.6 °C, без числа кубитов и точности, многомодульный — к 2027 [C][R][210]. Показатели отдельных узлов: ошибки вентилей NV ниже 0.1% [P], запутывание SiV на 35 км при ~1 Гц [D], постселектированный телепортированный CNOT на T-центрах [P] [208], [209].
Исключения и заимствования. Все три подходят сюда лучше всего; ни одна — целиком. Photonic соединяет «любой с любым» через оптический канал связи (∅G-optlink), который нужен её qLDPC-коду SHYPS, заявленному с 20-кратной экономией физических кубитов на логический [C][280]; у её кремниевой матрицы нет технологии (∅G-sicolour): слои 4 и 10 нарисованы слишком узко. У Quoll нет канала связи, кода и декодера, а её управление СВЧ и лазером не имеет технологии (∅G-nvroom): процессор на сетевой архитектуре — архитектура нарисована слишком широко. Прототип Fujitsu добавляет фабрику ФИС (фотонных интегральных схем, fab_pic), не указывает связность и разделяет пробел управления при 1.55 K: ранний гибрид. Только Photonic использует одноимённый интерфейс; спиновые вентили этой архитектуры (g_mwspin) повторяются как альтернатива слоя 3 в архитектурах квантовых точек и доноров.
Следующая проверка. По обзорам технологий (в §5.2 строки для дефектов нет) подтверждение к марту 2028 — безусловный межузловой вентиль выше 90%, канал связи с оповещением быстрее 1 kHz или скорость и точность канала связи у многомодульного прототипа Fujitsu. Понижение: каналы связи Photonic всё ещё без скорости и точности, а модули SnV — без числа кубитов на конец 2027; тогда сетевая ставка — технология повторителей и сенсорики; Quoll нужна собственная архитектура.
Что говорят строители. Fujitsu вместе с TU Delft и QuTech собрала работающий прототип на спинах в алмазе — центрах «олово — вакансия» (SnV) в фотонных интегральных схемах [C][210]; этот путь выбран ради оптической связи между модулями, а многомодульный прототип обещан к 2027 году [R][210]. Photonic считает, что спиновые кубиты на T-центрах в кремнии, связанные светом, дают высокую связность, эффективную коррекцию ошибок и совместимость с телеком-сетями [C][866]; в 2024 году компания выполнила телепортированный CNOT между кубитами в разных криостатах [C][867]. Quantum Brilliance ставит на центры «азот — вакансия» (NV), работающие при комнатной температуре и атмосферном давлении: по словам её гендиректора, именно это определяет, где можно ставить машины и кто сможет ими пользоваться [C][868]; Fraunhofer IAF купил её стоечный ускоритель QB-QDK2.0 [C][869].
Машины этой архитектуры (реестр: 5, из них 5 устройств, 5 с вентилями). SaxonQ — QC2026 Dual Core (продемонстрирована, 10), SXQ4 (в эксплуатации, 4); Fujitsu (with TU Delft and QuTech) — Diamond-spin quantum computer prototype (продемонстрирована); Photonic Inc. — Entanglement First modules (продемонстрирована); Quantum Brilliance — Quoll / QB-QDK 2.0 (в эксплуатации, 6).
Ячейки вне слотов архитектуры (7). Diamond-spin quantum computer prototype: L4 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Diamond-spin quantum computer prototype: L5 ∅G-nvroom (пробел Атласа — light, microwave and RF control of SnV spins; module operated at -271.6 °C (1.55 K)); Entanglement First modules: L4 ∅G-optlink (пробел Атласа — any-to-any optical link used as the connectivity layer, not only as interconnect; basis fo); Entanglement First modules: L10 ∅G-sicolour (пробел Атласа — Si-28 T-centre + silicon-photonics co-fabrication; no foundry node published; fab_diamond ); Quoll / QB-QDK 2.0: L5 ∅G-nvroom (пробел Атласа — room-temperature microwave drive + green-laser initialisation + optical readout; no cryoge); QC2026 Dual Core: L5 ∅G-nvroom (пробел Атласа — room-temperature optical initialisation and microwave control from a standard wall outlet,); SXQ4: L5 ∅G-nvroom (пробел Атласа — optical initialisation and microwave gates at room temperature (18–27 °C), mobile, no cryo).
8.3.16 Майорановская чётность — Топологические — тетрон (майорановские) (topo)
Идея. Четыре майорановские нулевые моды на двух задаваемых затворами проволоках InAs–сверхпроводник (majorana) хранят один кубит при фиксированной полной фермионной чётности (enc_parity, тетрон): Z и X — чётности разных пар мод. Вентилями были бы последовательности измерений чётности, считываемые по rf квантовой ёмкости (g_mbq, ro_qcap). Утверждается топологическая щель: при далеко разнесённых модах их расщепление экспоненциально падает с длиной проволоки, и чётность переворачивает только пришедшая квазичастица. Ставка табл. 8.3 — защита в самом устройстве вместо кода — это утверждение о существовании, ценой одних лишь клиффордовых вентилей и отсутствия запасного пути.
Что ей нужно. Одна цепочка, без альтернатив: вентиль требует проволок и считывания, поскольку каждый вентиль — измерение; кодирование — двух проволок на тетрон; считывание — квантовой ёмкости острова; проволоки — стека InAs–Pb из гетероструктур A3B5, выращенных молекулярно-лучевой эпитаксией (МЛЭ, fab_mbe), беспорядок которого может имитировать майорановские сигнатуры. Нет ни ребра заменяет, ни ребра конфликтует: без соперника в каком-либо слое один отказ обрывает архитектуру. Код, декодер и межсоединение пусты (§7.6); Floquet- или measurement-based код ждёт продемонстрированного кубита. Вентиль — пустой слот: специфицирован с 2008 года, ни разу не приведён в действие.
Где она стоит. Две машины, ни одного устройства: Majorana 1 и Majorana 2 (Microsoft), обе оспариваемые, 5/30 в §2.7 [D]. Измерено: считывание чётности одной проволоки с ошибкой присвоения 1% — само по себе не доказательство майорановских мод, как отметила редакция [D][13], [214]; времена жизни чётности Z- и X-петель тетрона 12.4 ms и 14.5 µs, проверка последовательности X–Z отложена [P][20]; ~20 с — время переключения чётности InAs–Pb в одной проволоке одного тетрона, названное в блоге Microsoft временем жизни кубита [P][21][C][215]. Нет ни плетения, ни X-измерения на Majorana 2, ни двухкубитной операции. Nature Matters Arising оспаривает топологическую интерпретацию, ответ ничего не уступает [D][22], [23]; независимый кубит чётности QuTech на цепочке Китаева имеет лишь ограниченную защиту [P][217].
Исключения и заимствования. Вне слотов — ничего: машина занимает все семь технологий и не подходит ни к какой другой архитектуре — слабое свидетельство: архитектура нарисована вокруг неё; одна машина не может проверить её ширину. Показателен пробел кода (∅G-pathcode): собственным геометрическим кодам Microsoft нужна связность «все со всеми», которую даёт её продукт на нейтральных атомах (§3.3) и не даёт задуманная решётка тетронов. Из собственных технологий переносится только МЛЭ: Belenos и Lucy (Quandela) в архитектуре фотоники на основе слияний (fusion) выращивают с её помощью источники фотонов на квантовых точках.
Следующая проверка. По §5.2 время жизни X-чётности, близкое к времени жизни Z, или любая двухкубитная запутанность подтверждает; ни того ни другого к концу 2027 — понижает. С 22 сентября 2026 оценивающие стороны DARPA имеют доступ на месте к системе Majorana 2 в исследовательском центре Microsoft в Мэриленде — доступ, а не результат [C][219]. Ожидание: к марту 2028 — отношение времён жизни X/Z ниже 10² (сейчас ~10³ [20]) или совместное измерение чётности на двух тетронах, подтверждённое DARPA; без того и другого тетрон — результат материаловедения, а не архитектура.
Что говорят строители. Microsoft считает топологические кубиты подходящими для коррекции ошибок благодаря изначально низкому уровню ошибок, малому размеру и цифровому управлению [C][215] и представила Majorana 1 как восемь кубитов на кристалле, рассчитанном на масштабирование до миллиона [C][870]. Заменив алюминий свинцом в тетронах (кубитах из двух сверхпроводниковых нанопроводов с майорановскими модами на концах), компания в препринте сообщает о времени жизни чётности около 20 секунд, в отдельных случаях до минуты [P][21]. Опираясь на это, она вдвое сократила свой график и теперь рассчитывает получить масштабируемый практический квантовый компьютер к 2029 году, не называя числа кубитов [R][215]. В сентябре 2026 года Microsoft предоставила DARPA полный доступ к своей системе Majorana 2 на месте для независимой проверки [C][219].
Машины этой архитектуры (реестр: 2, из них 0 устройств, 0 с вентилями). Microsoft — Majorana 1 (прочее), Majorana 2 (прочее).
Ячейки вне слотов архитектуры (1). Majorana 1: L7 ∅G-pathcode (пробел Атласа — empty L7 on topo architecture; MS 4D geometric codes [[96,6,8]] need all-to-all, not a tet).
8.3.17 Потоковый отжигатель — Квантовый отжигатель — потоковые кубиты (anneal)
Идея. Тысячи потоковых кубитов на ВЧ-СКВИД (fluxq) служат программируемыми изинговскими спинами: незатухающий ток петли, в одну или другую сторону, и есть спин; индуктивные элементы связи задают взаимодействия; чип непрерывно эволюционирует (g_anneal) от основного состояния в поперечном поле к основному состоянию запрограммированной задачи. Задача статична: смещения удерживаются на чипе, ответ защёлкивается как биты. Ставка табл. 8.3 — специализированный масштаб сейчас — это размен: число кубитов и связность в обмен на вентили, логические кубиты и любой путь к отказоустойчивости.
Что ей нужно. Кубиты, многослойная разводка длинных элементов связи (cx_lr) и потоковые ЦАП на быстрой одноквантовой логике (БОК, ct_fluxdac) — все требуют одного сверхпроводникового процесса (fab_sc). Считывание (ro_fluxro) требует кубитов и ЦАП: квантовый параметрон потока защёлкивает ток каждого кубита, сдвиговые регистры на чипе выносят бит наружу. Статические смещения позволяют ЦАП управлять «десятками тысяч кубитов и элементов связи всего по 200 проводам смещения» [C][281]. Пустые слои означают: нет кодирования — значит, кубит есть член гамильтониана, а не память; нет считывания во время отжига — значит, нет синдрома для кода или декодера. Ошибки никогда не обнаруживаются, только усредняются по выборкам: больше кубитов покупает большие задачи, а не лучшие ответы.
Где она стоит. Четыре машины, три устройства, 18 из 42 ячеек документированы (табл. 8.1), вентилей нет. Advantage2 (D-Wave, май 2025; 4 400+ кубитов, связность Zephyr 20, 12.5 кВт [C][220]) приходит на смену Advantage (2020); Advantage3 — система на 20 000 кубитов к 2029 году на пути к 100 000 кубитам к 2031-му — названный следующий отжигатель D-Wave [R][15]. Результат D-Wave «beyond-classical» по спиновым стёклам (Science, март 2025) в течение недель был существенно размыт тензорно-сетевыми и вариационными методами [D][221]–[223]; D-Wave настаивает, что её крупнейшие экземпляры остаются невоспроизведёнными [P][224]. AQPU компании Qilimanjaro — аналоговый флаксониевый отжигатель на 10 кубитов — введён в строй в Барселонском суперкомпьютерном центре 28 мая 2026 года без опубликованного бенчмарка [C][872]. §2.8 даёт оценки лишь по E 4 и F 2; выручка H1-2026 упала на 67% [C][15]–[17]; соглашение CHIPS (до $100 млн, 8 сентября 2026) финансирует работу над 100 000-кубитным отжигателем и системой вентильной модели [C][R][91].
Исключения и заимствования. Ни одна ячейка не выпадает из слотов; все машины подходят сюда лучше всего. Обе машины Advantage указывают альтернативой дисперсионное считывание (ro_disp), которое, по карте, заменяет защёлку потока: резонаторы по периметру читают биты сдвиговых регистров после защёлки, так что оба стоят последовательно — гибрид, а не соперники. Ячейки элементов связи и ЦАП у Qilimanjaro выведены, считывание не раскрыто: пробел данных. Заимствования идут наружу: D-Wave gate-model dual-rail system берёт потоковые ЦАП как альтернативу, а IBM Quantum Loon и его преемники используют длинные элементы связи для проверок qLDPC.
Следующая проверка. В §5.2 строки отжига нет; её место занимает дорожная карта D-Wave. Её 20 000-кубитная система на 2029 и 100 000 кубитов к 2031 [R][15]–[17] опираются на «сверхпроводниковые технологии межсоединений» для «многочиповых структур» [C][15]–[17] — слой, который архитектура оставляет пустым. Подтверждение к марту 2028: многочиповый отжиг с элементами связи через границы чипов или заявление beyond-classical, выдержавшее год классических опровержений. Понижение: ни того ни другого к этому сроку, а Advantage3 сдвинут или отменён.
Что говорят строители. Advantage2 компании D-Wave содержит более 4400 кубитов, каждый из которых связан с 20 другими, чтобы в машину помещались более крупные задачи [C][220]. D-Wave утверждает, что прототип Advantage2 за минуты смоделировал магнитные материалы, на что классическому суперкомпьютеру понадобился бы почти миллион лет; результат опубликован в Science [D][871]. Компания планирует многочиповый Advantage3: 20 000 кубитов в 2029 году и 100 000 к 2031-му [R][15], с новой схемой ввода-вывода, которой нужно не более чем на 20 % больше линий, чем нынешней машине на 4500 кубитов [C][15]. Qilimanjaro строит аналоговые процессоры на кубитах-флаксониумах, которые, по её словам, изначально устойчивы к ошибкам и полезны ещё до появления отказоустойчивости; первый, на 10 кубитов, работает в Барселонском суперкомпьютерном центре, ещё два поколения ожидаются в 2026 и 2027 годах [C][872].
Машины этой архитектуры (реестр: 4, из них 3 устройств, 0 с вентилями). D-Wave Quantum — Advantage3 (запланирована, 20 000), Advantage (в эксплуатации, 5 000), Advantage2 (в эксплуатации, 4 500); Qilimanjaro Quantum Tech — Qilimanjaro AQPU (Adiabatic Quantum Processing Unit) at BSC (в эксплуатации, 10).
Ячейки вне слотов архитектуры (7). Advantage: L7 ∅G-qac (пробел Атласа — quantum annealing correction (penalty-repetition encoding) on up to 1 322 logical qubits o); Advantage2: L7 ∅G-qac (пробел Атласа — penalty-spin and stacked quantum annealing correction on Advantage2_system1.10 (sweep 7 Oc); Advantage3: L4 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Advantage3: L9 Многокристальные модули / l-couplers (один криостат) (ic_mcm, основная вне слотов архитектуры); Qilimanjaro AQPU (Adiabatic Quantum Processing Unit) at BSC: L4 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Qilimanjaro AQPU (Adiabatic Quantum Processing Unit) at BSC: L5 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию; Qilimanjaro AQPU (Adiabatic Quantum Processing Unit) at BSC: L6 undisclosed там, где архитектура ожидает технологию.
8.4 Тренды — шесть гипотез, проверенных по реестру
Каждая гипотеза — фальсифицируемое утверждение о популяции; проверка — вычисление, названное рядом с ней и выполняемое сборкой по текущим строкам реестра по правилу, напечатанному вместе с проверкой; вердикт — подтверждена, подтверждена частично или не подтверждена, с размером выборки. На чём стоит каждый вердикт и что его опрокинуло бы — в §8.7. Формулировка и правило гипотезы замораживаются, когда издание получает штамп выпуска; изменённое утверждение получает новый номер, а старое отзывается, но не переписывается, — чтобы история вердиктов в конце этого раздела, по строке на издание с размером реестра рядом, показывала, как вердикт дрейфует с ростом реестра.
H7 и H8 — доля анонсов по когортам и технологии, общие для семейств, — сняты: §8.1 описывает и то и другое как факты популяции, а их прежние вердикты остаются в истории вердиктов в конце этого раздела.
H1 — Число физических кубитов ушло к атомам; сверхпроводниковые квантовые компьютеры больше не соперничают числом.
Проверка. Медиана физических кубитов по семействам для всех устройств и для устройств с вентилями (102 из 131; аналоговые симуляторы, массивы без запутывающего вентиля и однокубитные стенды исключены); крупнейшее устройство с бенчмарком вентиля по семействам (39 устройств имеют опубликованную цифру вентиля), по используемым кубитам; медианы по когортам для двух крупнейших семейств.
таблица
| Семейство | Устройства: медиана кубитов (n) | С вентилями: медиана кубитов (n) | Крупнейшее устройство с бенчмарком вентиля (используемых кубитов) | Крупнейшее устройство любого рода |
|---|---|---|---|---|
| нейтральные атомы | 256 (11) | 140 (7) | Phoenix (Gen-1) and Gen-2 — 1 180 | 6 100-qubit tweezer array — 6 100 |
| сверхпроводниковые схемы | 53 (71) | 60 (60) | IBM Quantum Osprey — 413 | IBM Quantum Condor — 1 121 |
| ионы в ловушках | 30 (19) | 30 (17) | Helios — 98 | 2-D site-resolved ion simulator — 512 |
| фотоника | 12 (4) | 12 (3) | — | Lucy — 12 |
| полупроводниковые спины | 11.5 (6) | 11.5 (6) | HRL exchange-only silicon spin processor (18 EO qubits from 54 quantum dots) — 18 | HRL exchange-only silicon spin processor (18 EO qubits from 54 quantum dots) — 18 |
Результат. Атомы впереди в ×4.8 по всем устройствам и в ×2.3 по устройствам с вентилями. Медианы по когортам (с вентилями; n в скобках) — сверхпроводниковые схемы: 2021 40 (6), 2022 52.5 (4), 2023 75 (6), 2024 105 (13), 2025 36 (19), 2026 49 (12); нейтральные атомы: 2023 1 180 (1), 2024 140 (1), 2025 180 (4), 2026 20 (1). Вердикт: подтверждена. Лидерство атомов по числу реально среди процессоров и много больше среди массивов ловушек: машины на тысячи кубитов — это массивы, которые пока не выполняют запутывающий вентиль, тогда как крупнейший пинцетный процессор с бенчмарком вентиля и крупнейшая трансмонная решётка отличаются в считанные разы. Медианы когорт движутся вместе с тем, кто входит в реестр в данном году (малые первые чипы новых участников), а не с лидерами, и слишком тонки по когортам, чтобы нести тренд сами по себе.
H2 — Двухкубитная ошибка сходится у трёх больших семейств по медиане, а лучшее единичное число остаётся у ионов.
Проверка. Медиана и лучшее значение err_2q_median по устройствам каждого семейства, исключая рекордные пары, цели и демонстрации компонентов. Результат. сверхпроводниковые схемы: медиана 4.4×10⁻³, лучшее 1.0×10⁻³ (Origin Wukong-180 (4th gen)) (заявлено), n = 21; ионы в ловушках: медиана 2.5×10⁻³, лучшее 7.9×10⁻⁴ (Helios), n = 6; нейтральные атомы: медиана 8.0×10⁻³, лучшее 5.0×10⁻³ (448-atom fault-tolerant processor), n = 3; полупроводниковые спины: медиана 5.0×10⁻³, лучшее 3.0×10⁻³ (HRL exchange-only silicon spin processor (18 EO qubits from 54 quantum dots)), n = 2. Разброс трёх больших медиан — ×3.2. Вердикт: не подтверждена. Сходимость медиан при сохраняющемся разрыве в лучших значениях — то, чего ждёшь, когда медиану задают многочисленные машины второго ряда, а лучшее — несколько лабораторий, десятилетие работающих на одной платформе. Вердикт описывает один снимок реестра; сходятся ли медианы дальше — вопрос к когортам следующего издания, а не к этому.
Классы сравнимости. Прочитанная в своём классе — протокол, охват, статистика, обусловленность (таблица классов реестра) — двухкубитная цифра сравнима лишь с цифрами того же класса. Устройства с цифрой одного класса (именованный протокол, измерение одновременно, слоем или в цикле кода, без отбора; в скобках — с допуском изолированных пар): сверхпроводниковые схемы 8 (13); ионы в ловушках 1 (4); нейтральные атомы 1 (1); фотоника 0 (0); полупроводниковые спины 0 (1); спины дефектов 0 (0); топологические 0 (0); квантовый отжиг 0 (0). 13 цифр реестра — суррогаты (панели вендоров, заявления, точности белловских состояний, постселектированные и однопарные значения), которых не допускает ни один класс. Пяти таких устройств достигает только сверхпроводниковые схемы, поэтому сравнение, которое делает эта гипотеза, непроверяемо при согласованном по классам разрешении; вердикт выше опирается на смешанные цифры реестра, как предписывает замороженное правило, а утверждение с ограничением по классам — гипотеза следующего издания.
H3 — Управление остаётся внешним: интегрированное управление — меньшинство, ограниченное спинами, отжигом и несколькими ловушками; ни одно сверхпроводниковое устройство от 100 кубитов не формирует СВЧ-сигналы внутри криостата — смещение потока от крио-КМОП при 4 K работало в гибриде с комнатным СВЧ на 156 кубитах (Heron r2, март 2026).
Проверка. Поле реестра control_placement, классифицированное как электроника при комнатной температуре, оптика, интегрированное (микроволны на чипе, крио-КМОП, БОК-логика, потоковые ЦАП, 4 K) или не раскрыто; интегрированный класс по семействам; сверхпроводниковые устройства ≥ 100 кубитов с криогенным управлением не в статусе демонстрации. Результат. Внешнее 82 из 110 машин криогенных семейств (сверхпроводники, спины, топологические, отжиг); интегрированное 20 (сверхпроводниковые схемы 4, ионы в ловушках 7, полупроводниковые спины 6, квантовый отжиг 3), из них криогенное 13; сверхпроводниковых устройств ≥ 100 кубитов с криогенным управлением не в статусе демонстрации: 0. Вердикт: подтверждена. Атрибут, который карта считает медленно меняющимся (§7.2: размещение управления), медленно меняется и в реестре: интегрированный класс есть там, где его вынуждает физика — потоковые ЦАП у отжига, КМОП рядом с КМОП-спинами, микроволновые электроды в планарных ловушках, — а в остальном это план.
H4 — Запуск кода на железе становится входным билетом: доля новых машин, которые это сделали, растёт по когортам, и замкнутое декодирование следует за ней.
Проверка. Машины хотя бы с одним кодом в таблице кодов реестра, по когортам 2023–2026; машины, у которых декодирование замкнуто в цикле. Правило. Подтверждено, если доля по когортам растёт монотонно и не менее десяти машин декодируют в цикле; частично — если доля последней когорты выше первой или не менее пяти машин декодируют в цикле. Результат. 68 из 184 машин указывают код — 53 из них устройства, которые его запускали, 11 — анонсированные или планируемые машины, чья дорожная карта его называет, 4 — демонстрации компонентов или строки со статусом «прочее» (сверхпроводниковые схемы 42, ионы в ловушках 12, нейтральные атомы 6, фотоника 2, полупроводниковые спины 2, спины дефектов 1, топологические 1, квантовый отжиг 2); доля по когортам 2023 29 % (5/17), 2024 27 % (7/26), 2025 40 % (21/52), 2026 30 % (16/53); декодирование в цикле (результат декодера действует внутри прогона): 4 (Aurora, Rigetti Ankaa-2, System Model H1 (H1-1), System Model H2 (H2-1, H2-2)); декодер в реальном времени без обратной связи, замкнутым циклом не считается: 1 (Willow). Вердикт: подтверждена частично. Доля растёт, но не монотонно, и цикл замкнут на считанных машинах: входной билет — демонстрация кода, а не декодер в такте.
H5 — Модульность — это дорожная карта, а не машина: связь между модулями — самое редкое, что есть в реестре.
Проверка. Основные ячейки слоя межсоединений (таблица 8.2): машины вовсе без межсоединения (none), со сборкой или разводкой внутри одного модуля без связи, с нераскрытой связью, со связью, для которой у карты нет технологии, и со технологией связи между модулями. Результат. Без межсоединения 139 из 184 (76 %); только сборка или разводка внутри модуля — 16; не раскрыто — 10; пробел Атласа — 1; технологию связи между модулями несут 18 машин (сверхпроводниковые схемы 11, ионы в ловушках 3, фотоника 2, спины дефектов 1, квантовый отжиг 1) — у 166 из 184 (90 %) связи между модулями нет. Больше всего ячеек none в слое «Межсоединение» (139). Вердикт: подтверждена. Это снимок реестра, а не тренд: каждая дорожная карта, доходящая до тысяч кубитов, предполагает связь между модулями; реестр держит её на 18 машинах, из них 6 — устройства, 10 — анонсированы или планируются, 2 — демонстрации компонентов или строки со статусом «прочее». Слой, куда архитектура должна прийти, — слой, где её меньше всего было.
H6 — Где дорожная карта не дотягивает до целевого алгоритма, её дефицит по логической ошибке больше дефицита по кубитам.
Проверка. Таблица осуществимости дорожных карт реестра (16 карт × целевые алгоритмы): вердикты и для каждого вердикта SHORT — размер дефицита по кубитам и по ошибке (каждый — множитель; дефицит, заданный диапазоном, считается по среднему геометрическому). Правило. Подтверждено, если в семи строках SHORT из десяти дефицит по ошибке больше дефицита по кубитам или единственный; частично — при пяти из десяти. Результат. FEASIBLE 23, NOT EVALUABLE 40, SHORT 65; из 65 вердиктов SHORT 49 количественно дают оба дефицита, и в 48 из них дефицит по ошибке больше, 5 несут только дефицит по ошибке, 11 — только по кубитам, 0 — ни того ни другого; медианный дефицит по кубитам ×7, по ошибке ×1 000. Вердикт: подтверждена. Число кубитов — собственная валюта дорожных карт, и её они закладывают щедро, так что дефицит по кубитам — малый множитель; логическая ошибка на операцию и число вентилей целевого алгоритма — то, где те же карты промахиваются на один–восемь порядков.
История вердиктов — по строке на издание
| Издание | Машин | Устройств | Ячеек свидетельств (проверено) | H1 | H2 | H3 | H4 | H5 | H6 | H7 | H8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2026.09 | 182 | 125 | 1 986 (44 %) | подтверждена | подтверждена | подтверждена | частично | подтверждена | подтверждена | подтверждена | нет |
| текущий реестр | 184 | 131 | 2 006 (44 %) | подтверждена | нет | подтверждена | частично | подтверждена | подтверждена | перенесена в §8.1 | перенесена в §8.1 |
Строка пишется сборками своего издания и замораживается, когда издание получает штамп выпуска; вердикт, сменившийся между изданиями, перепроверяется отдельно на старых и на новых строках, и примечание строки называет причину — новые машины, переоценённые ячейки или перекроенная карта. Строка текущий реестр содержит вердикты по сегодняшним строкам реестра, пока следующее издание не получит собственную строку.
8.5 Прогнозы — что предсказывает реестр и как их оценит следующее издание
Гипотеза говорит, что показывает реестр; прогноз предсказывает, что покажет следующий реестр. Каждый прогноз ниже называет свой индикатор, его значение сегодня, ожидаемое значение через год (сентябрь 2027) и через два (сентябрь 2028), основание — историческую серию, собственные анонсы реестра или и то и другое — и уверенность; формулировка замораживается, когда это издание получает штамп выпуска (data/forecast-ledger.json, хранимый под своим изданием), и издание, дошедшее до даты, оценивает её по этому замороженному тексту; новый прогноз получает новый номер. Уверенность ограничивают две вещи: серии коротки (пять–восемь годовых точек) и датированы пресс-релизами, так что прогнозы направленные, с диапазонами, а не точечные; и анонсы дисконтированы — строки реестра с пометкой «не поставлена» или «так и не поставлена» (IBM Quantum Condor, IBM Quantum Flamingo (l-coupler proof of concept), IBM Quantum Kookaburra, IQM Halocene), напоминают, что анонсированная машина — это прогноз, а не устройство.
Таблица 8.5 — реестр прогнозов (оценивается через год и через два)
| # | Индикатор | Сегодня (2026.09) | Ожидание к 2027.09 | Ожидание к 2028.09 | Основание | Уверенность | Опровергнуто, если |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| F1a | крупнейшее сверхпроводниковое устройство с бенчмарком вентиля (используемых физ. кубитов) | 413 (без изменений с 2022) | ≤ 1 121 (устройство с бенчмарком вентиля крупнее 413 не поставлено; базой издания 2026.09 был 1 121 — Condor, с тех пор отнесённый к демонстраторам масштаба, а 433-кубитный Osprey считается по 413 используемым кубитам) | ≤ 1 500; единственный путь выше — первая многомодульная решётка класса Kookaburra | серия фронта 2019 53, 2021 127, 2022 413, 2023 413, 2024 413, 2025 413, 2026 413; анонсировано выше фронта: Fujitsu >10 000 physical / ~250 logical (STAR) — 10 000 (2025); QuantWare Bass-A10K (VIO-40K) — 10 000 (2025); Fujitsu 1 000-qubit machine — 1 000 (2026); OQC TITAN — 2 000 (2028) | высокая | сверхпроводниковое устройство с бенчмарком запутывающего вентиля более чем на 1 121 используемый кубит в реестре 2027.09 |
| F1b | крупнейшее нейтрально-атомное устройство с бенчмарком вентиля (используемых кубитов) | 1 180 (без изменений с 2023) | 1 180–1 300: один анонсированный кандидат выше фронта в пределах года (см. основание); шансы примерно равные | 1 300–3 000: планы на 10 000 кубитов датированы 2028 годом и дисконтированы до трети заявленного по истории поставок в реестре | серия фронта 2023 1 180, 2025 1 180; анонсировано выше фронта: Magne — 1 225 (2026); Libra — 10 000 (2028) | средняя | пинцетный процессор с вентилями более чем на 3 000 кубитов к 2028.09 — или ни одного выше 1 180 к тому времени |
| F1c | крупнейшее ионное устройство с бенчмарком вентиля (используемых кубитов) | 98 (2025) | 180–260: историческое ×1.37/год даёт ≈185 к 2027; первая анонсированная система выше него ограничивает диапазон значением 260 | 200–400 | серия фронта 2020 20, 2022 30, 2023 56, 2024 56, 2025 98 — семейство, чей фронт рос последним (2023, 2025); анонсировано: Superion 256 — 256 (2026); NFQC-1k — 1 000 (2026); IonQ Superion 10K — 10 000 (2026) | средняя | ионное устройство с запутывающими вентилями более чем на 260 кубитов к 2027.09 — или фронт всё ещё на 98 |
| F2 | лучшая двухкубитная ошибка по семействам (устройства; рекордные пары исключены) и медиана семейства | сверхпроводниковые схемы 1.0×10⁻³ / медиана 4.4×10⁻³; ионы в ловушках 7.9×10⁻⁴ / медиана 2.5×10⁻³; нейтральные атомы 5.0×10⁻³ / медиана 8.0×10⁻³ | сверхпроводниковые схемы ≈ 7.7×10⁻⁴; ионы в ловушках ≈ 7.2×10⁻⁴; медианы ≈ 2–3×10⁻³ у трёх больших семейств | сверхпроводниковые схемы ≈ 6.0×10⁻⁴; ионы в ловушках ≈ 6.9×10⁻⁴; первая медиана семейства ниже 2×10⁻³ | серии фронта сверхпроводниковые схемы: 2019 6.0×10⁻³, 2021 5.2×10⁻³, 2022 5.2×10⁻³, 2023 2.5×10⁻³, 2024 1.5×10⁻³, 2025 1.5×10⁻³, 2026 1.0×10⁻³ (×1.29/год); ионы в ловушках: 2020 1.0×10⁻³, 2022 1.0×10⁻³, 2023 1.0×10⁻³, 2024 1.0×10⁻³, 2025 7.9×10⁻⁴ (×1.05/год); медиана отстаёт от фронта на сверхпроводниковые схемы 3 г., ионы в ловушках 6 г., нейтральные атомы 1 г. (год, когда фронт впервые достиг сегодняшней медианы) | средняя | фронт семейства, не улучшившийся два издания подряд, или медиана, улучшающаяся быстрее, чем фронт тремя годами ранее |
| F3 | машины, указывающие код (запущенный или названный в дорожной карте); декодеры в цикле | 68 / 4 | ≥ 55 машин с кодом (накопленная серия по годам когорт 2022 13, 2023 18, 2024 25, 2025 46, 2026 62; 6 планируемых машин с датами после 2026 вне серии); 6–8 в цикле | ≥ 65 с кодом; 8–12 в цикле (11 машин заявляют декодирование в реальном времени как план: Apollo, IBM Quantum Blue Jay, IBM Quantum Cockatoo, IBM Quantum Kookaburra, IBM Quantum Starling, IQM Halocene, Libra, Magne, Sol, Superion 256, neutral-ytterbium QPU; рабочее допущение — половина в срок) | накопленное число машин с кодом по когортам (×3.4 с 2023 по 2026) и строки реестра с планируемым декодированием | средняя | менее 52 машин с кодом или менее 6 замкнутых циклов в 2027.09 |
| F4 | устройства с продемонстрированной технологией связи (слой межсоединений) | 6 (сверхпроводниковые схемы 3, ионы в ловушках 1, фотоника 1, спины дефектов 1) | 9–12: из 10 анонсированных машин, называющих связь (Fujitsu >10 000 physical / ~250 logical (STAR) (2025), QuantWare Bass-A10K (VIO-40K) (2025), D-Wave gate-model dual-rail system (2026), IBM Quantum Kookaburra (2026), Superion 256 (2026), IBM Quantum Cockatoo (2027), Advantage3 (2029), Apollo (2029), IBM Quantum Starling (2029), IBM Quantum Blue Jay (2033)), кандидаты — датированные 2025–2026 | 12–18; доля пробелов межсоединения опустится ниже 85 % только с приходом многомодульных сверхпроводниковых решёток | анонсированные строки реестра со связью, дисконтированные по истории поставок; историческая серия слишком коротка для экстраполяции | низкая | менее 9 устройств со связью в 2027.09 — или более 12 |
| F5 | машины с интегрированным управлением; сверхпроводниковые устройства ≥ 100 кубитов с криогенным управлением | 20 / 0 | ≤ 25 / 0: кандидаты — демонстрации и заявления (IBM Quantum Heron r2, OQC GENESIS, OQC Toshiko, QuantWare Bass-A10K (VIO-40K), foundry 8-qubit array); крио-КМОП IBM запланирован вместе со Starling (2029) | ≤ 30 / 0–1 | механизм H3: интеграция происходит там, где её вынуждает физика (спины, отжиг, поверхностные ловушки), и остаётся планом в остальном; поле размещения управления в реестре перечисляет планы | высокая | сверхпроводниковое устройство ≥ 100 кубитов с серийным криогенным управлением до 2028.09 |
| F6 | контрольные точки дорожных карт, которые реестр сможет оценить к 2028 | 4 карт с датами 2025–2028: Nord Quantique — nordquantique-2029 (2028-2029), OQC — oqc-titan (2028), PsiQuantum — psiquantum-2033 (2028-2033), QuEra — quera-phase3 (2026-2028) | точки, датированные 2026–2027, оцениваются; по распределению H6 (53 из 65 вердиктов SHORT — по ошибке или вентилям) ожидание таково, что они промахнутся по бюджету ошибок, а не по кубитам | оцениваются точки 2028 года; как минимум две из трёх промахиваются по логической ошибке на операцию | вердикты реестра об осуществимости дорожных карт и их даты | средняя | датированная точка, выполненная одновременно по кубитам, ошибке и бюджету вентилей |
Как читать реестр прогнозов. Надёжна форма, а не цифры: фронт числа кубитов у двух крупнейших семейств не двигался годами, тогда как анонсированный фронт лежит на порядок выше (F1); фронт ошибок улучшается в ×1.05 (ионы в ловушках) — ×1.29 (сверхпроводниковые схемы) в год, где в серии больше двух точек, а медианы доходят до значения фронта с отставанием в годы (сверхпроводниковые схемы 3, ионы в ловушках 6, нейтральные атомы 1) (F2); кривые принятия — коды на железе, связи, интегрированное управление — задаются поставкой машин, которые реестр уже числит запланированными, с дисконтом на то, как часто такие строки сползали (F3–F5). Чего реестр прогнозов не может — датировать отдельную машину; что может — оказаться неправым публично, одним изданием позже.
8.6 Куда идёт архитектура
Из шести гипотез 4 подтверждены, 1 — частично, 1 — нет. От числа кубитов — к закодированным кубитам и связям. Три слоя, чаще всего пустые у машины, — код, декодер и межсоединение: без технологии или с нераскрытой у 64 %, 80 % и 81 % машин — это слои, которые должна заполнить каждая отказоустойчивая дорожная карта (H4, H5, H6): следующее поколение квантовых компьютеров будут судить по логической ошибке на цикл и по связи между модулями, а не по числу (H1). Разделение ролей между семействами, а не победитель. Крупнейшие устройства — массивы пинцетов, лучший вентиль — ионная ловушка, самый быстрый такт — трансмонная решётка; медианы перестают сходиться, когда каждая цифра читается в своём классе сравнимости (H2), крайние значения остаются врозь; железо делится только между родственными семействами, а коды и декодеры пересекают все границы (§8.1) — и дорожные карты предполагают много модулей, соединённых связями, а не один разросшийся модуль (H5). Медленная переменная — управление. Интегрированное управление — необходимость там, где его вынуждает физика, и план в остальных местах (H3); атрибут размещения на карте сдвинется последним. Связывающее ограничение — бюджет ошибок. Дорожные карты не дотягивают и по кубитам (медиана ×7), но куда сильнее по ошибке (×1 000) (H6), поэтому машины, которые важны дальше, — те, что сдвигают логическую ошибку на операцию, каково бы ни было их число кубитов.
8.7 Проверка и границы
Таблица 8.7 — на чём стоит каждый вердикт
| Гипотеза | Вердикт | Выборка | Применённые фильтры | Уровень доказательности входов | Что его опрокинуло бы |
|---|---|---|---|---|---|
| H1 | подтверждена | 102 устройств с вентилями | статус ∈ {в эксплуатации, продемонстрирована, выведена}; без флагов цели/компонента/аналога/без вентиля | поле реестра physical_qubits_num (для большинства машин — уровень прессы) |
медиана другого семейства по устройствам с вентилями выше атомной или крупнейшее устройство с вентилями не у атомов |
| H2 | не подтверждена | сверхпроводниковые схемы 21, ионы в ловушках 6, нейтральные атомы 3, полупроводниковые спины 2 | устройства; исключены рекордные пары, цели и компоненты | поле реестра err_2q_median (уровень статьи, где цитируется рисунок, иначе пресса) |
медиана семейства дальше ×2 от остальных или лучшее значение не у ионов |
| H3 | подтверждена | 184 | нет (все строки); условие ≥ 100 кубитов — по устройствам | ячейки слоя управления: 45 % ✅ (82/184) | интегрированное управление более чем у 30 % машин или сверхпроводниковое устройство ≥ 100 кубитов с криогенным управлением |
| H4 | подтверждена частично | 148 машин в когортах 2023–2026 | когорта = год даты статуса | ячейки слоя кода: 39 % ✅ (71/184) | падающая доля на трёх когортах или десять машин с декодером в цикле |
| H5 | подтверждена | 184 | только основные ячейки; none, undisclosed, пробел и сборка внутри модуля считаются «нет связи» | ячейки слоя межсоединений: 25 % ✅ (46/184) | связи между модулями у четверти машин |
| H6 | подтверждена | 128 строк карта × алгоритм | вердикт = SHORT | таблица реестра roadmap-feasibility (цели, как опубликованы вендорами) |
дефицит по ошибке больше дефицита по кубитам менее чем в половине строк SHORT |
Границы. Когорта — год даты статуса в реестре, смешивающий первый запуск, общую доступность и последнюю веху; классификаторы — строковые правила над свободным текстом, напечатанные в начале build/machines_chapter.py, чтобы рецензент мог возразить правилу, а не числу; популяция — реестровая, с перекосом к машинам, у которых есть документ на английском языке. 22 машин не имеют ни одной подтверждённой ячейки (только пресс-релизы) и входят в подсчёты на уровне прессы: 70-qubit ion quantum computer (FIAN / Rosatom roadmap), 72-qubit neutral-atom (Rb) quantum computer prototype (50 qubits in Dec 2024), Alloy Pioneer (Quobly), Fujitsu 1 000-qubit machine, Groove Quantum 18-qubit germanium spin processor, Haituo (Quafu platform), Hanyuan-1, Hanyuan-2, Hitachi x Intel 18A spin programme, IBM Quantum System One, Ehningen, IBM Quantum System Two at Amaravati Quantum Valley Tech Park, IBM Quantum System Two, Donostia-San Sebastian, Infleqtion Illinois neutral-atom quantum computer (IQMP, Chicago), KRISS 50-qubit-class superconducting system, KRISS domestic superconducting QPU, Lucy, Qinghe-1 (Qinghe No. 1, 清河一号), Quantum Spain quantum computer at BSC, Quantum X Labs neutral-atom platform (50+ qubits, claimed), RIKEN RQC-Fujitsu 64-qubit superconducting quantum computer, Rigetti Ankaa-3, Tianyan-504 / "Xiaohong" chip. Каждая гипотеза перепроверяется при каждой сборке; вердикт, изменившийся между изданиями, — сам по себе результат и будет отмечен в списке изменений.
הטקסט בעברית נטען…
BRTechnology briefs
Every technology on the map has a brief, and the depth of each one follows the technology's centrality in the graph — how many platform families and architectures depend on it and how recently it reached hardware — so a node a dozen architectures run through gets about 2,000 words and a single-platform node about 800. Centrality is a statement about the graph, not a verdict on the technology; it is shown in each brief's header and in the index below.
Every brief carries the same section skeleton — identity and lineage, physics and limits, engineering state of the art, manufacturing and supply chain, role in the stack, actors and economics, outlook and open questions, sources, and open verification items — so any two briefs can be read against each other. The Actors & economics section is verified against dated primary sources. Evidence tags mark the standing of every claim: D measured or peer-reviewed, C company claim, R roadmap or target, S simulation or estimate, G established or general fact (where the chip is a link it opens the dated primary source), P preprint or trade press.
Numbers are the Atlas’s: a work has the same number here, in §9 and in every other brief; online sources were accessed in September 2026.
| layer | id | technology | centrality | one line |
|---|---|---|---|---|
| 1 Qubit carrier | ion | Trapped atomic ion | 10.9 | Single Yb⁺/Ba⁺/Ca⁺ ions in rf traps, entangled through shared motional modes; the highest-fidelity and slowest qubit in commercial service. |
| 1 Qubit carrier | transmon | Transmon | 10.9 | Capacitively shunted Josephson junction (Koch 2007); the carrier behind Willow, Heron/Nighthawk and Zuchongzhi, with the fastest deterministic gate and QEC cycle of any demonstrated qubit. |
| 1 Qubit carrier | majorana | Majorana parity (InAs–Pb tetron) | 10.7 | Fermion parity stored non-locally in a gate-defined semiconductor–superconductor wire pair; only single-wire parity readout has been measured. |
| 1 Qubit carrier | alkali | Alkali atom (Rb/Cs) in optical tweezers | 10.6 | Hyperfine ground-state qubit in a single rubidium or caesium atom held by a far-detuned optical tweezer, moved on demand. |
| 1 Qubit carrier | ae_atom | Alkaline-earth(-like) atom (Yb/Sr) — erasure-native | 9.9 | Ytterbium/strontium tweezer qubits whose metastable clock manifold makes decay and loss optically detectable, converting physical errors into heralded erasures rather than silent Pauli errors. |
| 1 Qubit carrier | photon | Single photon (discrete variable) | 9.9 | A qubit carried by one optical quantum in path, time-bin or polarisation modes; entangling is probabilistic and the dominant error is loss. |
| 1 Qubit carrier | qd_spin | Gate-defined quantum-dot spin (Si/SiGe, SiMOS, Ge) | 9.9 | Electron or hole spin in a lithographically gated dot; exchange gives deterministic ns-scale two-qubit gates on a CMOS die. |
| 1 Qubit carrier | cavity | Bosonic cavity mode | 7.7 | A harmonic microwave mode of a 3D or planar superconducting resonator used as the qubit carrier; its error is structured photon loss, not generic Pauli noise. |
| 1 Qubit carrier | fluxonium | Fluxonium | 6.7 | Josephson-junction-array-shunted superconducting qubit at 0.2–1 GHz with large anharmonicity and long T1, bought at the price of a flux-bias line per qubit. |
| 1 Qubit carrier | fluxq | rf-SQUID flux qubit (annealer) | 6.7 | Superconducting double-well loop used as a programmable Ising spin in D-Wave's annealers; no gate set, no code. |
| 1 Qubit carrier | squeezed | Squeezed light mode (CV) | 6.7 | A continuous-variable optical mode with one quadrature below vacuum noise; the carrier for GKP and cluster-state photonics, where integration loss, not nonlinearity, sets the ceiling. |
| 1 Qubit carrier | defect | Colour-centre / defect spin (NV, SiV, SnV, T centre) | 4.2 | An optically addressable point-defect spin in diamond or silicon whose electron couples coherently to a photon, making it a network node with a small nuclear register rather than a processor qubit. |
| 1 Qubit carrier | donor | Donor spin (P in ²⁸Si) | 4.2 | Phosphorus donors placed by STM lithography in enriched silicon-28, the bound electron giving drive and readout, the ³¹P nucleus the long-lived qubit. |
| 2 Encoding | enc_dualrail | Dual-rail (erasure) encoding | 16.9 | One excitation shared between two modes; loss leaves the code space and is heralded as a located erasure, not an unknown Pauli. |
| 2 Encoding | enc_omg | Metastable ('omg') erasure encoding | 15.4 | Qubit lives in a metastable manifold so its dominant decay leaves the subspace detectably, converting Pauli errors into located erasures. |
| 2 Encoding | enc_gkp | GKP grid encoding | 12.9 | A qubit encoded in periodic grid states of one bosonic mode — microwave cavity or optical — correcting small quadrature shifts and handing the decoder an analogue syndrome. |
| 2 Encoding | enc_cat | Cat-code encoding (biased noise) | 7.4 | A two-photon-dissipation-stabilised coherent-state qubit whose bit-flips fall exponentially with photon number while phase-flips rise linearly with it. |
| 2 Encoding | enc_hf | Hyperfine / clock-state qubit | 7.2 | Two ground-state hyperfine or nuclear-spin sublevels at a field-insensitive clock point, the default qubit for every trapped-ion and neutral-atom vendor. |
| 2 Encoding | enc_spin_ld | Single-spin (Loss–DiVincenzo) / nuclear-spin encoding | 5.5 | One qubit per spin-1/2 — a confined electron, hole or nucleus — with no encoded subspace, giving the smallest footprint and no leakage channel. |
| 2 Encoding | enc_opt | Optical narrow-line qubit (ion S–D, atom clock) | 4.4 | A qubit split between a ground level and a metastable level one optical photon above it — the S₁/₂–D₅/₂ quadrupole line of ⁴⁰Ca⁺ or ⁸⁸Sr⁺, or the ¹S₀–³P₀ clock line of neutral Sr/Yb — with one narrow-line laser driving every gate. |
| 2 Encoding | enc_bare | Bare physical qubit (no encoding) | 4.2 | The {|0⟩,|1⟩} subspace of a weakly anharmonic Josephson oscillator used directly as the qubit, with no bosonic, erasure or bias structure on top. |
| 2 Encoding | enc_eo | Exchange-only / singlet–triplet spin encoding | 4.2 | One logical qubit in the total-spin subspace of three exchange-coupled spins (exchange-only) or two spins plus a field gradient (singlet–triplet), driven entirely by baseband voltage pulses, with leakage as the price of removing microwave control. |
| 2 Encoding | enc_gr | Ground–Rydberg analogue qubit | 4.2 | A two-level qubit formed by an atomic ground state |g⟩ and a Rydberg state |r⟩, driven globally under an Ising-type Hamiltonian: the computational basis of analogue Rydberg simulators, not an error-suppressing code. |
| 2 Encoding | enc_parity | Fermion-parity encoding (tetron) | 4.2 | One logical qubit in the fermion parity of four Majorana zero modes on two wires; Z and X are parities of different mode pairs, both non-local. |
| 2 Encoding | enc_timebin | Time-bin / path photonic encoding | 1 | Photonic dual-rail qubit in arrival-time bins or waveguide path; loss is the dominant error, and it is heralded — an erasure at a known location — rather than a silent error. |
| 3 Gate mechanism | g_ryd | Rydberg-blockade CZ | 13.9 | Global laser pulses drive neighbouring tweezer-trapped atoms to a Rydberg state whose interaction blocks double excitation, giving a deterministic 270 ns CZ. |
| 3 Gate mechanism | g_elec | Electronic microwave gate (ions, laser-free: near-field or static gradient) | 12.9 | Currents in a microfabricated trap chip entangle ions through microwave field gradients, with no laser and no ground-state cooling. |
| 3 Gate mechanism | g_tc | Tunable-coupler CZ / iSWAP | 10.6 | A flux-tuned coupler switches the exchange and ZZ interaction between transmons on and off, giving deterministic 25–70 ns CZ or iSWAP gates. |
| 3 Gate mechanism | g_exch | Exchange gate (spins; incl. shuttled-spin CZ) | 9.1 | Voltage-pulsed Heisenberg exchange between neighbouring or shuttled spins in gate-defined dots or donors — the only entangling mechanism that needs nothing but CMOS gate electrodes. |
| 3 Gate mechanism | g_ms | Mølmer–Sørensen / light-shift laser gate | 9.1 | Bichromatic-laser spin-dependent force that entangles trapped ions through a geometric phase on a shared motional mode, which the gate leaves as it found it. |
| 3 Gate mechanism | g_bos | Ancilla-mediated bosonic gates (cat CX, dual-rail CZ, beamsplitter) | 8.4 | Driven SQUID/SNAIL couplers and transmon ancillas mediate beamsplitter and entangling gates between superconducting bosonic cavity modes, for cat, GKP and dual-rail encodings. |
| 3 Gate mechanism | g_catcnot | Bias-preserving cat–cat CNOT | 8.2 | A direct entangling gate between two dissipative cat qubits that keeps the exponential bit-flip suppression intact through the interaction — theory only. |
| 3 Gate mechanism | src_resource | Multi-photon resource-state generator (RSG; 6-ring etc.) | 8.2 | The source-plus-fusion subsystem that must mass-produce encoded multi-photon graph states at code rate to feed fusion-based fault tolerance; nothing runs near that rate. |
| 3 Gate mechanism | g_fusion | Linear-optical fusion (heralded) | 7.7 | Probabilistic Bell-basis measurement on two photons — 50% unboosted, 75% with ancillae — whose failure is heralded and erases one of the two measured outcomes; the entangling primitive of fusion-based photonics. |
| 3 Gate mechanism | g_mbq | Measurement-based Majorana gate | 5.7 | Clifford gates generated by sequences of joint fermion-parity measurements instead of physical braiding; specified since 2008, never operated. |
| 3 Gate mechanism | g_rydanalog | Analogue Rydberg Hamiltonian evolution | 4.6 | Global laser fields drive a programmable Rydberg Ising Hamiltonian on a whole tweezer array at once: the waveforms Ω(t), Δ(t), a fixed local-detuning pattern and the atom geometry are the program, and there is no discrete gate. |
| 3 Gate mechanism | g_lointer | Programmable linear-optical interferometer (no entangling primitive) | 4.4 | A programmable passive unitary on N optical modes — a beamsplitter/phase-shifter mesh or time-bin fibre loops — that scatters squeezed light or single photons into detectors for sampling, with no entangling gate and no feed-forward. |
| 3 Gate mechanism | g_anneal | Quantum annealing (analogue evolution) | 4.2 | Continuous-time Hamiltonian evolution (coherent quench, 3.6–27 ns) driving Ising or Rydberg spins toward a ground state; not a discrete gate. |
| 3 Gate mechanism | g_cr | Cross-resonance (fixed-frequency, all-microwave) | 4.2 | All-microwave entangling gate driving one fixed-frequency transmon at its neighbour's frequency through a static bus; no flux line, no tunable coupler. |
| 3 Gate mechanism | g_cv | CV Gaussian gates + GKP-assisted non-Gaussian operations | 4.2 | Beamsplitters, squeezers and homodyne feed-forward on optical modes, with GKP grid states supplying the non-Gaussian resource fault tolerance requires. |
| 3 Gate mechanism | g_mwspin | Microwave / optical spin gates (defect centres, 1Q spins) | 1.7 | Resonant microwave rotation of a defect electron spin, hyperfine-conditional rotation of its neighbouring nuclei, and optical pulses for initialisation and readout. |
| 4 Connectivity / transport | cx_lr | Long-range on-chip couplers (c-couplers, mm-scale) | 18.4 | Waveguide- or resonator-extended tunable couplers that entangle fixed superconducting qubits millimetres apart, buying the degree-6 graphs that qLDPC codes need. |
| 4 Connectivity / transport | cx_shuttle | Spin shuttling (conveyor mode) | 14.4 | Coherent transport of a spin qubit along a gate-defined conveyor, buying distance and layout sparsity with a dephasing budget rather than with wiring. |
| 4 Connectivity / transport | cx_nn | Static nearest-neighbour lattice | 13.4 | A coupling graph fixed at mask level in which each qubit interacts only with lithographic neighbours; the default topology under every fielded superconducting and spin processor. |
| 4 Connectivity / transport | cx_qccd | Ion shuttling (QCCD, junctions, grid traps) | 11.6 | Moving trapped ions between zones through junctions or grid traps so a small gate-able crystal inherits all-to-all connectivity. |
| 4 Connectivity / transport | cx_aod | Atom transport by AOD tweezers (zoned architecture) | 10.9 | Crossed acousto-optic deflectors move tweezers to shuttle atoms between storage, entangling and readout zones at ~99.95% per move. |
| 4 Connectivity / transport | cx_switch | Photonic switching / routing (electro-optic, feed-forward) | 8.4 | Electro-optic and MEMS switches route photons between waveguides on a real-time heralding decision, the loss-dominated transport layer every photonic architecture shares. |
| 4 Connectivity / transport | cx_reload | Continuous atom reloading (reservoir + optical conveyor belt) | 7.9 | A continuously fed atom reservoir (optical-lattice conveyor belts from a distant MOT, a cavity-enhanced lattice or a molasses-stopped beam) from which tweezers extract fresh atoms into the array while the stored qubits keep their coherence. |
| 4 Connectivity / transport | cx_crossbar | Crossbar shared-line control (spins) | 5.7 | Row- and column-shared plunger and barrier lines address a two-dimensional dot array with line count scaling as the square root of dot count, trading addressing granularity for wireability. |
| 4 Connectivity / transport | cx_bus | Ion-chain motional bus (all-to-all in chain) | 4.2 | A shared collective motional mode entangles any pair in one trap, giving genuine all-to-all connectivity at the price of gate time growing with chain length. |
| 5 Control | ct_cryocmos | Cryo-CMOS controller (4 K / mK) | 17.6 | Commercial CMOS ASICs inside the cryostat that synthesise qubit control waveforms and bias next to the qubits, replacing room-temperature racks and their coaxial lines. |
| 5 Control | ct_sfq | SFQ digital control (4 K / mK) | 14.4 | Quantised flux pulses from a niobium digital chip flip-chipped onto the qubit die drive gates at millikelvin, replacing per-qubit microwave coax. |
| 5 Control | ct_ionmw | Chip-integrated microwave control (ions) | 12.9 | Ion gate drive synthesised as electrical signals and delivered by conductors inside the trap chip instead of by laser beams. |
| 5 Control | ct_pic_trap | PIC-generated tweezers / integrated optics for atoms | 11.2 | Generating, routing and collecting the light that traps, addresses and images single atoms from a photonic integrated circuit instead of free-space optics. |
| 5 Control | ct_base | Baseband electrical control (spins, Majorana) | 10.2 | DC-to-few-GHz voltage pulses on lithographic gate electrodes drive exchange, tunnelling and parity in spin and Majorana devices, with no resonant drive. |
| 5 Control | ct_fluxdac | On-chip flux-DAC multiplexing | 9.7 | SFQ on-chip flux digital-to-analogue converters that hold each qubit's or coupler's DC bias at the mK stage, replacing one room-temperature wire per bias with a multiplexed on-chip network. |
| 5 Control | ct_ionlaser | Laser control with integrated photonics (ions) | 9.7 | On-chip waveguides route cooling, gate and readout light to trapped ions, replacing free-space beams with lithographically fixed optical paths. |
| 5 Control | ct_rt | Room-temperature electronics + per-qubit coax/flex | 9.4 | One coherent line per drive, flux and readout port runs from room-temperature racks through attenuated coax or flex cable into the mixing chamber. |
| 5 Control | ct_laser | Laser + AOD/SLM optical control (atoms) | 8.4 | Free-space lasers, holographic modulators and acousto-optic deflectors generate, move, image and drive the optical-tweezer arrays that hold neutral-atom qubits. |
| 5 Control | ct_vio | Vertical (out-of-plane) signal delivery — VIO, coaxmon, 3D wiring | 6.4 | Control and readout lines from room-temperature electronics reach each superconducting qubit through the face of the chip — coaxial pins, contact probes, superconducting vias or a stacked signal die — instead of being routed in the chip plane to its edge. |
| 5 Control | ct_ionaod | Free-space laser addressing of ions (AOM/AOD beams) | 6.2 | Gate light from a room-temperature optical bench is switched and steered onto individual ions of one chain by multi-channel acousto-optic modulators or acousto-optic deflectors and focused through bulk optics above the trap. |
| 5 Control | ct_eo | Electro-optic drive + feed-forward electronics (room temperature) | 5.2 | Room-temperature modulators driven from detector outcomes inside one optical clock cycle — the feed-forward layer every photonic architecture needs. |
| 6 Readout | ro_erasure | Mid-circuit erasure check | 20.6 | Ancilla- or fluorescence-based test of whether a qubit is still in its code space, flagging decay/leakage as a located erasure without reading the logical state. |
| 6 Readout | ro_spd | Single-photon detection (SNSPD / TES) | 13.2 | Cryogenic superconducting detectors that destroy a photon to register it; the shared readout organ of every photonic and photon-linked platform. |
| 6 Readout | ro_disp | Dispersive microwave readout (+TWPA, Purcell) | 10.4 | The qubit state is read as a dispersive shift of a coupled resonator, Purcell-filtered on chip and amplified near the quantum limit before the HEMT. |
| 6 Readout | ro_fluor | Fluorescence state detection (ions, defects) | 9.4 | State-dependent resonance fluorescence, counted on a PMT, EMCCD, SNSPD or trap-integrated photodiode, is the default non-destructive mid-circuit readout for trapped ions. |
| 6 Readout | ro_img | Fluorescence imaging of atom arrays | 8.4 | Camera-based fluorescence detection of neutral atoms — non-destructive, mid-circuit, millisecond by default, microsecond in single-group demos. |
| 6 Readout | ro_s2c | Spin-to-charge conversion + rf reflectometry | 8.4 | Spin converted into a charge-motion event by Pauli spin blockade or energy-selective tunnelling, then read by an rf-matched charge sensor in microseconds without destroying the qubit. |
| 6 Readout | ro_qcap | rf quantum-capacitance parity readout | 5.7 | Dispersive gate sensing of a Majorana island's quantum capacitance by rf reflectometry, reading fermion parity without charge transfer; non-destructive and mid-circuit. |
| 6 Readout | ro_reset | Fast unconditional / dissipative qubit reset | 5.6 | Returning a superconducting qubit to |0⟩ in ~100–500 ns by handing its excitation to a lossy mode, usually the readout resonator, instead of waiting for T1 or measuring and flipping. |
| 6 Readout | ro_homodyne | Homodyne quadrature detection (CV) | 4.5 | A signal mode interfered with a strong local oscillator on a balanced photodiode pair, whose difference current samples one chosen field quadrature — the computational measurement of continuous-variable and GKP machines. |
| 6 Readout | ro_fluxro | Flux readout via QFP / SQUID shift registers (annealers) | 3 | At the end of an anneal each flux qubit's persistent-current state is latched by a quantum flux parametron and carried as a classical bit to a detector — a dc SQUID, or on Advantage a frequency-multiplexed microresonator at the chip perimeter; no qubit is coupled to a readout resonator. |
| 7 Code | code_erasure | Erasure-adapted codes | 18.4 | Surface and block codes decoded with located-error flags; thresholds 4–10% and Λ ≈ 27 in simulation, 1.7–1.9× gains in hardware. |
| 7 Code | code_surface | Rotated surface code (+ yoked variants) | 16.6 | Weight-4 CSS stabiliser code on a square lattice; the only code with below-threshold hardware data on three platforms, and the most expensive. |
| 7 Code | code_qldpc | Non-local qLDPC codes (bivariate bicycle, 'gross') | 16.1 | Sparse high-rate stabiliser codes on a degree-6 torus that cut physical-per-logical overhead roughly tenfold against the surface code. |
| 7 Code | code_highrate | High-rate concatenated codes with transversal gates | 14.9 | Many logical qubits per block (iceberg, tesseract, concatenated [[4,2,2]]), Clifford gates transversal, paid for with all-to-all connectivity and post-selection. |
| 7 Code | code_magic | Magic-state factory (cultivation / distillation / code switching) | 14.9 | The subsystem that manufactures non-Clifford resource states so a code with transversal Cliffords can run universal circuits. |
| 7 Code | code_bosonic | Bosonic concatenation (repetition-cat, LDPC-cat, GKP+qLDPC) | 12.9 | A discrete outer code — repetition or qLDPC — wrapped around a bosonic inner qubit whose noise is already shaped, so the outer code corrects only one residual channel. |
| 7 Code | code_color | Colour code (transversal Cliffords) | 12.4 | Triangular 2D stabiliser code whose whole Clifford group acts transversally, skipping lattice surgery, at roughly 1.9× the surface code's teraquop footprint (physical qubits per logical qubit for 10¹² reliable operations). |
| 7 Code | code_aft | Algorithmic FT / transversal architectures | 11.4 | Replacing O(d) syndrome-extraction rounds per logical gate with a constant number, via transversal block-to-block gates plus correlated decoding. |
| 7 Code | code_detect | Error-detection codes ([[4,2,2]], d=2 surface, iceberg, spacetime) | 8 | Codes that flag any single fault and discard the run instead of correcting it: [[4,2,2]], the distance-2 surface code, the [[k+2,k,2]] iceberg code and spacetime checks on Clifford circuits. |
| 7 Code | code_fusion | Fusion-based fault tolerance | 6.7 | A fault-tolerant code assembled from destructive linear-optical fusions on pre-made photonic resource states, tolerating 2.7–17.4% photon loss in theory and never run end-to-end. |
| 7 Code | code_mitig | Error mitigation in the code slot (ZNE, PEC) — not a code | 5 | Classical post-processing of many noisy runs — zero-noise extrapolation, probabilistic error cancellation or amplification, readout twirling, tensor-network noise inversion — that removes bias from expectation values without encoding, detecting or correcting a single error. |
| 8 Decoder | dec_nn | Neural decoders (AlphaQubit 2, CNN, transformers) | 13.9 | Learned syndrome decoders — recurrent transformers, CNNs, LSTMs, state-space models — that beat matching by absorbing non-Pauli device noise from data. |
| 8 Decoder | dec_mwpm | MWPM / Sparse Blossom (+ correlated matching) | 12.7 | Graph-matching decoder turning the syndrome history — detection events across rounds — into the likeliest error chain; the accuracy reference and the shipped real-time decoder for surface codes. |
| 8 Decoder | dec_gpu | GPU decoding via NVQLink | 11.7 | RoCE link putting a GPU inside the QEC feedback loop at 3.84 µs mean round trip, so decoding runs as CUDA software on GH200-class hardware instead of a fixed FPGA bitstream. |
| 8 Decoder | dec_relaybp | Relay-BP for qLDPC (FPGA) | 11.7 | Belief propagation with disordered, partly negative memory strengths, chained in relay legs, decoding bivariate bicycle qLDPC syndromes at 24 ns per iteration on an FPGA. |
| 8 Decoder | dec_cryo | Cryogenic / on-chip decoder (cryo-CMOS, SFQ) | 10.4 | Syndrome decoding or predecoding executed inside the cryostat — SFQ logic at millikelvin, CMOS at 4 K — instead of at room temperature. |
| 8 Decoder | dec_corr | Correlated / loss-aware decoding (transversal, atom loss) | 7.7 | Decoders that consume atom-loss heralds as located erasures and decode across transversal gate layers instead of round-by-round. |
| 8 Decoder | dec_fpga | FPGA real-time decoders (LCD, Deltaflow) | 7.4 | Room-temperature FPGAs running clustering or matching decoders fast enough to clear surface-code syndromes inside the QEC cycle, ahead of GPU and cryogenic alternatives. |
| 8 Decoder | dec_rl | In-loop RL calibration / control steering | 6.7 | Detection events from the running code double as the reward signal for a reinforcement-learning agent that retunes control parameters during QEC, replacing scheduled recalibration. |
| 9 Interconnect | ic_transducer | Microwave–optical transducer (useful efficiency) | 14.4 | A quantum-coherent microwave-to-telecom converter good enough to entangle superconducting processors in separate refrigerators; nothing in 2026 comes close. |
| 9 Interconnect | ic_mcm | Multi-chip modules / l-couplers (same cryostat) | 13.9 | Splitting a superconducting processor across several dies inside one cryostat, joined by bump-bonded chiplet links or metre-scale superconducting l-couplers. |
| 9 Interconnect | ic_cryolink | Cryogenic microwave link between refrigerators | 11.9 | Superconducting waveguide held below 50 mK along its whole length, carrying itinerant 5–7 GHz photons or squeezed states between two independently cooled dilution refrigerators. |
| 9 Interconnect | ic_ionphoton | Ion–photon link | 10.9 | Heralded ion–photon entanglement over fibre links separate ion traps into one machine; best published rate 250 s⁻¹ against a ~10⁴ s⁻¹ need. |
| 9 Interconnect | ic_spinphoton | Spin–photon solid-state link (SiV, NV, T centre) | 10.4 | Heralded photonic entanglement between separated solid-state spin registers — diamond NV and SiV centres, silicon T centres — through deployed telecom fibre. |
| 9 Interconnect | ic_atomcavity | Atom–photon cavity interface | 9.2 | An optical cavity around tweezer-trapped neutral atoms Purcell-enhances atom–photon coupling so an atom's state can be written onto a flying photon. |
| 9 Interconnect | ic_fanout | Cryogenic signal fan-out for spin arrays (router die, 3D stacked wiring) | 6.6 | A millikelvin router die, an on-die multiplexer or 3D stacked wiring that turns a few cold input lines into the tens to thousands of gate voltages a spin-qubit array needs. |
| 9 Interconnect | ic_multidie | Multi-die packaging in one module (flip-chip, bump-bonded control die) | 5.8 | A qubit die bump-bonded face to face with a second superconducting die that carries wiring, resonators, a second material or control logic, inside one package, across a vacuum gap of a few to ~20 µm. |
| 9 Interconnect | ic_fibre | Fibre links between photonic modules | 5.2 | Telecom fibre carrying heralded entanglement between photonic chips and racks — priced per connector, not per metre, and with no published rate. |
| 10 Manufacturing | fab_cmos | 300 mm CMOS foundry (spins, cryo-CMOS, superconducting wiring) | 17.9 | Industrial 300 mm CMOS lines fabricating quantum-dot spin qubits, cryo-CMOS controllers and superconducting wiring; the only qubit manufacturing route with wafer-scale yield statistics. |
| 10 Manufacturing | fab_pic | Photonic IC foundry (SiN, BTO, TFLN, SNSPD on 300 mm) | 13.2 | A CMOS foundry flow putting low-loss nitride waveguides, electro-optic switches, single-photon detectors and fibre attach on one 300 mm wafer. |
| 10 Manufacturing | fab_sc | Superconducting-qubit lithography (Al/AlOx/Al junctions, Nb wiring, 300 mm) | 11.1 | 300 mm junction lithography and post-fabrication frequency trimming (laser annealing, ABAA) set the frequency spread every superconducting architecture inherits. |
| 10 Manufacturing | fab_trap | Ion-trap fabrication (surface-electrode chips; machined 3D blade traps) | 10.9 | Planar rf/DC electrode chips that confine and shuttle ions, built on MEMS lines or, increasingly, on merchant semiconductor foundry wafers. |
| 10 Manufacturing | fab_optics | Optical / mechanical assembly (lasers, vacuum, objectives) | 8.7 | The laser, ultra-high-vacuum and imaging-optics stack that traps, cools, addresses and reads out both trapped-ion and neutral-atom qubits — infrastructure, not a qubit. |
| 10 Manufacturing | fab_3d | 3D machined superconducting cavities | 5.2 | CNC-machined aluminium or niobium resonator bodies with internal Q above 0.5×10⁹; the cm-scale body per mode is the structural cost of cavity-based bosonic codes. |
| 10 Manufacturing | fab_bulk | Bulk-optics and fibre assembly (photonic samplers) | 4.2 | Photonic processors assembled from discrete parts — free-space squeezers and interferometers, fibre delay loops, fibre-coupled modulators and cryogenic single-photon detectors — aligned and locked by hand and servo rather than patterned on a wafer. |
| 10 Manufacturing | fab_mbe | III-V MBE heterostructures (InAs–Pb wires, QD sources) | 4.2 | Molecular beam epitaxy of III-V nanostructures with vacuum-unbroken superconductor shells for Majorana wires, and of quantum dots for single-photon sources. |
| 10 Manufacturing | fab_diamond | Diamond growth / implantation (NV, SiV, SnV) | 1.7 | Plasma CVD growth of single-crystal diamond, ion implantation and annealing to form NV, SiV or SnV centres, and undercut etching to build the nanophotonics around them. |
| 10 Manufacturing | fab_stm | STM hydrogen-resist lithography (donors) | 1.7 | A scanning-tunnelling tip desorbs hydrogen from passivated Si(100) to open single sites, phosphine dopes them, and epitaxial silicon buries the donors — atom-precise, serial, and without a foundry equivalent. |
БРОбзоры по технологиям
У каждой технологии на карте есть обзор, а его глубина следует центральности технологии в графе — сколько семейств платформ и архитектур от неё зависят и насколько недавно она дошла до железа, — так что узел, через который идёт дюжина архитектур, получает около 2 000 слов, а узел одной платформы — около 800. Центральность — утверждение о графе, а не вердикт о технологии; она показана в шапке каждого обзора и в индексе ниже.
Все обзоры построены по одному скелету разделов — сущность и происхождение, физика и пределы, достигнутый инженерный уровень, производство и цепочка поставок, роль в стеке, участники и экономика, перспективы и открытые вопросы, источники, открытые пункты верификации, — поэтому любые два обзора читаются друг против друга. Раздел «Участники и экономика» верифицирован по датированным первичным источникам. Теги свидетельств показывают статус каждого утверждения: D измерено или рецензировано, C заявление компании, R дорожная карта или цель, S симуляция или оценка, G установленный или общий факт (чип-ссылка открывает датированный первоисточник), P препринт или отраслевая пресса.
Номера общие для всего Атласа: у работы один и тот же номер здесь, в §9 и в любом другом обзоре; онлайн-источники просмотрены в сентябре 2026 г.
| слой | id | технология | центральность | одной строкой |
|---|---|---|---|---|
| 1 Носитель кубита | ion | Ион в ловушке | 10.9 | Одиночные ионы Yb⁺/Ba⁺/Ca⁺ в ВЧ-ловушках, запутываемые через общие колебательные моды; самый точный и самый медленный кубит в коммерческой эксплуатации. |
| 1 Носитель кубита | transmon | Трансмон | 10.9 | Джозефсоновский переход, шунтированный ёмкостью (Koch, 2007); носитель, стоящий за Willow, Heron/Nighthawk и Zuchongzhi, с самым быстрым детерминированным вентилем и самым быстрым циклом QEC среди всех продемонстрированных кубитов. |
| 1 Носитель кубита | majorana | Майорановская чётность (тетрон InAs–Pb) | 10.7 | Фермионная чётность, хранимая нелокально в паре полупроводник-сверхпроводниковых проводов, задаваемых затворами; измерено только считывание чётности одиночного провода. |
| 1 Носитель кубита | alkali | Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете | 10.6 | Кубит на сверхтонких состояниях основного уровня одиночного атома рубидия или цезия, удерживаемого далёким от резонанса оптическим пинцетом и перемещаемого по требованию. |
| 1 Носитель кубита | ae_atom | Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания | 9.9 | Кубиты в оптических пинцетах на иттербии/стронции, у которых метастабильный часовой мультиплет делает распад и потерю атома оптически детектируемыми, превращая физические ошибки в стирания (erasure) с оповещением (heralded), а не в «немые» ошибки Паули. |
| 1 Носитель кубита | photon | Одиночный фотон (дискретные переменные) | 9.9 | Кубит, переносимый одним оптическим квантом в путевых, временны́х (time-bin) или поляризационных модах; запутывание вероятностно, а доминирующая ошибка — потеря. |
| 1 Носитель кубита | qd_spin | Спин в квантовой точке, формируемой затворами (Si/SiGe, SiMOS, Ge) | 9.9 | Спин электрона или дырки в литографически затворённой точке; обменное взаимодействие даёт детерминированные двухкубитные вентили наносекундного масштаба на КМОП-кристалле. |
| 1 Носитель кубита | cavity | Бозонная мода резонатора | 7.7 | Гармоническая микроволновая мода 3D- или планарного сверхпроводникового резонатора, используемая как носитель кубита; её ошибка — структурированная потеря фотонов, а не универсальный шум Паули. |
| 1 Носитель кубита | fluxonium | Флаксониум | 6.7 | Сверхпроводниковый кубит, зашунтированный массивом джозефсоновских переходов, с частотой 0.2–1 GHz, большой ангармоничностью и длинным T1, купленными ценой отдельной линии потокового смещения на каждый кубит. |
| 1 Носитель кубита | fluxq | Потоковый кубит на ВЧ-СКВИДе (отжигатель) | 6.7 | Сверхпроводящая петля с двухъямным потенциалом, используемая как программируемый изинговский спин в отжигателях D-Wave; ни набора вентилей, ни кода. |
| 1 Носитель кубита | squeezed | Сжатая мода света (непрерывные переменные) | 6.7 | Оптическая мода в непрерывных переменных, у которой одна квадратура лежит ниже уровня вакуумного шума; носитель для GKP и кластерной фотоники, где потолок задают потери интеграции, а не нелинейность. |
| 1 Носитель кубита | defect | Центр окраски / спин дефекта (NV, SiV, SnV, T-центр) | 4.2 | Оптически адресуемый спин точечного дефекта в алмазе или кремнии, электрон которого когерентно связывается с фотоном, что делает его сетевым узлом с небольшим ядерным регистром, а не кубитом процессора. |
| 1 Носитель кубита | donor | Донорный спин (P в ²⁸Si) | 4.2 | Атомы фосфора, размещённые СТМ-литографией в обогащённом кремнии-28: связанный электрон даёт возбуждение и считывание, ядро ³¹P — долгоживущий кубит. |
| 2 Кодирование | enc_dualrail | Двухрельсовое кодирование (со стираниями) | 16.9 | Одно возбуждение, поделённое между двумя модами; потеря выводит систему из кодового пространства и сопровождается оповещением (heralded) как локализованное стирание (erasure), а не как неизвестная ошибка Паули. |
| 2 Кодирование | enc_omg | Метастабильное («omg») кодирование со стираниями | 15.4 | Кубит живёт в метастабильном мультиплете, поэтому его доминирующий распад детектируемо выводит систему из подпространства, превращая паулиевские ошибки в локализованные стирания (erasure). |
| 2 Кодирование | enc_gkp | GKP-кодирование (решётка) | 12.9 | Кубит, закодированный в периодических сеточных состояниях одной бозонной моды — микроволнового резонатора или оптической, — исправляющий малые сдвиги квадратур и передающий декодеру аналоговый синдром. |
| 2 Кодирование | enc_cat | Кошачье кодирование (смещённый шум) | 7.4 | Кубит на когерентных состояниях, стабилизированный двухфотонной диссипацией: перевороты бита (bit-flip) падают экспоненциально с числом фотонов, тогда как перевороты фазы (phase-flip) растут с ним линейно. |
| 2 Кодирование | enc_hf | Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе | 7.2 | Два сверхтонких или ядерно-спиновых подуровня основного состояния в нечувствительной к полю часовой точке — кубит по умолчанию у всякого вендора ионных ловушек и нейтральных атомов. |
| 2 Кодирование | enc_spin_ld | Кодирование на одиночном спине (Лосса–ДиВинченцо) / ядерном спине | 5.5 | Один кубит на спин-1/2 — локализованный электрон, дырка или ядро — без кодированного подпространства, что даёт минимальную занимаемую площадь и отсутствие канала утечки (leakage). |
| 2 Кодирование | enc_opt | Оптический кубит на узком переходе (S–D иона, часовой переход атома) | 4.4 | Кубит, разделённый между основным уровнем и метастабильным уровнем на один оптический фотон выше — квадрупольная линия S₁/₂–D₅/₂ у ⁴⁰Ca⁺ или ⁸⁸Sr⁺ либо часовая линия ¹S₀–³P₀ у нейтральных Sr/Yb, — причём все вентили возбуждает один узкополосный лазер. |
| 2 Кодирование | enc_bare | «Голый» физический кубит (без кодирования) | 4.2 | Подпространство {|0⟩,|1⟩} слабо ангармонического джозефсоновского осциллятора, используемое непосредственно как кубит, без надстройки в виде бозонной структуры, стирания (erasure) или асимметрии ошибок. |
| 2 Кодирование | enc_eo | Чисто обменное / синглет-триплетное спиновое кодирование | 4.2 | Один логический кубит в подпространстве полного спина трёх обменно-связанных спинов (чисто обменное кодирование) или двух спинов в градиенте поля (синглет-триплетное кодирование), управляемый исключительно импульсами напряжения в основной полосе частот (baseband), где утечка (leakage) — цена отказа от микроволнового управления. |
| 2 Кодирование | enc_gr | Аналоговый кубит основное–ридберговское состояние | 4.2 | Двухуровневый кубит, образованный основным состоянием атома |g⟩ и ридберговским состоянием |r⟩ и возбуждаемый глобально под гамильтонианом изингового типа: вычислительный базис аналоговых ридберговских симуляторов, а не код, подавляющий ошибки. |
| 2 Кодирование | enc_parity | Кодирование в фермионной чётности (тетрон) | 4.2 | Один логический кубит в фермионной чётности четырёх майорановских мод на двух проводах; Z и X — чётности разных пар мод, обе нелокальные. |
| 2 Кодирование | enc_timebin | Time-bin / путевое фотонное кодирование | 1 | Фотонный двухрельсовый кубит во временных интервалах прихода или в волноводном пути; доминирующей ошибкой служат потери, и они сопровождаются оповещением (heralded) — это стирание (erasure) в известном месте, — а не скрытая ошибка. |
| 3 Механизм вентиля | g_ryd | CZ через ридберговскую блокаду | 13.9 | Глобальные лазерные импульсы переводят соседние атомы в оптических пинцетах в ридберговское состояние, взаимодействие которого блокирует двойное возбуждение, давая детерминированный CZ за 270 ns. |
| 3 Механизм вентиля | g_elec | Электронный СВЧ-вентиль (ионы, без лазера: ближнее поле или статический градиент) | 12.9 | Токи в микроизготовленном чипе ловушки запутывают ионы через градиенты СВЧ-поля, без лазера и без охлаждения в основное состояние. |
| 3 Механизм вентиля | g_tc | CZ / iSWAP через перестраиваемый элемент связи | 10.6 | Перестраиваемый потоком элемент связи включает и выключает обменное и ZZ-взаимодействие между трансмонами, давая детерминированные вентили CZ или iSWAP длительностью 25–70 ns. |
| 3 Механизм вентиля | g_exch | Обменный вентиль (спины; вкл. CZ на переносимых спинах) | 9.1 | Гейзенберговский обмен, включаемый импульсом напряжения между соседними или перенесёнными спинами в квантовых точках, формируемых затворами, либо на донорах, — единственный механизм запутывания, которому не нужно ничего, кроме электродов затворов КМОП. |
| 3 Механизм вентиля | g_ms | Вентиль Мёльмера–Соренсена / на световом сдвиге (лазерный) | 9.1 | Спин-зависимая сила бихроматического лазера, запутывающая ионы в ловушках через геометрическую фазу на общей колебательной моде, которую вентиль оставляет в том состоянии, в каком её застал. |
| 3 Механизм вентиля | g_bos | Бозонные вентили через анциллу (CX кошачьих кубитов, CZ двухрельсовых, светоделитель) | 8.4 | Накачиваемые элементы связи СКВИД/SNAIL и трансмонные анциллы опосредуют светоделительные и запутывающие вентили между бозонными модами сверхпроводниковых резонаторов — для кошачьего кода, GKP и двухрельсового кодирования. |
| 3 Механизм вентиля | g_catcnot | Сохраняющий смещение CNOT между кошачьими кубитами | 8.2 | Прямой запутывающий вентиль между двумя диссипативными кошачьими кубитами, сохраняющий экспоненциальное подавление переворотов бита (bit-flip) на всём протяжении взаимодействия, — пока только теория. |
| 3 Механизм вентиля | src_resource | Генератор многофотонных ресурсных состояний (RSG; 6-ring и т.п.) | 8.2 | Подсистема «источник + слияние (fusion)», обязанная массово производить кодированные многофотонные графовые состояния с темпом кода, чтобы питать отказоустойчивость на слияниях; ничто и близко не работает на таком темпе. |
| 3 Механизм вентиля | g_fusion | Линейно-оптическое слияние (с оповещением) | 7.7 | Вероятностное измерение пары фотонов в базисе Белла — 50% без усиления, 75% со вспомогательными фотонами, — отказ которого сопровождается оповещением (heralded) и даёт стирание (erasure) одного из двух измеряемых исходов; запутывающий примитив фотоники на слияниях (fusion). |
| 3 Механизм вентиля | g_mbq | Майорановский вентиль через измерения | 5.7 | Вентили Клиффорда, порождаемые последовательностями совместных измерений фермионной чётности вместо физического плетения; специфицированы с 2008 года, ни разу не приведены в действие. |
| 3 Механизм вентиля | g_rydanalog | Аналоговая эволюция под ридберговским гамильтонианом | 4.6 | Глобальные лазерные поля возбуждают программируемый ридберговский изинговский гамильтониан сразу на всём массиве пинцетов: программой служат формы сигналов Ω(t), Δ(t), фиксированный узор локальной отстройки и геометрия атомов, а дискретного вентиля нет. |
| 3 Механизм вентиля | g_lointer | Программируемый линейно-оптический интерферометр (без запутывающего примитива) | 4.4 | Программируемый пассивный унитарный оператор на N оптических модах — сетка светоделителей и фазовращателей или волоконные петли с временными бинами (time-bin), — который рассеивает сжатый свет или одиночные фотоны на детекторы для сэмплинга, без запутывающего вентиля и без прямой связи (feed-forward). |
| 3 Механизм вентиля | g_anneal | Квантовый отжиг (аналоговая эволюция) | 4.2 | Непрерывная во времени гамильтонова эволюция (когерентный квенч (quench), 3.6–27 ns), уводящая изинговские или ридберговские спины к основному состоянию; не дискретный вентиль. |
| 3 Механизм вентиля | g_cr | Кросс-резонанс (фиксированная частота, только СВЧ) | 4.2 | Полностью микроволновый запутывающий вентиль: трансмон фиксированной частоты возбуждают на частоте его соседа через статическую шину; ни линии потока, ни перестраиваемого элемента связи. |
| 3 Механизм вентиля | g_cv | Гауссовы вентили на непрерывных переменных + негауссовы операции с помощью GKP | 4.2 | Светоделители, сжиматели и гомодинное упреждающее управление над оптическими модами, где решёточные состояния GKP поставляют негауссов ресурс, требуемый отказоустойчивостью. |
| 3 Механизм вентиля | g_mwspin | СВЧ / оптические спиновые вентили (центры окраски, однокубитные спины) | 1.7 | Резонансный микроволновый поворот электронного спина дефекта, поворот соседних ядер, обусловленный сверхтонкой связью, и оптические импульсы для инициализации и считывания. |
| 4 Связность / транспорт | cx_lr | Дальние элементы связи на чипе (c-couplers, mm-масштаб) | 18.4 | Перестраиваемые элементы связи, удлинённые волноводом или резонатором, которые запутывают неподвижные сверхпроводниковые кубиты, разнесённые на миллиметры, и тем самым дают графы степени 6, необходимые кодам qLDPC. |
| 4 Связность / транспорт | cx_shuttle | Перемещение спинов (конвейерный режим) | 14.4 | Когерентный транспорт спинового кубита вдоль конвейера, задаваемого затворами: расстояние и разреженность топологии покупаются бюджетом дефазировки, а не разводкой. |
| 4 Связность / транспорт | cx_nn | Статическая решётка со связью ближайших соседей | 13.4 | Граф связей, зафиксированный на уровне масок, в котором каждый кубит взаимодействует только с литографическими соседями; топология по умолчанию под всяким эксплуатируемым сверхпроводниковым и спиновым процессором. |
| 4 Связность / транспорт | cx_qccd | Перемещение ионов (QCCD, перекрёстки, решётчатые ловушки) | 11.6 | Перемещение ионов в ловушках между зонами через перекрёстки или решётчатые ловушки, благодаря чему небольшой пригодный для вентилей кристалл получает связность «все со всеми». |
| 4 Связность / транспорт | cx_aod | Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура) | 10.9 | Скрещённые акустооптические дефлекторы перемещают пинцеты, перевозя атомы между зонами хранения, запутывания и считывания с показателем ~99.95% на одно перемещение. |
| 4 Связность / транспорт | cx_switch | Фотонная коммутация / маршрутизация (электрооптика, прямая связь) | 8.4 | Электрооптические и МЭМС-переключатели маршрутизируют фотоны между волноводами по решению, принимаемому в реальном времени по оповещающему (heralding) отсчёту, — транспортный слой с доминирующими потерями, общий для всех фотонных архитектур. |
| 4 Связность / транспорт | cx_reload | Непрерывная дозагрузка атомов (резервуар + оптический конвейер) | 7.9 | Непрерывно пополняемый резервуар атомов (конвейерные ленты оптической решётки от удалённой MOT, решётка с резонаторным усилением или атомный пучок, остановленный оптической патокой), из которого пинцеты извлекают свежие атомы в массив, пока хранимые кубиты сохраняют когерентность. |
| 4 Связность / транспорт | cx_crossbar | Кроссбар с общими линиями (спины) | 5.7 | Разделяемые по строкам и столбцам линии плунжеров и барьеров адресуют двумерный массив точек так, что число линий растёт как корень из числа точек, — разводимость покупается ценой гранулярности адресации. |
| 4 Связность / транспорт | cx_bus | Шина на колебательных модах ионной цепочки (все со всеми в цепочке) | 4.2 | Общая коллективная колебательная мода запутывает любую пару ионов в одной ловушке, давая настоящую полную связность ценой роста времени вентиля с длиной цепочки. |
| 5 Управление | ct_cryocmos | Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK) | 17.6 | Серийные КМОП-ASIC внутри криостата, которые синтезируют управляющие формы сигналов и смещения непосредственно рядом с кубитами, заменяя стойки комнатной температуры вместе с их коаксиальными линиями. |
| 5 Управление | ct_sfq | Цифровое управление на БОК-логике (4 K / mK) | 14.4 | Квантованные импульсы магнитного потока с ниобиевого цифрового кристалла, смонтированного flip-chip на кубитную пластину, выполняют вентили при милликельвинах, заменяя микроволновый коаксиал на каждый кубит. |
| 5 Управление | ct_ionmw | СВЧ-управление, интегрированное в чип (ионы) | 12.9 | Возбуждение вентилей на ионах синтезируется как электрические сигналы и подводится проводниками внутри чипа ловушки, а не лазерными лучами. |
| 5 Управление | ct_pic_trap | Пинцеты от ФИС / интегральная оптика для атомов | 11.2 | Формирование, разводка и сбор света, который удерживает, адресует и отображает одиночные атомы, — на фотонной интегральной схеме вместо оптики свободного пространства. |
| 5 Управление | ct_base | Электрическое управление в основной полосе частот (спины, майораны) | 10.2 | Импульсы напряжения от постоянного тока до единиц GHz на литографических электродах затворов управляют обменом, туннелированием и чётностью в спиновых и майорановских устройствах — без резонансной накачки. |
| 5 Управление | ct_fluxdac | Мультиплексирование потоковых ЦАП на чипе | 9.7 | Расположенные на кристалле БОК-ЦАП магнитного потока, которые удерживают постоянное смещение каждого кубита или элемента связи на mK-ступени и заменяют один комнатнотемпературный провод на каждое смещение мультиплексированной сетью на кристалле. |
| 5 Управление | ct_ionlaser | Лазерное управление с интегральной фотоникой (ионы) | 9.7 | Волноводы на кристалле подводят к ионам в ловушках излучение охлаждения, вентилей и считывания, заменяя пучки в свободном пространстве оптическими трассами, зафиксированными литографией. |
| 5 Управление | ct_rt | Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит | 9.4 | На каждый порт возбуждения, потокового смещения и считывания идёт своя когерентная линия — от комнатнотемпературных стоек через аттенюированный коаксиал или гибкий шлейф в камеру смешения. |
| 5 Управление | ct_laser | Оптическое управление лазером через АОД/SLM (атомы) | 8.4 | Лазеры свободного пространства, голографические модуляторы и акустооптические дефлекторы создают, перемещают, снимают и возбуждают массивы оптических пинцетов, удерживающие кубиты на нейтральных атомах. |
| 5 Управление | ct_vio | Вертикальный (внеплоскостной) подвод сигналов — VIO, коаксмон, 3D разводка | 6.4 | Линии управления и считывания от электроники при комнатной температуре подходят к каждому сверхпроводниковому кубиту через лицевую поверхность чипа — коаксиальные штыри, контактные зонды, сверхпроводниковые переходные отверстия (vias) или уложенный в стопку сигнальный кристалл, — а не разводятся в плоскости чипа к его краю. |
| 5 Управление | ct_ionaod | Свободнопространственная лазерная адресация ионов (пучки АОМ/АОД) | 6.2 | Свет для вентилей от оптического стола при комнатной температуре переключается и направляется на отдельные ионы одной цепочки многоканальными акустооптическими модуляторами или акустооптическими дефлекторами и фокусируется объёмной оптикой над ловушкой. |
| 5 Управление | ct_eo | Электрооптическое управление + электроника прямой связи (комн. т.) | 5.2 | Модуляторы при комнатной температуре, управляемые исходами детектирования в пределах одного оптического такта, — слой упреждающего управления, необходимый любой фотонной архитектуре. |
| 6 Считывание | ro_erasure | Внутрисхемная проверка стирания | 20.6 | Проверка на основе анциллы или флуоресценции, отвечающая на вопрос, находится ли кубит всё ещё в своём кодовом пространстве, и помечающая распад/утечку как локализованное стирание (erasure) без считывания логического состояния. |
| 6 Считывание | ro_spd | Детектирование одиночных фотонов (SNSPD / TES) | 13.2 | Криогенные сверхпроводниковые детекторы, разрушающие фотон ради его регистрации; общий орган считывания для всех фотонных и фотонно-связанных платформ. |
| 6 Считывание | ro_disp | Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла) | 10.4 | Состояние кубита читается как дисперсионный сдвиг связанного резонатора; сигнал фильтруется на кристалле фильтром Парселла и усиливается вблизи квантового предела ещё до HEMT. |
| 6 Считывание | ro_fluor | Детектирование состояния по флуоресценции (ионы, дефекты) | 9.4 | Зависящая от состояния резонансная флуоресценция, регистрируемая на ФЭУ, EMCCD, SNSPD или встроенном в ловушку фотодиоде, — стандартное неразрушающее внутрисхемное считывание для ионов в ловушках. |
| 6 Считывание | ro_img | Регистрация флуоресценции массивов атомов | 8.4 | Детектирование нейтральных атомов по флуоресценции с помощью камеры — неразрушающее, внутрисхемное, по умолчанию миллисекундное и микросекундное в демонстрациях отдельных групп. |
| 6 Считывание | ro_s2c | Преобразование спина в заряд + радиочастотная рефлектометрия | 8.4 | Спин преобразуется в событие перемещения заряда паулиевской блокадой или энергетически селективным туннелированием, после чего считывается согласованным по радиочастоте зарядовым сенсором за микросекунды и без разрушения кубита. |
| 6 Считывание | ro_qcap | Радиочастотное считывание чётности по квантовой ёмкости | 5.7 | Дисперсионное детектирование через затвор квантовой ёмкости майорановского острова методом радиочастотной рефлектометрии, читающее фермионную чётность без переноса заряда; неразрушающее и внутрисхемное. |
| 6 Считывание | ro_reset | Быстрый безусловный / диссипативный сброс кубита | 5.6 | Возврат сверхпроводникового кубита в |0⟩ за ~100–500 ns передачей его возбуждения диссипативной (lossy) моде, обычно резонатору считывания, вместо ожидания T1 или измерения с последующим переворотом. |
| 6 Считывание | ro_homodyne | Гомодинное детектирование квадратур (непрерывные переменные) | 4.5 | Сигнальная мода, интерферирующая с сильным локальным осциллятором на балансной паре фотодиодов, разностный ток которой отбирает одну выбранную квадратуру поля, — вычислительное измерение машин на непрерывных переменных и GKP. |
| 6 Считывание | ro_fluxro | Считывание потока через QFP / СКВИД и сдвиговые регистры (отжигатели) | 3 | В конце отжига состояние незатухающего тока каждого потокового кубита защёлкивается квантовым параметроном потока и переносится как классический бит к детектору — ПТ-СКВИДу или, на Advantage, микрорезонатору с частотным мультиплексированием на периметре чипа; ни один кубит не связан с резонатором считывания. |
| 7 Код | code_erasure | Коды, адаптированные к стираниям | 18.4 | Поверхностные и блочные коды, декодируемые с флагами локализованных ошибок; пороги 4–10% и Λ ≈ 27 в моделировании, выигрыш 1.7–1.9× на оборудовании. |
| 7 Код | code_surface | Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты) | 16.6 | CSS-стабилизаторный код веса 4 на квадратной решётке; единственный код с подпороговыми аппаратными данными на трёх платформах — и самый дорогой. |
| 7 Код | code_qldpc | Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross») | 16.1 | Разреженные стабилизаторные коды высокой скорости на торе степени 6, снижающие накладные расходы «физических на логический» примерно в десять раз по сравнению с поверхностным кодом. |
| 7 Код | code_highrate | Высокоскоростные каскадные коды с трансверсальными вентилями | 14.9 | Много логических кубитов на блок (iceberg, tesseract, каскадный [[4,2,2]]), клиффордовы вентили трансверсальны, заплачено связностью «все со всеми» и постселекцией. |
| 7 Код | code_magic | Фабрика магических состояний (культивация / дистилляция / переключение кодов) | 14.9 | Подсистема, изготавливающая неклиффордовы ресурсные состояния, чтобы код с трансверсальными клиффордовыми вентилями мог исполнять универсальные схемы. |
| 7 Код | code_bosonic | Бозонное каскадирование (repetition-cat, LDPC-cat, GKP+qLDPC) | 12.9 | Дискретный внешний код — повторяющий или qLDPC, — обёрнутый вокруг бозонного внутреннего кубита, шум которого уже сформирован, так что внешнему коду остаётся исправлять лишь один остаточный канал. |
| 7 Код | code_color | Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили) | 12.4 | Треугольный двумерный стабилизаторный код, у которого вся группа Клиффорда действует трансверсально, минуя решёточную хирургию, ценой примерно 1.9× teraquop-площади поверхностного кода. |
| 7 Код | code_aft | Алгоритмическая отказоустойчивость / трансверсальные архитектуры | 11.4 | Замена O(d) раундов извлечения синдрома на один логический вентиль постоянным их числом — за счёт трансверсальных вентилей между блоками кода и коррелированного декодирования. |
| 7 Код | code_detect | Коды обнаружения ошибок ([[4,2,2]], поверхностный d = 2, iceberg, пространственно-временные) | 8 | Коды, которые помечают любой одиночный сбой и отбрасывают прогон вместо того, чтобы исправлять ошибку: [[4,2,2]], поверхностный код расстояния 2, код iceberg [[k+2,k,2]] и пространственно-временные проверки клиффордовых схем. |
| 7 Код | code_fusion | Отказоустойчивость на основе слияний | 6.7 | Отказоустойчивый код, собираемый из разрушающих линейно-оптических слияний (fusion) над заранее изготовленными фотонными ресурсными состояниями; теоретически терпит 2.7-17.4% потерь фотонов и ни разу не был выполнен сквозным образом. |
| 7 Код | code_mitig | Смягчение ошибок в слоте кода (ZNE, PEC) — не код | 5 | Классическая постобработка множества зашумлённых запусков — экстраполяция к нулевому шуму, вероятностная компенсация или усиление ошибок, твирлинг считывания, тензорно-сетевое обращение шума, — которая устраняет смещение средних значений (expectation values), не кодируя, не обнаруживая и не исправляя ни одной ошибки. |
| 8 Декодер | dec_nn | Нейросетевые декодеры (AlphaQubit 2, CNN, трансформеры) | 13.9 | Обучаемые декодеры синдрома — рекуррентные трансформеры, CNN, LSTM, модели пространства состояний, — которые обходят паросочетание (matching) за счёт усвоения непаулевского шума устройства прямо из данных. |
| 8 Декодер | dec_mwpm | MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание) | 12.7 | Декодер на паросочетании (matching) в графе, превращающий историю синдрома — события детектирования по раундам — в наиболее правдоподобную цепочку ошибок; эталон точности и реально поставляемый декодер реального времени для поверхностных кодов. |
| 8 Декодер | dec_gpu | GPU-декодирование через NVQLink | 11.7 | Канал RoCE, помещающий GPU внутрь петли обратной связи QEC при среднем времени кругового обхода 3.84 µs, так что декодирование исполняется как программа CUDA на оборудовании класса GH200, а не как фиксированная прошивка ПЛИС. |
| 8 Декодер | dec_relaybp | Relay-BP для qLDPC (ПЛИС) | 11.7 | Распространение доверия (belief propagation) с разупорядоченными, частично отрицательными силами памяти, сцепленное в эстафетные участки и декодирующее синдромы qLDPC двумерно-циклического (bivariate-bicycle) семейства за 24 ns на итерацию на ПЛИС. |
| 8 Декодер | dec_cryo | Криогенный декодер / декодер на чипе (крио-КМОП, БОК) | 10.4 | Декодирование синдрома или его предварительное декодирование выполняется внутри криостата — логика БОК при милликельвинах, КМОП при 4 K — вместо комнатной температуры. |
| 8 Декодер | dec_corr | Коррелированное декодирование / декодирование с учётом потерь (трансверсальные вентили, потеря атомов) | 7.7 | Декодеры, которые принимают оповещения (heralding) о потере атома как локализованные стирания (erasure) и декодируют сразу по трансверсальным слоям вентилей, а не раунд за раундом. |
| 8 Декодер | dec_fpga | ПЛИС-декодеры реального времени (LCD, Deltaflow) | 7.4 | ПЛИС комнатной температуры, на которых работают декодеры кластеризации или паросочетания (matching), достаточно быстрые, чтобы разбирать синдромы поверхностного кода внутри цикла QEC, опережая альтернативы на GPU и криогенные. |
| 8 Декодер | dec_rl | RL-калибровка в контуре / подстройка управления | 6.7 | События детектирования от работающего кода одновременно служат сигналом вознаграждения для агента обучения с подкреплением, который перенастраивает параметры управления прямо по ходу QEC, заменяя плановую перекалибровку. |
| 9 Межсоединение | ic_transducer | СВЧ-оптический преобразователь (полезной эффективности) | 14.4 | Квантово-когерентный преобразователь микроволнового диапазона в телеком-диапазон, достаточно хороший, чтобы запутывать сверхпроводниковые процессоры в разных криостатах; в 2026 году к этому не приблизилось ничто. |
| 9 Межсоединение | ic_mcm | Многокристальные модули / l-couplers (один криостат) | 13.9 | Разделение сверхпроводникового процессора на несколько кристаллов внутри одного криостата, соединённых чиплетными связями на индиевых бампах или сверхпроводниковыми l-couplers метрового масштаба. |
| 9 Межсоединение | ic_cryolink | Криогенная СВЧ-линия связи между криостатами | 11.9 | Сверхпроводниковый волновод, удерживаемый ниже 50 mK по всей своей длине и переносящий бегущие фотоны 5–7 GHz или сжатые состояния между двумя независимо охлаждаемыми рефрижераторами растворения. |
| 9 Межсоединение | ic_ionphoton | Ион-фотонный интерфейс | 10.9 | Запутывание ион — фотон с оповещением (heralded) по волокну связывает отдельные ионные ловушки в одну машину; лучшая опубликованная скорость 250 с⁻¹ при потребности ~10⁴ с⁻¹. |
| 9 Межсоединение | ic_spinphoton | Твердотельный спин-фотонный интерфейс (SiV, NV, T-центр) | 10.4 | Фотонная запутанность с оповещением (heralded) между разнесёнными твердотельными спиновыми регистрами — NV- и SiV-центрами в алмазе, T-центрами в кремнии — через проложенное телекоммуникационное волокно. |
| 9 Межсоединение | ic_atomcavity | Атом-фотонный интерфейс через резонатор | 9.2 | Оптический резонатор вокруг нейтральных атомов в оптических пинцетах усиливает по Парселлу связь атом — фотон, так что состояние атома можно записать на летающий фотон. |
| 9 Межсоединение | ic_fanout | Криогенная разводка сигналов для спиновых массивов (кристалл-маршрутизатор, 3D многослойная разводка) | 6.6 | Милликельвиновый кристалл-маршрутизатор, мультиплексор на кристалле или 3-D многослойная разводка, превращающие несколько холодных входных линий в десятки–тысячи напряжений на затворах, которые нужны массиву спиновых кубитов. |
| 9 Межсоединение | ic_multidie | Многокристальная сборка в одном модуле (flip-chip, bump-bonding с управляющим кристаллом) | 5.8 | Кристалл с кубитами, соединённый бампами лицом к лицу со вторым сверхпроводниковым кристаллом, который несёт разводку, резонаторы, второй материал или управляющую логику, — внутри одного корпуса, через вакуумный зазор от нескольких до ~20 µm. |
| 9 Межсоединение | ic_fibre | Волоконные линии связи между фотонными модулями | 5.2 | Телекоммуникационное волокно, переносящее запутанность с оповещением (heralded) между фотонными кристаллами и стойками, — цена определяется разъёмом, а не метром, а темп нигде не опубликован. |
| 10 Производство | fab_cmos | КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка) | 17.9 | Промышленные КМОП-линии 300 mm, изготавливающие спиновые кубиты на квантовых точках, крио-КМОП-контроллеры и сверхпроводниковую разводку; единственный маршрут производства кубитов со статистикой выхода годных в масштабе пластины. |
| 10 Производство | fab_pic | Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm) | 13.2 | Маршрут КМОП-фабрики, собирающий малопотерьные нитридные волноводы, электрооптические коммутаторы, однофотонные детекторы и присоединение волокна на одной 300 mm пластине. |
| 10 Производство | fab_sc | Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm) | 11.1 | Литография переходов на 300 mm и последующая подгонка задают разброс частот, который наследует каждая сверхпроводниковая архитектура. |
| 10 Производство | fab_trap | Изготовление ионных ловушек (планарные чипы; фрезерованные 3D ловушки-лезвия) | 10.9 | Планарные чипы с РЧ/DC-электродами, удерживающие и перемещающие ионы; изготавливаются на МЭМС-линиях или, всё чаще, на пластинах контрактных полупроводниковых фабрик. |
| 10 Производство | fab_optics | Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) | 8.7 | Стек лазеров, сверхвысокого вакуума и оптики формирования изображения, который захватывает, охлаждает, адресует и считывает кубиты как на ионах в ловушках, так и на нейтральных атомах, — инфраструктура, а не кубит. |
| 10 Производство | fab_3d | Объёмные сверхпроводниковые резонаторы (механическая обработка) | 5.2 | Корпуса резонаторов из алюминия или ниобия, изготовленные на станках с ЧПУ, с собственной добротностью Q выше 0.5×10⁹; сантиметровый корпус на каждую моду — структурная цена бозонных кодов на резонаторах. |
| 10 Производство | fab_bulk | Сборка из объёмной оптики и волокна (фотонные сэмплеры) | 4.2 | Фотонные процессоры, собранные из дискретных деталей — источников сжатого света и интерферометров в свободном пространстве, волоконных петель задержки, модуляторов с волоконным вводом и криогенных детекторов одиночных фотонов, — которые юстируются и стабилизируются вручную и сервосистемами, а не формируются литографией на пластине. |
| 10 Производство | fab_mbe | Гетероструктуры A3B5 (МЛЭ; проволоки InAs–Pb, КТ-источники) | 4.2 | Молекулярно-лучевая эпитаксия наноструктур A3B5 со сверхпроводящими оболочками, наносимыми без разрыва вакуума, для майорановских проводов, а также квантовых точек для однофотонных источников. |
| 10 Производство | fab_diamond | Выращивание алмаза / имплантация (NV, SiV, SnV) | 1.7 | Плазменное CVD-выращивание монокристаллического алмаза, ионная имплантация и отжиг для формирования NV-, SiV- или SnV-центров, а также подтравливание для построения нанофотоники вокруг них. |
| 10 Производство | fab_stm | СТМ-литография (доноры) | 1.7 | Остриё сканирующего туннельного микроскопа десорбирует водород с пассивированной поверхности Si(100), открывая одиночные площадки, фосфин легирует их, а эпитаксиальный кремний заращивает доноры — атомарно точно, последовательно и без фабричного эквивалента. |
BRתקצירי הטכנולוגיות
Every technology on the map has a brief, and the depth of each one follows the technology's centrality in the graph — how many platform families and architectures depend on it and how recently it reached hardware — so a node a dozen architectures run through gets about 2,000 words and a single-platform node about 800. Centrality is a statement about the graph, not a verdict on the technology; it is shown in each brief's header and in the index below.
Every brief carries the same section skeleton — identity and lineage, physics and limits, engineering state of the art, manufacturing and supply chain, role in the stack, actors and economics, outlook and open questions, sources, and open verification items — so any two briefs can be read against each other. The Actors & economics section is verified against dated primary sources. Evidence tags mark the standing of every claim: D measured or peer-reviewed, C company claim, R roadmap or target, S simulation or estimate, G established or general fact (where the chip is a link it opens the dated primary source), P preprint or trade press.
Numbers are the Atlas’s: a work has the same number here, in §9 and in every other brief; online sources were accessed in September 2026.
| layer | id | technology | centrality | one line |
|---|---|---|---|---|
| 1 נושא הקיוביט | ion | יון אטומי לכוד | 10.9 | יונים בודדים של Yb⁺/Ba⁺/Ca⁺ במלכודות RF, הנשזרים דרך אופני תנועה משותפים; הקיוביט בעל הנאמנות הגבוהה ביותר והאיטי ביותר בשירות מסחרי. |
| 1 נושא הקיוביט | transmon | טרנסמון | 10.9 | צומת ג'וזפסון המחובר במקביל לקבל (Koch 2007); נושא הקיוביט של Willow, Heron/Nighthawk ו-Zuchongzhi, עם השער הדטרמיניסטי ומחזור תיקון השגיאות המהירים ביותר מכל קיוביט שהודגם. |
| 1 נושא הקיוביט | majorana | זוגיות מיורנה (טטרון InAs–Pb) | 10.7 | זוגיות פרמיונית המאוחסנת באופן לא-מקומי בזוג תילים של מוליך למחצה–מוליך-על המוגדרים באלקטרודות שער; נמדדה רק קריאת זוגיות בתיל יחיד. |
| 1 נושא הקיוביט | alkali | אטום אלקלי (Rb/Cs) במלקחיים אופטיים | 10.6 | קיוביט ברמות העל-דקות של מצב היסוד באטום רובידיום או צזיום בודד, המוחזק במלקחיים אופטיים רחוקים מתהודה ומוזז לפי דרישה. |
| 1 נושא הקיוביט | ae_atom | אטום אלקלי-עפרורי או דומה לו (Yb/Sr) — מחיקה מובנית | 9.9 | קיוביטי איטרביום/סטרונציום במלקחיים אופטיים, שמכלול השעון המטא-יציב שלהם הופך דעיכה ואובדן לניתנים לגילוי אופטי, וממיר שגיאות פיזיות למחיקות מבושרות במקום לשגיאות פאולי שקטות. |
| 1 נושא הקיוביט | photon | פוטון בודד (משתנה בדיד) | 9.9 | קיוביט הנישא בקוונט אופטי יחיד באופני מסלול, משבצת זמן או קיטוב; השזירה הסתברותית, והשגיאה השולטת היא אובדן. |
| 1 נושא הקיוביט | qd_spin | ספין בנקודה קוונטית המוגדרת באלקטרודות שער (Si/SiGe, SiMOS, Ge) | 9.9 | ספין של אלקטרון או של חור בנקודה שאלקטרודות השער שלה מוגדרות בליתוגרפיה; החילוף נותן שערים דו-קיוביטיים דטרמיניסטיים בסדר גודל של ns על פיסת CMOS. |
| 1 נושא הקיוביט | cavity | אופן בוזוני של מהוד | 7.7 | אופן מיקרוגל הרמוני של מהוד מוליך-על תלת-ממדי או מישורי, המשמש כנושא הקיוביט; השגיאה שלו היא אובדן פוטונים מובנה, לא רעש פאולי כללי. |
| 1 נושא הקיוביט | fluxonium | פלוקסוניום | 6.7 | קיוביט מוליך-על שצומת הג'וזפסון שלו מחובר במקביל למערך צמתים, בתדר 0.2–1 GHz, עם אנהרמוניות גדולה ו-T1 ארוך, הנקנים במחיר של קו ממתח שטף לכל קיוביט. |
| 1 נושא הקיוביט | fluxq | קיוביט שטף rf-SQUID (מחשב הרפיה) | 6.7 | לולאה מוליכת-על בעלת בור כפול, המשמשת כספין איזינג ניתן לתכנות במחשבי ההרפיה של D-Wave; אין ערכת שערים, אין קוד. |
| 1 נושא הקיוביט | squeezed | אופן של אור סחוט (CV) | 6.7 | אופן אופטי של משתנה רציף שאחת הקוודרטורות שלו מתחת לרעש הוואקום; הנושא של פוטוניקת GKP ומצבי אשכול, שבה אובדן האינטגרציה, ולא האי-ליניאריות, קובע את התקרה. |
| 1 נושא הקיוביט | defect | ספין במרכז צבע / ספין פגם (NV, SiV, SnV, מרכז T) | 4.2 | ספין של פגם נקודתי ביהלום או בצורן, בר-מיעון אופטי, שהאלקטרון שלו מצטמד באופן קוהרנטי לפוטון — וזה הופך אותו לצומת רשת עם אוגר גרעיני קטן, ולא לקיוביט של מעבד. |
| 1 נושא הקיוביט | donor | ספין של אטום תורם (P ב-²⁸Si) | 4.2 | אטומי זרחן תורמים הממוקמים בליתוגרפיית STM בצורן-28 מועשר; האלקטרון הקשור מספק את ההנעה ואת הקריאה, וגרעין ה-³¹P הוא הקיוביט ארוך החיים. |
| 2 קידוד | enc_dualrail | קידוד מסילה כפולה (מחיקה) | 16.9 | עירור אחד המשותף לשני אופנים; אובדן יוצא ממרחב הקוד ומבושר כמחיקה ממוקמת, לא כשגיאת פאולי לא ידועה. |
| 2 קידוד | enc_omg | קידוד מחיקה מטא-יציב ("omg") | 15.4 | הקיוביט שוכן במכלול מטא-יציב, כך שהדעיכה השולטת שלו יוצאת מתת-המרחב באופן הניתן לגילוי, וממירה שגיאות פאולי למחיקות ממוקמות. |
| 2 קידוד | enc_gkp | קידוד רשת GKP | 12.9 | קיוביט המקודד במצבי רשת מחזוריים של אופן בוזוני אחד — מהוד מיקרוגל או אופן אופטי — המתקן הזזות קטנות בקוודרטורות ומוסר למפענח סינדרום אנלוגי. |
| 2 קידוד | enc_cat | קידוד חתול (רעש מוטה) | 7.4 | קיוביט של מצבים קוהרנטיים המיוצב בדיסיפציה דו-פוטונית, שהיפוכי הביט שלו יורדים מעריכית עם מספר הפוטונים, בעוד שהיפוכי הפאזה עולים איתו ליניארית. |
| 2 קידוד | enc_hf | קיוביט על-דק / קיוביט מצב-שעון | 7.2 | שתי תת-רמות על-דקות, או תת-רמות של ספין גרעיני, של מצב היסוד בנקודת שעון שאינה רגישה לשדה; קיוביט ברירת המחדל של כל ספק של יונים לכודים ושל אטומים ניטרליים. |
| 2 קידוד | enc_spin_ld | קידוד בספין יחיד (לוס–דיווינצ'נזו) / בספין גרעיני | 5.5 | קיוביט אחד לכל ספין-1/2 — אלקטרון, חור או גרעין כלואים — ללא תת-מרחב מקודד, ומכאן טביעת הרגל הקטנה ביותר והיעדר ערוץ דליפה. |
| 2 קידוד | enc_opt | קיוביט אופטי צר-קו (S–D ביון, שעון אטומי) | 4.4 | קיוביט המפוצל בין רמת יסוד לבין רמה מטא-יציבה הנמצאת פוטון אופטי אחד מעליה — הקו הקוודרופולי S₁/₂–D₅/₂ של ⁴⁰Ca⁺ או של ⁸⁸Sr⁺, או קו השעון ¹S₀–³P₀ של Sr/Yb ניטרלי — ולייזר צר-קו אחד מניע כל שער. |
| 2 קידוד | enc_bare | קיוביט פיזי חשוף (ללא קידוד) | 4.2 | תת-המרחב {|0⟩,|1⟩} של מתנד ג'וזפסון בעל אנהרמוניות חלשה, המשמש ישירות כקיוביט, בלי מבנה בוזוני, מבנה מחיקה או מבנה הטיה מעליו. |
| 2 קידוד | enc_eo | קידוד ספין בחילוף בלבד / סינגלט-טריפלט | 4.2 | קיוביט לוגי אחד בתת-המרחב של הספין הכולל של שלושה ספינים המצומדים בחילוף (קידוד בחילוף בלבד) או של שני ספינים ועוד גרדיאנט שדה (קידוד סינגלט–טריפלט), המונע כולו בפולסי מתח בפס בסיס, כשהדליפה היא המחיר של סילוק בקרת המיקרוגל. |
| 2 קידוד | enc_gr | קיוביט אנלוגי יסוד–רידברג | 4.2 | קיוביט דו-רמתי הבנוי ממצב יסוד אטומי |g⟩ וממצב רידברג |r⟩, המונע באופן גלובלי תחת המילטוניאן מטיפוס איזינג: הבסיס החישובי של סימולטורי רידברג אנלוגיים, לא קוד המדכא שגיאות. |
| 2 קידוד | enc_parity | קידוד בזוגיות פרמיונית (טטרון) | 4.2 | קיוביט לוגי אחד בזוגיות הפרמיונית של ארבעה אופני מיורנה על שני תילים; Z ו-X הם הזוגיות של זוגות אופנים שונים, ושניהם אינם מקומיים. |
| 2 קידוד | enc_timebin | קידוד פוטוני במשבצות זמן / במסלולים | 1 | קיוביט פוטוני במסילה כפולה, המקודד במשבצות זמן-הגעה או במסלול מוליך הגל; האובדן הוא השגיאה השולטת, והוא מבושר — מחיקה במיקום ידוע — ולא שגיאה שקטה. |
| 3 מנגנון השער | g_ryd | CZ בחסימת רידברג | 13.9 | פולסי לייזר גלובליים מעוררים אטומים שכנים הלכודים במלקחיים אופטיים למצב רידברג, שהאינטראקציה בו חוסמת עירור כפול, ומספקים CZ דטרמיניסטי של 270 ns. |
| 3 מנגנון השער | g_elec | שער מיקרוגל אלקטרוני (יונים, ללא לייזר: שדה קרוב או גרדיאנט סטטי) | 12.9 | זרמים בשבב מלכודת שיוצר במיקרו-ייצור שוזרים יונים באמצעות גרדיאנטים של שדה מיקרוגל, ללא לייזר וללא קירור למצב היסוד. |
| 3 מנגנון השער | g_tc | CZ / iSWAP במצמד בר-כוונון | 10.6 | מצמד המכוונן בשטף מפעיל ומכבה את אינטראקציית החילוף וה-ZZ בין טרנסמונים, ומספק שערי CZ או iSWAP דטרמיניסטיים של 25–70 ns. |
| 3 מנגנון השער | g_exch | שער חילוף (ספינים; כולל CZ בספינים מוסעים) | 9.1 | חילוף הייזנברג בפולסי מתח בין ספינים שכנים או מוסעים, בנקודות המוגדרות באלקטרודות שער או באטומים תורמים — מנגנון השזירה היחיד שאינו צריך דבר מלבד אלקטרודות שער של CMOS. |
| 3 מנגנון השער | g_ms | שער לייזר מולמר–סורנסן / הסטת אור | 9.1 | כוח תלוי-ספין של לייזר דו-כרומטי, השוזר יונים לכודים דרך פאזה גאומטרית על אופן תנועה משותף, שהשער מותיר כפי שמצא אותו. |
| 3 מנגנון השער | g_bos | שערים בוזוניים בתיווך קיוביט עזר (CX חתול, CZ מסילה כפולה, מפצל אלומה) | 8.4 | מצמדי SQUID/SNAIL מונעים וקיוביטי עזר טרנסמוניים מתווכים שערי מפצל-אלומה ושערי שזירה בין אופנים בוזוניים של מהודים מוליכי-על, עבור קידודי חתול, GKP ומסילה כפולה. |
| 3 מנגנון השער | g_catcnot | CNOT חתול–חתול משמר-הטיה | 8.2 | שער שזירה ישיר בין שני קיוביטי חתול דיסיפטיביים, המשמר ללא פגע את הדיכוי המעריכי של היפוכי הביט לאורך האינטראקציה — תאוריה בלבד. |
| 3 מנגנון השער | src_resource | מחולל מצבי משאב רב-פוטוניים (RSG; טבעת-6 וכו') | 8.2 | 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. |
| 3 מנגנון השער | g_fusion | היתוך באופטיקה ליניארית (מבושר) | 7.7 | מדידה הסתברותית בבסיס בל על שני פוטונים — 50% ללא הגברה, 75% עם פוטוני עזר — שכישלונה מבושר ומוחק אחת משתי התוצאות הנמדדות; פרימיטיב השזירה של הפוטוניקה מבוססת-ההיתוך. |
| 3 מנגנון השער | g_mbq | שער מיורנה מבוסס-מדידה | 5.7 | שערי קליפורד הנוצרים מרצפים של מדידות משותפות של זוגיות פרמיונית במקום קליעה פיזית; מוגדרים מאז 2008, מעולם לא הופעלו. |
| 3 מנגנון השער | g_rydanalog | התפתחות אנלוגית תחת המילטוניאן רידברג | 4.6 | שדות לייזר גלובליים מניעים המילטוניאן איזינג-רידברג הניתן לתכנות על מערך מלקחיים אופטיים שלם בבת אחת: צורות הגל Ω(t), Δ(t), תבנית קבועה של היסט מקומי והגאומטריה של האטומים הם התוכנית, ואין שער בדיד. |
| 3 מנגנון השער | g_lointer | אינטרפרומטר אופטי-ליניארי ניתן לתכנות (ללא פרימיטיב שזירה) | 4.4 | אוניטרי פסיבי ניתן לתכנות על N אופנים אופטיים — רשת של מפצלי אלומה ומזיזי פאזה או לולאות סיב במשבצות זמן — המפזר אור סחוט או פוטונים בודדים אל גלאים לצורך דגימה, ללא שער שזירה וללא הזנה קדימה. |
| 3 מנגנון השער | g_anneal | הרפיה קוונטית (התפתחות אנלוגית) | 4.2 | התפתחות המילטוניאנית בזמן רציף (הרפיה חטופה קוהרנטית, 3.6–27 ns) המובילה ספיני איזינג או רידברג לעבר מצב יסוד; לא שער בדיד. |
| 3 מנגנון השער | g_cr | תהודה צולבת (תדר קבוע, מיקרוגל בלבד) | 4.2 | שער שזירה במיקרוגל בלבד, המניע טרנסמון אחד בתדר קבוע בתדר של שכנו דרך אפיק סטטי; ללא קו שטף, ללא מצמד בר-כוונון. |
| 3 מנגנון השער | g_cv | שערים גאוסיים CV + פעולות לא-גאוסיות בסיוע GKP | 4.2 | מפצלי אלומה, מקורות סחיטה והזנה קדימה הומודינית על אופנים אופטיים, כשמצבי רשת GKP מספקים את המשאב הלא-גאוסי שהסבילות לתקלות דורשת. |
| 3 מנגנון השער | g_mwspin | שערי ספין במיקרוגל / אופטיים (מרכזי פגם, ספינים 1Q) | 1.7 | סיבוב תהודתי במיקרוגל של ספין האלקטרון בפגם, סיבוב המותנה בצימוד העל-דק של הגרעינים השכנים לו, ופולסים אופטיים לאתחול ולקריאה. |
| 4 קישוריות והובלה | cx_lr | מצמדים לטווח ארוך על השבב (מצמדי c, בסדר גודל של mm) | 18.4 | מצמדים ברי-כוונון המוארכים במוליך גל או במהוד, השוזרים קיוביטים מוליכי-על נייחים המרוחקים מילימטרים זה מזה, וקונים את הגרפים מדרגה 6 שקודי qLDPC צריכים. |
| 4 קישוריות והובלה | cx_shuttle | הסעת ספינים (מצב מסוע) | 14.4 | הובלה קוהרנטית של קיוביט ספין לאורך מסוע המוגדר באלקטרודות שער, הקונה מרחק ודלילות פריסה בתקציב דה-פאזה ולא בחיווט. |
| 4 קישוריות והובלה | cx_nn | סריג סטטי של שכנים קרובים | 13.4 | גרף צימוד שנקבע ברמת המסכה, שבו כל קיוביט מקיים אינטראקציה רק עם שכניו הליתוגרפיים; טופולוגיית ברירת המחדל שבבסיס כל מעבד מוליך-על וכל מעבד ספינים שהוצבו בשטח. |
| 4 קישוריות והובלה | cx_qccd | הסעת יונים (QCCD, צמתים, מלכודות רשת) | 11.6 | הזזת יונים לכודים בין אזורים דרך צמתים או מלכודות רשת, כך שגביש קטן שאפשר להפעיל עליו שערים יורש קישוריות של כל-לכל. |
| 4 קישוריות והובלה | cx_aod | הובלת אטומים במלקחי AOD (ארכיטקטורה מחולקת לאזורים) | 10.9 | מסיטים אקוסטו-אופטיים מוצלבים מזיזים מלקחיים אופטיים כדי להסיע אטומים בין אזורי אחסון, שזירה וקריאה, ב-~99.95% להזזה. |
| 4 קישוריות והובלה | cx_switch | מיתוג / ניתוב פוטוני (אלקטרו-אופטי, הזנה קדימה) | 8.4 | מתגים אלקטרו-אופטיים ומתגי MEMS מנתבים פוטונים בין מוליכי גל לפי החלטת בישור בזמן אמת — שכבת ההובלה שבה שולט האובדן, המשותפת לכל ארכיטקטורה פוטונית. |
| 4 קישוריות והובלה | cx_reload | טעינה מחדש רציפה של אטומים (מאגר + מסוע אופטי) | 7.9 | מאגר אטומים המוזן ברציפות (מסועים של סריג אופטי מ-MOT מרוחק, סריג מוגבר-מהוד או אלומה הנעצרת במולסה), שממנו מלקחיים אופטיים שולפים אטומים טריים אל המערך בזמן שהקיוביטים המאוחסנים שומרים על הקוהרנטיות שלהם. |
| 4 קישוריות והובלה | cx_crossbar | בקרת crossbar בקווים משותפים (ספינים) | 5.7 | קווי plunger ו-barrier המשותפים לשורות ולעמודות ממענים מערך נקודות דו-ממדי, ומספר הקווים גדל כשורש הריבועי של מספר הנקודות — יכולת החיווט נקנית במחיר רזולוציית המיעון. |
| 4 קישוריות והובלה | cx_bus | אפיק תנועתי של שרשרת יונים (כל-לכל בשרשרת) | 4.2 | אופן תנועה קולקטיבי משותף שוזר כל זוג במלכודת אחת, ומעניק קישוריות אמיתית של כל-לכל במחיר זמן שער הגדל עם אורך השרשרת. |
| 5 בקרה | ct_cryocmos | בקר CMOS קריוגני (4 K / mK) | 17.6 | רכיבי ASIC מסחריים ב-CMOS בתוך הקריוסטט, המסנתזים את צורות הגל לבקרת הקיוביטים ואת מתחי הממתח לצד הקיוביטים, ומחליפים את המסדים בטמפרטורת החדר ואת הקווים הקואקסיאליים שלהם. |
| 5 בקרה | ct_sfq | בקרה ספרתית SFQ (4 K / mK) | 14.4 | פולסי שטף מקוונטטים משבב ספרתי מניוביום, המורכב בשיטת השבב ההפוך על פיסת הקיוביטים, מניעים שערים בטמפרטורת מיליקלווין ומחליפים את כבל המיקרוגל הקואקסיאלי לכל קיוביט. |
| 5 בקרה | ct_ionmw | בקרת מיקרוגל משולבת בשבב (יונים) | 12.9 | הנעת השערים של היונים מסונתזת כאותות חשמליים ומועברת במוליכים בתוך שבב המלכודת, במקום באלומות לייזר. |
| 5 בקרה | ct_pic_trap | מלקחיים אופטיים הנוצרים ב-PIC / אופטיקה משולבת לאטומים | 11.2 | יצירה, ניתוב ואיסוף של האור הלוכד, הממען והמצלם אטומים בודדים — ממעגל פוטוני משולב במקום מאופטיקה במרחב חופשי. |
| 5 בקרה | ct_base | בקרה חשמלית בפס בסיס (ספינים, מיורנה) | 10.2 | פולסי מתח מ-DC ועד כמה GHz על אלקטרודות שער ליתוגרפיות מניעים חילוף, מנהור וזוגיות בהתקני ספין ובהתקני מיורנה, ללא הנעה תהודתית. |
| 5 בקרה | ct_fluxdac | ריבוב DAC-שטף על השבב | 9.7 | ממירים ספרתיים-אנלוגיים של שטף (DAC-שטף) מבוססי SFQ על השבב, המחזיקים את ממתח ה-DC של כל קיוביט או מצמד בשלב ה-mK, ומחליפים חוט אחד מטמפרטורת החדר לכל ממתח ברשת מרובבת על השבב. |
| 5 בקרה | ct_ionlaser | בקרת לייזר בפוטוניקה משולבת (יונים) | 9.7 | מוליכי גל על השבב מנתבים אור קירור, שער וקריאה אל יונים לכודים, ומחליפים אלומות במרחב חופשי בנתיבים אופטיים הקבועים בליתוגרפיה. |
| 5 בקרה | ct_rt | אלקטרוניקה בטמפרטורת החדר + כבל קואקסיאלי/כבל גמיש לכל קיוביט | 9.4 | קו קוהרנטי אחד לכל מבוא של הנעה, שטף וקריאה עובר ממסדים בטמפרטורת החדר, דרך כבל קואקסיאלי מונחת או כבל סרט גמיש (flex), אל תא הערבוב. |
| 5 בקרה | ct_laser | בקרה אופטית בלייזר + AOD/SLM (אטומים) | 8.4 | לייזרים במרחב חופשי, מאפננים הולוגרפיים ומסיטים אקוסטו-אופטיים יוצרים, מזיזים, מצלמים ומניעים את מערכי המלקחיים האופטיים המחזיקים את קיוביטי האטומים הניטרליים. |
| 5 בקרה | ct_vio | הולכת אותות אנכית (מחוץ למישור) — VIO, קואקסמון, חיווט תלת-ממדי | 6.4 | קווי בקרה וקריאה מאלקטרוניקה בטמפרטורת החדר מגיעים לכל קיוביט מוליך-על דרך פני השבב — פינים קואקסיאליים, גששי מגע, מעברים (vias) מוליכי-על או פיסת אותות מוערמת — במקום להיות מנותבים במישור השבב אל שוליו. |
| 5 בקרה | ct_ionaod | מיעון לייזר של יונים במרחב חופשי (אלומות AOM/AOD) | 6.2 | אור השערים משולחן אופטי בטמפרטורת החדר ממותג ומכוון אל יונים בודדים בשרשרת אחת בידי מאפננים אקוסטו-אופטיים רב-ערוציים או מסיטים אקוסטו-אופטיים, וממוקד דרך אופטיקה נפחית מעל המלכודת. |
| 5 בקרה | ct_eo | הנעה אלקטרו-אופטית + אלקטרוניקת הזנה קדימה (טמפרטורת החדר) | 5.2 | מאפננים בטמפרטורת החדר המונעים לפי תוצאות הגלאים בתוך מחזור שעון אופטי אחד — שכבת ההזנה קדימה שכל ארכיטקטורה פוטונית זקוקה לה. |
| 6 קריאה | ro_erasure | בדיקת מחיקה באמצע המעגל | 20.6 | בדיקה, באמצעות קיוביט עזר או פלואורסצנציה, האם קיוביט עודנו במרחב הקוד שלו; היא מסמנת דעיכה או דליפה כמחיקה ממוקמת בלי לקרוא את המצב הלוגי. |
| 6 קריאה | ro_spd | גילוי פוטון בודד (SNSPD / TES) | 13.2 | גלאים קריוגניים מוליכי-על ההורסים פוטון כדי לרשום אותו; איבר הקריאה המשותף של כל פלטפורמה פוטונית ושל כל פלטפורמה המקושרת בפוטונים. |
| 6 קריאה | ro_disp | קריאה דיספרסיבית במיקרוגל (+TWPA, מסנן פרסל) | 10.4 | מצב הקיוביט נקרא כהסטה דיספרסיבית של מהוד מצומד, מסונן במסנן פרסל על השבב ומוגבר קרוב לגבול הקוונטי לפני ה-HEMT. |
| 6 קריאה | ro_fluor | גילוי מצב בפלואורסצנציה (יונים, פגמים) | 9.4 | פלואורסצנציה תהודה תלוית-מצב, הנספרת ב-PMT, ב-EMCCD, ב-SNSPD או בפוטודיודה המשולבת במלכודת, היא קריאת ברירת המחדל הלא-הורסת באמצע המעגל של יונים לכודים. |
| 6 קריאה | ro_img | דימות פלואורסצנציה של מערכי אטומים | 8.4 | גילוי בפלואורסצנציה של אטומים ניטרליים באמצעות מצלמה — לא-הורס, באמצע המעגל, מילישנייה כברירת מחדל, מיקרושנייה בהדגמות של קבוצה יחידה. |
| 6 קריאה | ro_s2c | המרת ספין-למטען + רפלקטומטריית rf | 8.4 | הספין מומר לאירוע של תנועת מטען בחסימת פאולי או במנהור סלקטיבי לפי אנרגיה, ואז נקרא בחיישן מטען מתואם ל-rf בתוך מיקרושניות בלי להרוס את הקיוביט. |
| 6 קריאה | ro_qcap | קריאת זוגיות בקיבול קוונטי rf | 5.7 | חישת שער דיספרסיבית של הקיבול הקוונטי של אי מיורנה ברפלקטומטריית rf, הקוראת זוגיות פרמיונית בלי העברת מטען; לא הרסנית ובאמצע המעגל. |
| 6 קריאה | ro_reset | איפוס קיוביט מהיר בלתי מותנה / דיסיפטיבי | 5.6 | החזרת קיוביט מוליך-על ל-|0⟩ ב-~100–500 ns במסירת העירור שלו לאופן בעל הפסדים, בדרך כלל מהוד הקריאה, במקום להמתין ל-T1 או למדוד ולהפוך. |
| 6 קריאה | ro_homodyne | גילוי קוודרטורה הומודיני (CV) | 4.5 | אופן אות מתאבך עם מתנד מקומי חזק על זוג פוטודיודות מאוזן, שזרם ההפרש שלו דוגם קוודרטורה נבחרת אחת של השדה — המדידה החישובית של מכונות משתנה רציף ו-GKP. |
| 6 קריאה | ro_fluxro | קריאת שטף באמצעות QFP / אוגרי הזזה SQUID (מחשבי הרפיה) | 3 | בסוף ההרפיה מצב הזרם המתמיד של כל קיוביט שטף ננעל בפרמטרון שטף קוונטי ומועבר כביט קלאסי אל גלאי — dc SQUID, או ב-Advantage מיקרו-מהוד בריבוב תדרים בשולי השבב; אף קיוביט אינו מצומד למהוד קריאה. |
| 7 קוד | code_erasure | קודים מותאמי-מחיקה | 18.4 | קודי משטח וקודי בלוקים המפוענחים עם דגלים של שגיאות ממוקמות; ספים של 4–10% ו-Λ ≈ 27 בסימולציה, רווחים של 1.7–1.9× בחומרה. |
| 7 קוד | code_surface | קוד המשטח המסובב (+ גרסאות רתומות) | 16.6 | קוד מייצב מסוג CSS במשקל 4 על סריג ריבועי; הקוד היחיד עם נתוני חומרה מתחת לסף בשלוש פלטפורמות, והיקר ביותר. |
| 7 קוד | code_qldpc | קודי qLDPC לא-מקומיים (bivariate bicycle, "gross") | 16.1 | קודי מייצב דלילים בעלי קצב גבוה על טורוס מדרגה 6, המקצצים את תקורת הפיזיים-ללוגי בערך פי עשרה לעומת קוד המשטח. |
| 7 קוד | code_highrate | קודים משורשרים בקצב גבוה עם שערים טרנסוורסליים | 14.9 | קיוביטים לוגיים רבים בבלוק אחד (iceberg, tesseract, [[4,2,2]] משורשר), שערי קליפורד טרנסוורסליים, במחיר של קישוריות כל-לכל ובחירה בדיעבד. |
| 7 קוד | code_magic | מפעל מצבי קסם (טיפוח / זיקוק / החלפת קוד) | 14.9 | תת-המערכת המייצרת מצבי משאב לא-קליפורדיים, כדי שקוד עם שערי קליפורד טרנסוורסליים יוכל להריץ מעגלים אוניברסליים. |
| 7 קוד | code_bosonic | שרשור בוזוני (חזרה-חתול, LDPC-חתול, GKP+qLDPC) | 12.9 | קוד חיצוני בדיד — חזרה או qLDPC — העוטף קיוביט פנימי בוזוני שהרעש שלו כבר מעוצב, כך שהקוד החיצוני מתקן ערוץ שיורי אחד בלבד. |
| 7 קוד | code_color | קוד הצבע (שערי קליפורד טרנסוורסליים) | 12.4 | קוד מייצב דו-ממדי משולש שחבורת קליפורד כולה פועלת בו טרנסוורסלית, בדילוג על ניתוח סריג, בכ-1.9× מטביעת הרגל של קוד המשטח למכונת teraquop. |
| 7 קוד | code_aft | סבילות תקלות אלגוריתמית / ארכיטקטורות טרנסוורסליות | 11.4 | החלפת O(d) סבבי חילוץ סינדרום לכל שער לוגי במספר קבוע, באמצעות שערים טרנסוורסליים בין בלוקים ופענוח מתואם. |
| 7 קוד | code_detect | קודים לגילוי שגיאות ([[4,2,2]], קוד משטח d = 2, iceberg, מרחב-זמן) | 8 | קודים המסמנים כל תקלה בודדת ומשליכים את הריצה במקום לתקן אותה: [[4,2,2]], קוד המשטח במרחק 2, קוד ה-iceberg [[k+2,k,2]] ובדיקות מרחב-זמן על מעגלי קליפורד. |
| 7 קוד | code_fusion | סבילות לתקלות מבוססת-היתוך | 6.7 | קוד סובלני לתקלות המורכב מהיתוכים הורסים באופטיקה ליניארית על מצבי משאב פוטוניים מוכנים מראש, הסובל בתאוריה אובדן פוטונים של 2.7-17.4% ומעולם לא הורץ מקצה לקצה. |
| 7 קוד | code_mitig | הפחתת שגיאות במשבצת הקוד (ZNE, PEC) — אינה קוד | 5 | עיבוד קלאסי בדיעבד של ריצות רועשות רבות — אקסטרפולציה לרעש אפס, ביטול או הגברה הסתברותיים של שגיאות, סחרור הקריאה, היפוך הרעש ברשתות טנזורים — המסיר את ההטיה מערכי תוחלת בלי לקודד, לגלות או לתקן אף שגיאה אחת. |
| 8 מפענח | dec_nn | מפענחים מבוססי רשתות עצביות (AlphaQubit 2, CNN, טרנספורמרים) | 13.9 | מפענחי סינדרום נלמדים — טרנספורמרים חוזרים, רשתות CNN, רשתות LSTM, מודלי מרחב-מצבים — הגוברים על הזיווג בכך שהם לומדים מהנתונים את רעש ההתקן שאינו רעש פאולי. |
| 8 מפענח | dec_mwpm | MWPM / Sparse Blossom (+זיווג מתואם) | 12.7 | מפענח זיווג בגרף, ההופך את היסטוריית הסינדרומים — אירועי הגילוי לאורך הסבבים — לשרשרת השגיאות הסבירה ביותר; נקודת הייחוס לדיוק, והמפענח בזמן אמת שכבר מסופק בפועל לקודי המשטח. |
| 8 מפענח | dec_gpu | פענוח ב-GPU דרך NVQLink | 11.7 | קישור RoCE המכניס GPU לתוך לולאת המשוב של תיקון השגיאות, בזמן הלוך-ושוב ממוצע של 3.84 µs, כך שהפענוח רץ כתוכנת CUDA על חומרה ברמת GH200 במקום כקובץ תצורה (bitstream) קבוע של FPGA. |
| 8 מפענח | dec_relaybp | Relay-BP ל-qLDPC (FPGA) | 11.7 | התפשטות אמונה (belief propagation) עם עוצמות זיכרון בעלות אי-סדר, שחלקן שליליות, המופעלת כשרשרת של מקטעי ממסר ומפענחת סינדרומים של קודי qLDPC מסוג bivariate-bicycle ב-24 ns לאיטרציה על FPGA. |
| 8 מפענח | dec_cryo | מפענח קריוגני / על השבב (CMOS קריוגני, SFQ) | 10.4 | פענוח סינדרום או פענוח מקדים המבוצע בתוך הקריוסטט — לוגיקת SFQ בטמפרטורת מיליקלווין, CMOS ב-4 K — במקום בטמפרטורת החדר. |
| 8 מפענח | dec_corr | פענוח מתואם / מודע-אובדן (טרנסוורסלי, אובדן אטומים) | 7.7 | מפענחים הצורכים את אותות הבישור של אובדן אטומים כמחיקות ממוקמות, ומפענחים על פני שכבות של שערים טרנסוורסליים במקום סבב אחר סבב. |
| 8 מפענח | dec_fpga | מפענחי FPGA בזמן אמת (LCD, Deltaflow) | 7.4 | רכיבי FPGA בטמפרטורת החדר, המריצים מפענחי אשכול או זיווג מהר דיים כדי לעבד את סינדרומי קוד המשטח בתוך מחזור תיקון השגיאות, ומקדימים את החלופות של GPU ושל אלקטרוניקה קריוגנית. |
| 8 מפענח | dec_rl | כיול RL בלולאה / היגוי הבקרה | 6.7 | אירועי הגילוי של הקוד הרץ משמשים גם כאות התגמול של סוכן למידת חיזוק, המכוונן מחדש את פרמטרי הבקרה במהלך תיקון השגיאות ומחליף את הכיול מחדש לפי לוח זמנים. |
| 9 חיבור בין-מודולי | ic_transducer | מתמר מיקרוגל–אופטי (בנצילות שימושית) | 14.4 | ממיר ממיקרוגל לתחום הטלקום, השומר על קוהרנטיות קוונטית וטוב דיו כדי לשזור מעבדים מוליכי-על במקררים נפרדים; ב-2026 שום דבר אינו מתקרב לכך. |
| 9 חיבור בין-מודולי | ic_mcm | מודולים מרובי-שבבים / מצמדי l (אותו קריוסטט) | 13.9 | פיצול של מעבד מוליך-על בין כמה פיסות בתוך קריוסטט אחד, המחוברות בקישורי שבבונים בחיבורי בליטות או במצמדי l מוליכי-על באורך בסדר גודל של מטר. |
| 9 חיבור בין-מודולי | ic_cryolink | קישור מיקרוגל קריוגני בין מקררים | 11.9 | מוליך גל מוליך-על המוחזק מתחת ל-50 mK לכל אורכו, ונושא פוטונים נודדים של 5–7 GHz או מצבים סחוטים בין שני מקררי דילול המקוררים באופן בלתי תלוי. |
| 9 חיבור בין-מודולי | ic_ionphoton | קישור יון–פוטון | 10.9 | 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. |
| 9 חיבור בין-מודולי | ic_spinphoton | קישור ספין–פוטון במצב מוצק (SiV, NV, מרכז T) | 10.4 | שזירה פוטונית מבושרת בין אוגרי ספין מרוחקים במצב מוצק — מרכזי NV ו-SiV ביהלום, מרכזי T בצורן — דרך סיב טלקום פרוס. |
| 9 חיבור בין-מודולי | ic_atomcavity | ממשק אטום–פוטון במהוד | 9.2 | מהוד אופטי סביב אטומים ניטרליים הלכודים במלקחיים אופטיים מגביר את צימוד האטום–פוטון באמצעות אפקט פרסל, כך שאפשר לכתוב את מצב האטום על פוטון מעופף. |
| 9 חיבור בין-מודולי | ic_fanout | פיצול אותות קריוגני למערכי ספינים (פיסת נתב, חיווט תלת-ממדי מוערם) | 6.6 | פיסת נתב בטמפרטורת מיליקלווין, מרבב על הפיסה או חיווט תלת-ממדי מוערם, ההופכים קווי כניסה קרים ספורים לעשרות עד אלפי מתחי השער שמערך של קיוביטי ספין צריך. |
| 9 חיבור בין-מודולי | ic_multidie | זיווד מרובה-פיסות במודול אחד (flip-chip, פיסת בקרה בחיבור בליטות) | 5.8 | פיסת קיוביטים המחוברת בבליטות, פנים אל פנים, לפיסה מוליכת-על שנייה הנושאת חיווט, מהודים, חומר שני או לוגיקת בקרה, בתוך מארז אחד, על פני מרווח ואקום של מיקרומטרים ספורים עד ~20 µm. |
| 9 חיבור בין-מודולי | ic_fibre | קישורי סיב בין מודולים פוטוניים | 5.2 | סיב טלקום הנושא שזירה מבושרת בין שבבים ומסדים פוטוניים — מתומחר לפי מחבר, לא לפי מטר, ובלי קצב שפורסם. |
| 10 ייצור | fab_cmos | מפעל CMOS של 300 mm (ספינים, CMOS קריוגני, חיווט מוליך-על) | 17.9 | קווי CMOS תעשייתיים של 300 mm המייצרים קיוביטי ספין בנקודות קוונטיות, בקרי CMOS קריוגני וחיווט מוליך-על; מסלול ייצור הקיוביטים היחיד שיש לו סטטיסטיקה של שיעורי תקינות בקנה מידה של פרוסה. |
| 10 ייצור | fab_pic | מפעל ייצור למעגלים פוטוניים משולבים (SiN, BTO, TFLN, SNSPD על 300 mm) | 13.2 | זרימת תהליך במפעל CMOS המציבה על פרוסה אחת של 300 mm מוליכי גל מניטריד בעלי אובדן נמוך, מתגים אלקטרו-אופטיים, גלאי פוטון בודד וחיבור סיבים. |
| 10 ייצור | fab_sc | ליתוגרפיה של קיוביטים מוליכי-על (צמתי Al/AlOx/Al, חיווט Nb, 300 mm) | 11.1 | ליתוגרפיית צמתים של 300 mm וגיזום לאחר הייצור קובעים את פיזור התדרים שכל ארכיטקטורה של מוליכי-על יורשת. |
| 10 ייצור | fab_trap | ייצור מלכודות יונים (שבבי אלקטרודות משטח; מלכודות להבים תלת-ממדיות בעיבוד שבבי) | 10.9 | שבבי אלקטרודות RF/DC מישוריים הכולאים יונים ומסיעים אותם, הבנויים בקווי MEMS או, יותר ויותר, על פרוסות של מפעלי ייצור מסחריים למוליכים למחצה. |
| 10 ייצור | fab_optics | הרכבה אופטית / מכנית (לייזרים, ואקום, אובייקטיבים) | 8.7 | מחסנית הלייזרים, הוואקום העל-גבוה ואופטיקת הדימות הלוכדת, מקררת, ממענת וקוראת קיוביטים הן של יונים לכודים והן של אטומים ניטרליים — תשתית, לא קיוביט. |
| 10 ייצור | fab_3d | מהודים מוליכי-על תלת-ממדיים בעיבוד שבבי | 5.2 | גופי מהודים מאלומיניום או מניוביום בעיבוד שבבי ב-CNC, עם Q פנימי מעל 0.5×10⁹; הגוף בקנה מידה של cm לכל אופן הוא המחיר המבני של קודים בוזוניים מבוססי-מהוד. |
| 10 ייצור | fab_bulk | הרכבה של אופטיקה נפחית וסיבים (דוגמים פוטוניים) | 4.2 | מעבדים פוטוניים המורכבים מחלקים בדידים — מקורות סחיטה ואינטרפרומטרים במרחב חופשי, לולאות השהיה בסיב, מאפננים מצומדים לסיב וגלאי פוטון בודד קריוגניים — המיושרים והננעלים ידנית ובמערכות סרוו, ולא מיוצרים בתבנית ליתוגרפית על פרוסה. |
| 10 ייצור | fab_mbe | הטרו-מבנים III-V ב-MBE (תילי InAs–Pb, מקורות מנקודות קוונטיות) | 4.2 | אפיטקסיה בקרן מולקולרית של ננו-מבנים III-V עם מעטפות מוליך-על שהושקעו בלי לשבור את הוואקום, לתילי מיורנה, ושל נקודות קוונטיות למקורות פוטון בודד. |
| 10 ייצור | fab_diamond | גידול יהלום / השתלה (NV, SiV, SnV) | 1.7 | גידול יהלום חד-גבישי ב-CVD בפלזמה, השתלת יונים וריפוי ליצירת מרכזי NV, SiV או SnV, ואיכול תחתי לבניית הננו-פוטוניקה סביבם. |
| 10 ייצור | fab_stm | ליתוגרפיית מימן ב-STM (תורמים) | 1.7 | חוד של מיקרוסקופ מנהור סורק מסיר בדסורפציה את המימן מ-Si(100) שעבר פסיבציה וחושף אתרים בודדים, פוספין מסמם אותם, וצורן אפיטקסיאלי קובר את התורמים — בדיוק אטומי, באופן טורי וללא מקבילה במפעל ייצור. |
The English text is loading…
Ион в ловушке
Одиночные ионы Yb⁺/Ba⁺/Ca⁺ в ВЧ-ловушках, запутываемые через общие колебательные моды; самый точный и самый медленный кубит в коммерческой эксплуатации.
Вердикт. Лидер по точности и единственная платформа, работающая с десятками скорректированных логических кубитов, но пропускную способность задают транспорт и охлаждение, а не вентили; 2D-масштабирование не доказано до появления Sol (2027).
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (стадия A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей отчёта (см. Участники и экономика).
Сущность и происхождение
Кубит на ионе в ловушке — это одиночный атомарный ион (иттербия, бария, кальция или стронция), удерживаемый ВЧ- и статическими полями над микроизготовленными электродами, с логикой на сверхтонких, зеемановских или оптических уровнях. Ионы в цепочке отталкиваются и потому имеют общие квантованные колебательные моды; зависящая от спина сила, приложенная к этим модам, превращает движение в шину, запутывающую любую пару. Cirac и Zoller предложили это в 1995 г.; группа Wineland в NIST в том же году продемонстрировала первый вентиль — между внутренним состоянием одного иона и его движением, а вентили между двумя ионами последовали в 1998–2003 гг. Всё коммерческое сегодня — это та же идея плюс микроизготовление поверхностных электродов.
Атрибуты (граф технологий): сродство к носителю 0.0 — полностью естественный, каждый ион идентичен другому по законам физики, нет производственного разброса, который приходилось бы вычищать калибровкой; время запутывания 10⁻⁴·² с (≈ 63 µs), детерминированное, без оповещения (heralding); считывание по флуоресценции на циклическом переходе, ≈ 10 µs, неразрушающее, с поддержкой внутрисхемного режима; подвижность за счёт физического транспорта — ионы перемещаются, а не соединяются проводами; управление оптическое, при комнатной температуре; структура ошибок с точки зрения кода — когерентные, утечка (leakage), паулиевские; производство — планарные ловушки класса микроэлектромеханических систем (МЭМС).
Физика и пределы
Такт задают частоты ловушки в несколько MHz. Спин-колебательная связь пропорциональна произведению параметра Лэмба–Дике на амплитуду возбуждения, поэтому вентиль, существенно более быстрый, чем период колебаний, либо возбуждает не те моды, либо требует оптической мощности, вновь вводящей рассеяние; длительности от микросекунд до сотен микросекунд — физический компромисс, а не инженерная недоработка. С памятью всё наоборот: в магнитно-нечувствительных часовых состояниях один ион удерживает когерентность более часа D[104] — на пять-шесть порядков дольше сверхпроводникового кубита. Ошибка простоя почти бесплатна; платить приходится за само время простоя.
Предел принадлежит возбуждению, а не носителю: лазерные вентили несут неустранимый предел спонтанного излучения, а двухкубитная ошибка 8.4(7)×10⁻⁵ при доплеровской температуре без охлаждения в основное состояние D[102] показывает, что он устраним. Остаются аномальный нагрев от поверхностей электродов, сгущение мод по мере удлинения цепочек и столкновения с остаточным газом, переупорядочивающие или выбивающие цепочку. Последнее и есть архитектурная проблема: декодер, рассчитанный на стохастический паулиевский шум, вместо этого видит, как ионы утекают в метастабильные многообразия или исчезают. Утечка (leakage) достаточно мала, чтобы её приводили численно — 1.1×10⁻⁵ на клиффорд на Helios D[97], — но приводится она отдельно, поскольку не является паулиевской. Криогенные ловушки, симпатическое охлаждение, метастабильные кодировки со стиранием (erasure) и лучший вакуум сдвинули бы этот предел.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее продемонстрированное и типичное на масштабе сошлись необычно близко: Helios работает на 98 кубитах Ba⁺ с двухкубитной ошибкой 7.9×10⁻⁴ и полной связностью — в пределах порядка от рекорда. Разрыв — в скорости: вентиль занимает ≈ 70 µs, но слой полной ширины требует ≈ 55 ms, если учесть сортировку, транспорт и повторное охлаждение; на H2 транспорт составлял ~60% времени работы D[97], [110].
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2024-07 | Полностью электронное управление, 10 кубитов / 7 зон: двухкубитная 99.97(1)% | Oxford Ionics | D[257]факт |
| 2025-10 | Двухкубитная ошибка 8.4(7)×10⁻⁵, без охлаждения в основное состояние | Oxford Ionics / IonQ | D[102]факт |
| 2025-11 | Helios, 98 Ba⁺: двухкубитная 7.9×10⁻⁴, ошибка приготовления и измерения (SPAM) 3.3–4.8×10⁻⁴, утечка 1.1×10⁻⁵/клиффорд | Quantinuum | D[97] |
| 2026-02 | 48 скорректированных логических кубитов ([[80,48,4]]), неточность логического вентиля 1.0–1.2×10⁻⁴ | Quantinuum | D[105]факт |
| 2026-05 | Квантовый объём 32 768, LYNX в стоечном исполнении | AQT | C[128] |
| 2026-06 | Выход на безубыточность (break-even) памяти на qLDPC в пределах погрешности: 3.95 ± 0.68 с (один из кодов) против 3.84 ± 0.48 с у физического кубита (пересмотрено в сентябре 2026) | IonQ | D[109]факт |
Доминирующее слагаемое ошибки на масштабе — не вентиль, а цена перемещения ионов: возбуждение при транспорте, повторное охлаждение, переупорядочивание, — плюс утечка (leakage), которую декодер не может поглотить. Демонстрации кодов с высокой скоростью отбрасывают на глубине 75–97% выстрелов D[105].
Производство, материалы и цепочка поставок
Ловушки — кремниевые изделия класса МЭМС, а не литография, определяющая сам кубит: ион идеален, поэтому разброс по пластине проявляется в геометрии электродов и качестве поверхности, но никогда — как разброс от кубита к кубиту. Значимы две фабрики. Infineon ведёт выделенную платформу QPU в Филлахе на пластинах от 6 до 12 дюймов с анодным сращиванием пластин; её ловушки третьего поколения добавляют электроды вне плоскости, что, по заявлению, повышает удержание примерно в 10 раз, а среди названных пользователей — eleQtron (три поколения), Oxford Ionics, Innsbruck и ETH Zurich C[320]. Honeywell изготавливает ловушки Quantinuum собственными силами — Helios несёт 1 228 электродов D[97], — а сеточная ловушка Sol вернулась с производства и проходит валидацию C[123]; отдельно Infineon в 2024-11 заключила с Quantinuum партнёрство по ловушкам следующего поколения C[321]. Infineon одновременно является единой точкой отказа для IonQ/Oxford Ionics, eleQtron и Universal Quantum P[322] — и именно от этого IonQ откупилась покупкой SkyWater за ≈ $1.8 B (закрыта 2026-07-31) C[19].
Вторая концентрация — оптическая: TOPTICA (выручка > €140 M, ~600 сотрудников) снабжает большинство крупных ионных экспериментов, и узким местом оказывается ультрафиолетовый край — 369 nm для Yb⁺ P[322]. Вакуумная аппаратура и источники атомов серийны; фотонные межсоединения вновь заносят криогенную зависимость через сверхпроводниковые однофотонные детекторы (SNSPD) P[322]факт. Удельная экономика: AQT поставила 20-кубитную стойку в LRZ / Munich Quantum Valley за ≈ €9.8 M (2023-12-05, Bavarian Hightech Agenda) C[323] — ≈ €0.5 M на кубит, «под ключ». Экспортная уязвимость проходит через американские квантовые ECCN сентября 2024 г.; классификация «голого» чипа ловушки здесь не верифицирована.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Линейно не масштабируется именно оптическая адресация каждого иона по отдельности: Helios требует не менее семи лазерных длин волн наряду с 1 228 электродными драйверами D[97]. Считывание дёшево: флуоресценция на ФЭУ или камеру за ≈ 10 µs, неразрушающее и изначально внутрисхемное. Требования к задержке мягкие: IonQ закладывает синдромные циклы 1–5 ms D[111], что укладывается в круговые задержки класса NVQLink C[324]факт.
Стена смещается вместе с N. На 10³ это число источников возбуждения и площадь оптического стола; исследование WISE утверждает, что полностью связная машина на 1 000 ионов могла бы работать от ~200 источников при наличии коммутирующей электроники внутри ловушки, при 40–2 600 вентильных слоёв в секунду S[325]факт — это бумажный проект, чип не построен. На 10⁴ это межмодульный уровень: удалённое запутывание стоит на 9.7 с⁻¹ через 2 m (белловское состояние 96.9%) D[115] и 250 с⁻¹ в лаборатории D[116] при потребности ~10⁴ с⁻¹. На 10⁶ это выход годных и лазерная мощность. Формирование вентилей и СВЧ-управление относятся к родственным справкам.
Роль в стеке
Носитель питает три архитектуры и в каждой служит основным: Ионы в ловушках — QCCD (перемещение между зонами) (Quantinuum, Universal Quantum), Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией (Aria, Forte и Tempo от IonQ; AQT; Qudoor; Quantum Art) и Ионы в ловушках — электронное управление кубитами (СВЧ / РЧ вентили) (IonQ/Oxford Ionics, eleQtron, QUDORA). Он требует микроизготовления ловушек с поверхностными электродами и оптико-механической сборки и служит подложкой для вентиля Мёльмера–Соренсена, электронного ближнепольного СВЧ-вентиля, метастабильной кодировки со стиранием «omg», перемещения ионов, флуоресцентной регистрации и ион-фотонного канала. Он ничего не заменяет и ни с чем не конфликтует: ионы — самодостаточная колонка, и потому уход с них тотален: выше носителя не выживает ничего, кроме компилятора.
Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс. На архитектуре QCCD доминирует транспорт: ≈ 9.7×10⁻³ с на раунд, из них 9.0 ms — транспорт, против слоя полной ширины ≈ 5.5×10⁻² с D[97], [110]. На архитектуре электронных вентилей раунд составляет ≈ 1.5×10⁻³ с и задаётся слоями вентилей D[102]. Этот шестикратный разрыв — определяющее число платформы. Соседний пустой слот: криогенный интегрированный на чипе слой возбуждения для ионных ловушек — аналог быстрой одноквантовой логики (БОК) / крио-КМОП — не имеет ни одного решения продуктового масштаба.
Свидетельства — как измерены числа
Ключевые двухкубитные цифры получены вариантами рандомизированного бенчмаркинга. Рекорд 8.4(7)×10⁻⁵ — это RB с учётом утечки (leakage) из подпространства на одной паре ионов при доплеровской температуре, а не показатель всего устройства, причём доступный текст не даёт длительности вентиля D[102]. Показатель Helios 7.9×10⁻⁴ — усреднённая по устройству величина, согласующаяся с формулировкой «99.921%» из отчётности C[123]. Квантовый объём и #AQ — определяемые самими поставщиками составные показатели без протокола воспроизведения C[98], [99]. Кроме того, RB выполняется в статике, поэтому перемещение ионов и повторное охлаждение не видны в приводимых ошибках вентилей. Логические результаты сопровождаются долей принятия (0.62(2) D[105]), а безубыточность у IonQ получена постселекцией по утечке (leakage) D[109]; ни то, ни другое не является безусловным. Ни одна ионная платформа не опубликовала масштабирования по расстоянию типа Λ.
Противоречия. Длительность электронного вентиля в графе технологий указана как 225.8 µs (2025) или ≈ 120 µs (2024), а в аннотации 2025 г. не указана вовсе — не верифицировано. Заявление Quantinuum о «логической точности почти в пять девяток с новым семейством кодов QEC» C[123] опережает опубликованную неточность логического вентиля 1.0–1.2×10⁻⁴ D[105]; семейство кодов не опубликовано, поэтому в силе остаётся значение D. IonQ Tempo продвигается с «99.9%» и #AQ 64 без опубликованных времён вентилей C[99], [326].
Основной отчёт приводит времена вентилей Мёльмера–Соренсена на IonQ Forte для цепочек из 30+ ионов (550–883 µs, медиана 672 µs; однокубитный 110 µs) без нумерованного источника. Не опубликовано: экспортно-контрольная классификация «голого», незаполненного чипа ионной ловушки в рамках американских квантовых ECCN сентября 2024 г. (семейство 4A906) и союзных национальных режимов; какие-либо сумма финансирования, дата, оценка или число кубитов для Qudoor (AbaQ, заявлено 32+ патента) — единственного китайского поставщика ионных ловушек, названного в источниках 2026 г.; какие-либо поставка, веха или результат по точности в счёт контракта Universal Quantum с DLR на €67 M по состоянию на 2026-09-03; раунд акционерного финансирования с указанными суммой и датой у AQT или QUDORA Technologies (Брауншвейг; дочерняя компания в Токио открыта 2026-05); и заказы, портфель заказов, продажи установок Helios или имена заказчиков Quantinuum, отсутствующие в её релизе по итогам 2-го квартала 2026 г.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делают | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Quantinuum | разработчик | США/Великобритания | QCCD с лазерными вентилями; Helios на 98 кубитов, 48 логических кубитов; Sol, Apollo | D[105] |
| IonQ | разработчик | США | Длинные цепочки плюс электронные вентили Oxford Ionics; безубыточность на qLDPC; владеет SkyWater | D[109] |
| Honeywell | поставщик | США | Изготовление ловушек Quantinuum по МЭМС-технологии собственными силами; якорный акционер | C[122] |
| Infineon Technologies | поставщик | Австрия/Германия | Внешняя фабрика ионных ловушек, Филлах, 6–12″, ловушки 3-го поколения | C[320] |
| AQT | разработчик | Австрия | Ионные системы в 19″ стойке; QV 32 768; установка в LRZ | C[323] |
| eleQtron | разработчик | Германия | СВЧ-управление ионами; демонстратор DLR QSea I; портфель заказов €54 M | G[327] |
| Quantum Art | разработчик | Израиль | Многоядерная архитектура на ионах в ловушках; раунд серии A на $140 M | P[125] |
| Universal Quantum | разработчик | Великобритания | Модульная ловушечная машина по контракту с DLR на €67 M; ничего не поставлено | P[328] |
| Tsinghua University | исследования | Китай | Аналоговое моделирование на 2D-кристалле из 512 ионов; память часового масштаба | D[121] |
| Qudoor | разработчик | Китай | Ионно-ловушечные системы AbaQ и облачный доступ; заявлено 32+ патента | P[302] |
Деньги.
- 2022-11-02 · Universal Quantum · контракт с DLR · €67 M · объявлено P[328]факт
- 2023-12-05 · AQT · контракт, 20-кубитная система для LRZ · ≈ €9.8 M · Bavarian StMWK/StMWi · закрыт C[323]
- 2025-11-06 · IonQ, Quantinuum · стадия B DARPA QBI · до $15 M на участника · отобраны G[65]факт
- 2025-10-12 · IonQ · размещение акций · $1.0 B + $2.0 B по $93/акцию · закрыто факт
- 2025-09-04 · Quantinuum · раунд · $600 M при оценке $10 B pre-money · NVentures, Quanta, QED, JPMorgan · закрыт G[122]факт
- 2025-09-17 · IonQ · M&A Oxford Ionics · $1.075 B · закрыто C[18]факт
- 2026-04-27 · Quantum Art · расширение раунда серии A · $100 M → $140 M · закрыто P[125]факт
- 2026-05-05 · eleQtron · раунд серии A · €57 M · портфель заказов €54 M · закрыто C[128]факт
- 2026-06-03 · Quantinuum · IPO, Nasdaq QNT · $1.68 B брутто по $60/акцию · закрыто G[123]факт
- 2026-07-31 · IonQ · M&A SkyWater · ≈ $1.8 B · закрыто C[19]факт
- 2026-06-30 · выручка за 2-й квартал 2026 финансового года · Quantinuum $8.0 M, денежные средства $2.1 B, прогноз $28–32 M; IonQ $80.1 M, денежные средства $3.0 B, прогноз $280–290 M C[123], [326]
Рынок и цепочка поставок. Деньги за оборудование достаются TOPTICA, Infineon и серийным поставщикам вакуумной техники; риск концентрации реален лишь в двух местах — ультрафиолетовые лазеры и фабрика Infineon, на которой держатся три в остальном независимых разработчика P[322]. При цене ≈ €9.8 M за 20-кубитную стойку C[323] отраслевая выручка по ионам составляет порядка одной крупной системы в квартал плюс облачный доступ. Оплачивающие цели: G1 (симулятор Tsinghua), G2 и G5 (облако), G3 (логические кубиты Helios, память на qLDPC у IonQ), G7 (стойки AQT, портфель заказов eleQtron), G6 — на стадии прототипа. G4 финансируется рынками капитала и DARPA, а не заказчиками.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Названные семейства: электронное управление кубитами Oxford Ionics и архитектура внутриловушечной коммутации WISE S[325]; патенты Honeywell/Quantinuum на QCCD-переходы и сеточные ловушки, стоящие за обменом ионов на 2.5 kHz и транспортом со скоростью 4 m/s D[113]; процесс Infineon с анодным сращиванием и трёхмерными электродами C[320]; детекторный портфель ID Quantique, теперь принадлежащий IonQ C[19]. Датированного количества патентов, специфичных для ионов, из названной базы данных не найдено; обзор PatSnap, опубликованный 2026-06-30, насчитывает у IonQ 546 квантовых патентных семейств (восьмое место среди правообладателей), но отдельной строки по ионам в ловушках не выделяет Pфакт. Стандарта, специфичного для ионов, не существует.
Дорожные карты и послужной список. Quantinuum: Helios (обещано 2024-09-10 · на 2025 г. · запущен 2025-11-05) факт; Sol (обещано 2024-09-10 · на 2027 г. · чип ловушки изготовлен, проходит валидацию); Apollo (на 2029 г. · «идёт по графику», только прототипы) C[123]. Достоверность высокая — обещанные даты выдержаны, — за исключением неопубликованного семейства кодов «пять девяток». IonQ: 4 000 кубитов (обещано в 2020 г. · на 2026 г. · промах ~в 40 раз) P[132]; 256 кубитов с точностью 99.99% (обещано 2025-06-13 · на 2026 г. · сдвинуто на первое полугодие 2027 г.) R[132]; 10 000 на одном чипе (на 2027 г. · данных по нагреву 2D-ловушки и по межсоединению не опубликовано). Достоверность смешанная: физика поддаётся рецензированию, графики — нет. AQT выдаёт свои рекорды QV в срок; Universal Quantum не объявила ничего в счёт своего контракта 2022 г. P[328].
Стратегическое прочтение. Если ионы победят, Honeywell и Infineon получат структурную ренту — первая за счёт вертикальной интеграции, которую никто не может скопировать, вторая как единственная внешняя фабрика ловушек, — а TOPTICA станет узким горлом. Покупка SkyWater компанией IonQ превращает зависимость от поставщика в собственный актив: это ставка на то, что дефицитный ресурс — изготовление ловушек, а не физика кубита. Угроза замещения исходит не от сверхпроводниковых схем (быстрее такт, хуже точность), а от нейтральных атомов: тот же естественный носитель, та же насыщенная оптикой инженерия, уже тысячи узлов, и точность подтягивается. Переговорная сила по-прежнему у поставщиков платформ: квантовое подразделение Infineon — погрешность округления внутри компании с оборотом €15 B P[322] и не может назначать цену как монополист.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если: Sol выйдет в 2027 г. с ≥ 192 физическими кубитами на 2D-сеточной ловушке и с опубликованным временем слоя лучше ≈ 55 ms; какой-либо ионный поставщик опубликует масштабирование Λ > 1 по d = 3→5→7; удалённое запутывание перешагнёт 10³ с⁻¹. Понизить, если: IonQ не покажет 256 кубитов с точностью 99.99% к концу 2027 г. (сдвиг уже был один раз); Sol не улучшит время слоя; или семейство кодов «пять девяток» останется неопубликованным ещё год.
Лучший сценарий к 2029 г.: Apollo выходит с сотнями логических кубитов на уровне 10⁻⁶–10⁻¹⁰, и ионы забирают себе раннюю отказоустойчивость, а дефицит такта поглощается алгоритмами, требовательными к глубине. Худший сценарий: 2D-масштабирование умножает стоимость транспорта вместо того, чтобы её амортизировать, время слоя остаётся в десятках миллисекунд, и ионы становятся высокоточным инструментом с низкой пропускной способностью для исследований по QEC, тогда как объём забирают нейтральные атомы и сверхпроводниковые схемы.
Открытые вопросы: масштабируется ли нагрев сеточной ловушки с числом зон или с площадью электродов? Можно ли превращать утечку (leakage) в стирание достаточно быстро, чтобы декодеры перестали за неё платить? Какова реальная длительность электронного вентиля при полной ширине? Достижимо ли удалённое запутывание 10⁴ с⁻¹ в принципе? Кто станет вторым источником поставок в дополнение к Infineon?
Литература
- [18] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of Oxford Ionics, Rapidly Accelerating Its Quantum Computing Roadmap,” Sep. 17, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-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/ Cionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [97] A. Ransford et al., “A 98-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all connectivity,” Nature, vol. 655, no. 8121, pp. 81–86, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10676-4. arXiv:2511.05465. D
- [98] Quantinuum, “Quantum Volume.” [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
glossary-item/ Cquantum-volume - [99] IonQ, “IonQ Forte: High-Performance Commercial Quantum Computer.” [Online]. Available: https://www.ionq.com/
quantum-systems/ Cforte - [102] A. C. Hughes et al., “Trapped-ion two-qubit gates with >99.99% fidelity without ground-state cooling,” arXiv:2510.17286, Oct. 2025. D
- [104] P. Wang et al., “Single ion-qubit exceeding one hour coherence time,” Nat. Commun., vol. 12, Art. no. 233, Jan. 2021, doi: 10.1038/s41467-020-20330-w. arXiv:2008.00251. D
- [105] S. Dasu et al., “Computing with many encoded logical qubits beyond break-even,” arXiv:2602.22211, Feb. 2026. D
- [109] E. Tham et al., “Breakeven demonstration of quantum low-density parity-check codes,” arXiv:2606.06455, Jun. 2026. D
- [110] S. A. Moses et al., “A Race Track Trapped-Ion Quantum Processor,” Phys. Rev. X, vol. 13, Art. no. 041052, Dec. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.041052. arXiv:2305.03828. D
- [111] M. Ye, A. Maksymov, and N. Delfosse, “Real-time decoder for a MegaQuOp quantum computer using a single CPU,” arXiv:2608.25027, Aug. 2026. D
- [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
- [121] S.-A. Guo et al., “A site-resolved two-dimensional quantum simulator with hundreds of trapped ions,” Nature, vol. 630, no. 8017, pp. 613–618, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07459-0. D
- [122] Honeywell, “Honeywell Announces $600 Million Capital Raise for Quantinuum at $10B Pre-Money Equity Valuation to Advance Quantum Computing at Scale,” Sep. 4, 2025. [Online]. Available: https://www.honeywell.com/
us/ Cen/ news/ press-releases/ 2025/ 09/ honeywell-announces-600-million-capital-raise-for-quantinuum-at-10b-pre-money-equity-valuation-to-advance-quantum-computing-at-scale - [123] Quantinuum, “Quantinuum Announces Pricing of Upsized Initial Public Offering,” Jun. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
press-releases/ Cquantinuum-announces-pricing-of-upsized-initial-public-offering - [125] M. Abdel-Kareem, “Quantum Art Extends Series A to $140M to Scale Trapped-Ion Architecture,” Quantum Computing Report, Apr. 27, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
quantum-art-extends-series-a-to-140m-to-scale-trapped-ion-architecture/ P - [128] Alpine Quantum Technologies GmbH, “AQT Sets New European Industry Standard: Introducing the ‘LYNX’ Series with Record-Breaking Quantum Volume,” AQT, May 5, 2026. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
lynx-quantum-volume-record/ C - [132] IonQ, “IonQ's Accelerated Roadmap: Turning Quantum Ambition into Reality,” Jun. 13, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
blog/ Pionqs-accelerated-roadmap-turning-quantum-ambition-into-reality - [257] C. Löschnauer et al., “Scalable, High-Fidelity All-Electronic Control of Trapped-Ion Qubits,” PRX Quantum, vol. 6, no. 4, Art. no. 040313, Oct. 2025, doi: 10.1103/h4wk-v31j. arXiv:2407.07694. D
- [302] M. U. Rehman, “Top Chinese Quantum Computing Companies in 2026,” The Quantum Insider, May 15, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P05/ 15/ 10-plus-companies-leading-the-quantum-technologies-race-in-china/ - [320] Infineon Technologies AG, “Trapped ion quantum computing.” [Online]. Available: https://www.infineon.com/
promo/ Ctrapped-ions - [321] Quantinuum, “Infineon and Quantinuum announce partnership to accelerate quantum computing towards meaningful real-world applications,” Nov. 19, 2024. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
press-releases/ Cinfineon-and-quantinuum-announce-partnership-to-accelerate-quantum-computing-towards-meaningful-real-world-applications - [322] M. Ivezic, “The Optical Table's Hidden Supply Chain: Who Really Wins If Trapped-Ion Quantum Computing Wins,” PostQuantum.com, Oct. 1, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-ecosystem/ Ptrapped-ion-quantum-ecosystem/ - [323] AQT, “AQT lands million euro contract,” Dec. 5, 2023. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
aqt-lands-million-euro-contract/ C - [324] S. Caldwell et al., “NVIDIA NVQLink Architecture Integrates Accelerated Computing with Quantum Processors,” NVIDIA Technical Blog, Nov. 17, 2025. [Online]. Available: https://developer.nvidia.com/
blog/ Cnvidia-nvqlink-architecture-integrates-accelerated-computing-with-quantum-processors/ - [325] M. Malinowski, D. Allcock, and C. Ballance, “How to Wire a 1000-Qubit Trapped-Ion Quantum Computer,” PRX Quantum, vol. 4, no. 4, Art. no. 040313, Oct. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.040313. arXiv:2305.12773. S
- [326] IonQ, “IonQ Announces Record Second Quarter 2026 Revenues, Growing 287% YoY,” Aug. 5, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-announces-record-second-quarter-2026-revenues-growing-287-yoy - [327] German Aerospace Center (DLR), “QSea I – Quantum computer demonstrator with 10 ion trap qubits,” DLR Quantum Computing Initiative. [Online]. Available: https://qci.dlr.de/
en/ Gqsea-i/ - [328] A. Ingall, “German government tasks Sussex spin-out with building a powerful quantum computer in €67M contract,” University of Sussex Broadcast, Nov. 2, 2022. [Online]. Available: https://www.sussex.ac.uk/
broadcast/ Pread/ 59206
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Трансмон
Джозефсоновский переход, шунтированный ёмкостью (Koch, 2007); носитель, стоящий за Willow, Heron/Nighthawk и Zuchongzhi, с самым быстрым детерминированным вентилем и самым быстрым циклом QEC среди всех продемонстрированных кубитов.
Вердикт. Наиболее финансируемый и самый быстрый носитель, ограниченный на масштабе двухкубитными ошибками ~10⁻³ и ошибками считывания ~10⁻², а также коррелированными всплесками раз в час. Подтвердить, если решётка из ≥100 кубитов покажет Λ ≥ 3 при медианной двухкубитной ошибке < 10⁻³ к 2028 г.; иначе понизить до статуса компонента.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Трансмон — это джозефсоновский переход Al/AlOx/Al, шунтированный большой ёмкостью так, что EJ/E_C ≈ 50–100 D[282]. Зарядовая дисперсия падает экспоненциально по √(8E_J/E_C), что снимает зарядовый шум 1/f ценой слабой ангармоничности α ≈ −EC ≈ от −200 до −300 MHz; кубитом служат два нижних уровня осциллятора на 4–6 GHz D[282]. Koch et al. предложили его в 2007 г. D[282]; трёхмерный трансмон (2011) D[283] и Xmon от UCSB/Google (2014) D[284] закрепили две линии, используемые до сих пор: с фиксированной частотой (IBM) и с перестройкой по потоку (Google, IQM, USTC).
Атрибуты (граф технологий):
- a: сродство 1.0, искусственный (природного аналога нет).
- b: характерное время 10⁻⁸ с, детерминированное запутывание; ограничение на утечку (leakage) вида 1/α ставит нижнюю границу длительности импульса около 10 ns.
- c: считывание — дисперсионное СВЧ, 10⁻⁶·⁵ с (≈ 320 ns), неразрушающее, пригодное для внутрисхемного применения.
- d: подвижность — статичен, разводка на ближайших соседей.
- e: управление — СВЧ от электроники при комнатной температуре; варианты с холодной ступенью (крио-КМОП или БОК — быстрая одноквантовая логика) — на ≤ 5 кубитах.
- f: структура ошибок — утечка + стохастические паулиевские + коррелированные всплески + когерентные/калибровочные.
- g: производство — сверхпроводниковая литография.
Физика и пределы
Остаточная тепловая населённость (0.1% при 35 mK в трёхмерном трансмоне D[285], ≈ 1% при 40–60 mK для кубита на 5 GHz S[285]) делает сброс и считывание нижней границей ошибки приготовления и измерения (SPAM). Ангармоничность ограничивает однокубитные вентили 10–25 ns, а CZ на перестраиваемом элементе связи — 25–50 ns D[1], [37]P[286]; кросс-резонанс (cross-resonance) требует ≈ 200–500 ns D[287].
Предел задаётся декогеренцией за время вентиля: при среднем T1 = 68 µs у Willow D[1] CZ длительностью 40 ns несёт ≈ 6×10⁻⁴ некогерентной ошибки S[1]; при рекордном T1 = 1.68 ms одиночного тестового трансмона Ta на Si D[288] она падает ниже 5×10⁻⁵ S[288]. В потерях доминируют двухуровневые системы (TLS) в аморфных оксидах на границах раздела D[288], ниже них — квазичастицы, распад Парселла и шум магнитного потока.
Бо́льшая часть свёрнутого твёрлингом канала — стохастические паулиевские ошибки, поэтому Λ = 2.14 у Willow D[1] согласуется с теорией. Утечка в |2⟩ накапливается под QEC, если не удалять её каждый цикл (полностью СВЧ-сброс у USTC снизил её в 72×, до 6.4×10⁻⁴, на 107 кубитах D[3]). Когерентные ошибки (остаточное ZZ, дрейф TLS) вынудили применять перекалибровку с обучением с подкреплением прямо внутри прогона QEC у Google в 2026-07 D[2]. Коррелированные всплески (ионизирующие частицы, наводняющие кристалл квазичастицами) поражают все кубиты разом — примерно один на 10 с на Sycamore в 2021 г. D[289] и около одного в час на Willow после инженерии сверхпроводящей щели D[1], [290], — обрывая длинные прогоны памяти по всплескам, а не по расстоянию. Сдвинуть этот предел означает перейти к новым материалам (Ta, инкапсулированный Nb), к ангармоничности уровня флаксониума, к управлению радиационной обстановкой либо к преобразованию ошибок в стирания (erasure) в двухрельсовом кодировании.
Долгоживущие TLS свойственны не только цепочкам джозефсоновских переходов флаксониума: перестраиваемый потоком трансмон в Forschungszentrum Jülich показал 44 таких системы на GHz, равномерно распределённых по 3–4.5 GHz, каждая из которых блокирует около 2 MHz, так что затронуто около 9% полосы перестройки; память, которую они придают окружению, охватывает от 20 µs до 1 ms, а 58% из них живут дольше кубита P[890]. Запасённая в них энергия повторно возбуждает кубит после управляющего импульса — ошибка, которую не показывают ни T1, ни релаксационная спектроскопия.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшие изолированные устройства: T1 1.68 ms, Q 2.5×10⁷, однокубитный вентиль 99.994% D[288]; CZ 99.93% и считывание за 280 ns с точностью (fidelity) 99.94% на двухкубитном кристалле IQM D[38]; CZ на двойном трансмонном элементе связи Toshiba — 99.90% за 48 ns D[37].
Типичное при ≥ 100 кубитах: Willow, 105 кубитов — средний T1 68 µs, ошибка CZ 0.33%, считывание 99.5%, цикл QEC 1.1 µs D[1]C[32]; по парку IBM ошибка на слоёный вентиль 3.7×10⁻³ типично, 1.9×10⁻³ на лучшем устройстве (2026-07) C[34]; Zuchongzhi 3.0, 105 кубитов — двухкубитный вентиль 99.62%, считывание 99.13% D[35]; Rigetti Cepheus-1-108Q, двенадцать 9-кубитных чиплетов C[36], — медианный двухкубитный 99.1% Cфакт.
таблица
| Год | Показатель | Кто | Свидетельство |
|---|---|---|---|
| 2019 | Sycamore, 53 кубита, одновременная двухкубитная ошибка 0.62% | D[291] | |
| 2023 | Condor, 1 121 кубит на одном кристалле | IBM | C[292] |
| 2024 | Willow, 105 кубитов, Λ = 2.14 | D[1] | |
| 2025 | Двумерный трансмон, T1 1.68 ms | Princeton | D[288] |
| 2026 | Логическая ошибка при d=7 — 7.72×10⁻⁴ за цикл | D[2] |
На масштабе крупнейший член ошибки — двухкубитный вентиль (~40% бюджета цветного кода у Google) D[41], далее считывание (~10⁻² на парках машин C[34]) и утечка; хвост распределения по решётке значит больше, чем медиана.
Производство, материалы и цепочка поставок
Процесс: Nb или Ta на высокоомном Si либо на сапфире; переходы Al/AlOx/Al, напыляемые через теневую маску; трёхмерная интеграция методом flip-chip. На 300-mm КМОП-оборудовании imec/KU Leuven сообщили о 393 работающих трансмонах из 400 (98.25%) при медианном T1 ≈ 75 µs (42–113 µs) D[293]факт: достижение по однородности, а не по когерентности. Решётки с фиксированной частотой обязаны, кроме того, попадать в целевые частоты (разброс переходов оборачивается коллизиями) — с помощью лазерного отжига (IBM), отжига со знакопеременным смещением (Rigetti, успех 97.4%) D[294] или перестраиваемых элементов связи.
Стоимость и энергия: ни один поставщик не публикует $/кубит; косвенные ориентиры — контракт IQM на LUMI стоимостью €33 M P[295] и 14-нм криоконтроллер IBM с 23 mW на кубит при 4 K D[296] — десятки ватт на 10³ кубитах; для БОК-управления заявляются нВт на кубит C[54].
Цепочка поставок: рефрижераторы растворения от Bluefors (Финляндия), Oxford Instruments (Великобритания), FormFactor и Maybell (США); ³He — из распада трития в государственных запасах (США: NNSA G[297]), коммерческого производителя нет; 4-К HEMT-усилители фактически от одного поставщика (Low Noise Factory, Швеция); электроника управления — конкурентный рынок (Quantum Machines, Qblox, Zurich Instruments); коммерческие QPU от QuantWare (Нидерланды) P[298]; фабрики — Anderon (выделена из IBM Albany, 2026-05; письмо о намерениях CHIPS на $1 B, отдельно заявлен $1 B собственных средств IBM) P[299]G[300] и GlobalFoundries (LOI на $375 M) G[300].
Экспортный контроль: промежуточное окончательное правило BIS от 2024-09-06 охватывает рефрижераторы растворения с ≥ 600 µW при 0.1 K в течение 48 ч (3A904), криогенные зондовые технологии для пластин (3B904), параметрические усилители (3A901.b) и квантовые вычислители (4A906) — лишь когда число кубитов и ошибка C-NOT попадают в одну полосу: 34–99 кубитов при ≤ 10⁻⁴, 100–199 при ≤ 10⁻³, с ростом потолка до 6 × 10⁻³ ниже 2 000 кубитов и при любой ошибке начиная с 2 000 G[301]факт; поэтому китайские поставщики строят рефрижераторы на 10 mK собственными силами (2026-05-15) P[302].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Перестраиваемая решётка требует одной линии XY и одной линии Z на кубит плюс по одной на элемент связи (Sycamore: ≈ 3.6 управляющей линии на кубит без учёта считывания D[291]); считывание мультиплексирует ≈ 6–10 кубитов на одну подводящую линию D[1]; каждая линия — это канал ЦАП плюс коаксиал с аттенюаторами, так что и стоимость, и тепловыделение растут вместе с N.
Задержки: цикл QEC составляет 1.1 µs; декодер Google, работающий в реальном времени, показал среднюю задержку 63 µs при d=5 D[1]; Relay-BP от IBM в моделировании нацелен на < 1 µs на цикл S[48] для gross-кода (qLDPC-код IBM типа bivariate bicycle [[144,12,12]], 12 логических кубитов на 288 физических D[248]).
Стены: 10³ достигнуто (Condor, 1 121 кубит C[292]); KIDE от Bluefors (> 4 000 ВЧ-линий, > 1 000 кубитов; страница продукта, 2026-06) C[303] — потолок одного криостата. Для 10⁴ нужен крио-КМОП при 4 K (HRL: код повторения d=5 от контроллера мощностью ≤ 3.5 W D[190]факт) либо БОК на милликельвинах (SEEQC: однокубитные вентили до 99.9% на ≤ 5 кубитах D[304]факт) плюс модули из нескольких криостатов (IBM связала две ячейки, 2026-08 C[50]). Для 10⁶ замкнутого проекта нет: ЦАП потока на кристалле, холодное декодирование и межкриостатные линии (ETH: 30 m при точности состояния Белла 80.4% D[305]) не дотягивают по масштабу.
Роль в стеке
Архитектуры: решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи и архитектура двухрельсовых кубитов со стираниями (трансмон как анцилла или как один из «рельсов»). Требует сверхпроводниковой литографии; поставляет носитель для вентилей на перестраиваемых элементах связи и для кросс-резонансных вентилей, анциллу для вентилей на бозонных резонаторах, подпространство «голого» кубита, дисперсионный сдвиг для СВЧ-считывания и СВЧ-сторону оптического преобразователя. Замещается флаксониумом, который покупает ангармоничность и T1 ценой смещения по потоку на каждый кубит, управления в суб-ГГц-диапазоне и переработанного считывания. Конфликтует с управлением на БОК: фотоны переключения отравляли кубиты квазичастицами в многокристальном модуле 2023 г. (0.96 из 1.2% ошибки на клиффорд) D[249]; SEEQC утверждает, что устранила это конструктивно C[54], так что конфликт остаётся в силе до независимой проверки на масштабе решётки. Производный такт архитектуры решётки трансмонов ≈ 6.5×10⁻⁷ с (651 ns; производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс для архитектуры), из них 282 ns — считывание, а считывание со сбросом дают две трети раунда, против измеренного цикла Willow в 1.1 µs D[1] — самая быстрая из продемонстрированных архитектур, за которую платит G4 (крупномасштабная отказоустойчивость). Пограничные пустые слоты: СВЧ-оптический преобразователь (≈ на 3 порядка не дотягивающий до удалённых вентилей S[306]) и криогенное декодирование.
Свидетельства — как измерены числа
Ключевые цифры получают из клиффордовского RB/IRB, одновременного XEB (Google), метрик layer fidelity/EPLG у IBM и матриц отнесения при считывании; Λ — это аппроксимация зависимости логической ошибки от расстояния при одном фиксированном декодере. Здесь упускается: изолированная работа против одновременной (рекордные кристаллы измеряются изолированно); когерентные ошибки, усреднённые в одно деполяризующее число; утечка, невидимая для RB и часто удаляемая постселекцией; дрейф между калибровкой и использованием; а также различия в соглашениях (Rigetti приводит медианы, IBM — своё лучшее устройство, IQM — двухкубитный кристалл). «70 логических кубитов» у IBM в 2026-07 — это результат с обнаружением ошибок и постселекцией D[46], а не отказоустойчивость.
Воспроизведение: подпороговое масштабирование воспроизведено USTC на 107 кубитах с Λ = 1.40 D[3]. Споры: сэмплирование 2019 г., заявленное как квантовое превосходство, воспроизведено тензорными сетями D[307]; эксперимент IBM 2023 г. о «полезности» был классически смоделирован в течение нескольких недель D[308], [309]; статья Google от 2026-07 не приводит Λ для прогона с d=7 D[2]. Расхождение значений: T1 на 300-mm пластинах imec часто цитируют как «> 100 µs»; медиана в статье равна ≈ 75 µs D[293]факт — она и используется здесь.
Время кросс-резонансного вентиля ≈ 200–500 ns — типичный для парка диапазон, выведенный из статьи по одному устройству [287]. То, что 4-К HEMT-усилители фактически поставляет один вендор (Low Noise Factory), — рыночное наблюдение без источника в виде базы данных. Не опубликовано: дата выпуска Bluefors KIDE («> 4 000 ВЧ-линий / > 1 000 кубитов»), страница продукта которого обновлена 2026-06-16.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Деятельность | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Google Quantum AI | разработчик | США | Willow на 105 кубитов, Λ = 2.14; память при d=7 | D[1], [2] |
| IBM | разработчик | США | Парк Heron/Nighthawk; дорожная карта Starling; выделение Anderon | C[34], [67]P[299] |
| Rigetti | разработчик | США | Чиплеты Cepheus-1-108Q; собственная фабрика | C[61] |
| IQM | разработчик | Финляндия | Продано 26 систем, установлено 17 | C[58]факт |
| USTC | исследования | Китай | Zuchongzhi 3.x, 105 кубитов; Λ = 1.40 | D[3], [35] |
Деньги.
- 2025-11-06 · DARPA · QBI Stage B (до $15 M на каждую) · IBM — единственный поставщик трансмонных решёток из одиннадцати; Google и Rigetti остались на Stage A G[65]фактфакт
- 2026-01-20 · D-Wave · сделка M&A, Quantum Circuits (двухрельсовые резонаторы на трансмонных анциллах) · $550 M (акции + деньги) · закрыта C[14]фактфакт
- 2026-05-05 · QuantWare (коммерческие QPU; дорожная карта VIO-40K Rфакт) · раунд серии B · $178 M (€152 M) · Intel Capital, In-Q-Tel, ETF Partners (новые инвесторы, ведущего нет) · суммарно > $210 M · закрыт P[298]
- 2026-05-18 · Nord Quantique · финансирование роста через капитал · $30 M при оценке $1.4 B · закрыто C[89]факт
- 2026-05-21 · US Dept of Commerce · письма о намерениях CHIPS ($2.013 B, девять компаний) · IBM/Anderon $1 B, GlobalFoundries $375 M, Rigetti ≤ $100 M, D-Wave $100 M · необязывающие LOI G[300]факт
- 2026-06-02 · IBM · обязательство · > $10 B за пять лет, $1 B собственных средств в Anderon заявлен отдельно · объявлено C[310]факт
- 2026-06-03 · OQC (разработчик coaxmon D[311]) · раунд серии C · £260 M (~$350 M) · ведущий инвестор Bullhound · оценка не раскрыта · закрыт C[60]факт
- 2026-07-02 · IQM · листинг, Nasdaq и Хельсинки · денежные средства pro forma €337 M · закрыт Cфакт
- 2026-08-04 · IQM · результаты H1-2026 · выручка €8.9 M (+47%), денежные средства €309 M · отчёт P[295]
- 2026-08-06 · Rigetti · результаты Q2-2026 · выручка $5.1 M, убыток по GAAP $52.6 M, денежные средства $541.3 M · отчёт C[61]
Рынок и цепочка поставок. Обеспечивающее оборудование сконцентрировано сильнее, чем рынок самих QPU. Юнит-экономика не опубликована; контракт IQM на €33 M P[295] и цена Quantum Circuits в $550 M Cфакт — единственные точки, которые можно процитировать. Платящие цели: сегодня G7 (развёртываемые системы) и G2 (полезность с подавлением ошибок); G3 (ранняя отказоустойчивость) — через программы типа QBI начиная с 2027 г. факт; G4 (крупномасштабная отказоустойчивость) — после 2029 г. Rфакт; G1 (аналоговое моделирование), G5 (оптимизация) и G6 (сети) не приносят выручки, специфичной для трансмонов.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Обзор PatSnap, опубликованный 2026-06-30: IBM — 4 388 квантовых патентных семейств, Google — 2 385, Microsoft — 1 175; по сверхпроводниковым устройствам (H10N 60) IBM — 783, Google — 357 P[312]факт. Судебных споров не найдено; семейство, специфичное именно для трансмона, подтвердить не удалось. Открытые стеки превращают вышележащий слой в общедоступный товар: Qiskit (IBM заявляет ≈ 70% разработчиков C[310]), Cirq/Stim, OpenQASM 3, NVQLink Cфакт.
Дорожные карты и послужной список.
- IBM Kookaburra (2022-05-10 · 2025 г., как многокристальный процессор на 1 386 кубитов C[313]; переобещан 2025-06-10 · 2026 г., как первый qLDPC-модуль R[67] · не поставлен по состоянию на 2026-09-03 R[72]факт).
- IBM Nighthawk (2025-06-10 · 2025 г. · поставлен 2025-12) и Starling (2025-06-10 · 2029 г., 200 логических кубитов / 10⁸ вентилей · открыт) Rфакт.
- Веха 3 у Google, логическая ошибка 10⁻⁶ (без даты · преемник Willow не опубликован; нейтрально-атомное направление открыто 2026-03-24) R[2]факт.
- Rigetti, 108 кубитов при 99.5% (обещано на конец 2025 г. · общая доступность 2026-04-07 при медиане 99.1%; 99.5% перенесены на «более поздний 2026 год») Cфакт.
- Fujitsu/RIKEN, 1 000 кубитов (обещано 2025-04-22 · 2026 финансовый год · не запущены по состоянию на 2026-09-03) R[75]факт.
Достоверность: у IBM высокая по ритмичности поставок, слабая по первому qLDPC-модулю и по заявлениям о «преимуществе»; у Google высокая по физике, непрозрачная по срокам; у Rigetti — хронические срывы сроков; Fujitsu ничем не подтверждена.
Стратегическое прочтение. Если победят трансмоны, выиграют владельцы фабрик и поставщики криогеники — независимо от того, какой именно вендор победит; проиграют бесфабричные трансмонные стартапы, и консолидация уже видна (Atlantic Quantum → Google, 2025-10-03 P[55]факт; Quantum Circuits → D-Wave). Угрозы замещения: флаксониум на той же фабрике, двухрельсовые и бозонные кодирования, низводящие трансмон до анциллы, атомы и спины — ради плотности. Переговорной силой обладают поставщики ³He, HEMT-усилителей и криостатов; поставщики платформ уходят от неё через вертикальную интеграцию.
Перспективы и открытые вопросы
Вехи на 12–24 месяца: (1) Kookaburra исполняет память на gross-коде ниже точки безубыточности (break-even) — подтверждение; отсутствие результата к концу 2027 г. понижает в ранге дату IBM «2029» Rфакт. (2) Google публикует Λ ≥ 3 либо логическую память с ошибкой 10⁻⁶ при d ≥ 9 — подтверждение; второй год без преемника Willow — понижение D[2]. (3) QBI Stage C (ожидается около Q4 2026 фактP[314]) продвигает поставщика на трансмонах. (4) крио-КМОП или БОК управляет ≥ 50 трансмонами без потери точности D[190], [304]. Лучший сценарий на 2029 г.: машина класса Starling на 200 логических кубитов Rфакт и память Google при d ≥ 11; худший: Λ около 2, считывание на уровне 10⁻², всплески ограничивают расстояние, трансмон выживает лишь в роли анциллы, а капитал перетекает к атомам и спинам. Открытые вопросы: переживает ли миллисекундная когерентность Ta/Si переход к 100-кубитному процессу с элементами связи; является ли предел двухкубитной ошибки на масштабе когерентным (калибровочным) или некогерентным; способно ли считывание достичь 10⁻³ за < 300 ns по всей решётке. Следить за: следующей статьёй Google, Kookaburra, списком Stage C.
Литература
- [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
- [3] T. He et al., “Experimental Quantum Error Correction below the Surface Code Threshold via All-Microwave Leakage Suppression,” Phys. Rev. Lett., vol. 135, no. 26, Art. no. 260601, Dec. 2025, doi: 10.1103/rqkg-dw31. D
- [14] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Announces Agreement to Acquire Quantum Circuits Inc., Establishing World's Leading Quantum Computing Company,” Jan. 7, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ Cnewsroom/ press-release/ d-wave-to-acquire-quantum-circuits-inc-establishing-world-s-leading-quantum-computing-company/ - [32] Y. Chen and M. Devoret, “Our quantum hardware: the engine for verifiable quantum advantage,” Google Blog, Oct. 22, 2025. [Online]. Available: https://blog.google/
innovation-and-ai/ Ctechnology/ research/ quantum-hardware-verifiable-advantage/ - [34] IBM Quantum, “What's new at IBM Quantum - Q2 2026.” [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ whats-new-q2-2026 - [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
- [36] Rigetti Computing, Inc., “Rigetti Announces General Availability of 108-Qubit System,” Apr. 7, 2026. [Online]. Available: https://investors.rigetti.com/
news-releases/ Cnews-release-details/ rigetti-announces-general-availability-108-qubit-system - [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
- [46] S. Martiel et al., “Sampling hard circuits with verifiably high fidelity,” arXiv:2607.25941, Jul. 2026. D
- [48] T. Maurer et al., “Real-time decoding of the gross code memory with FPGAs,” arXiv:2510.21600, Oct. 2025. S
- [50] C. Dundon, S. Hall, M. Hollister, and A. Lindler, “IBM's new modular architecture for cryogenic systems,” IBM Quantum Computing Blog, Aug. 19, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ modular-cryogenics - [54] M. Abdel-Kareem, “SEEQC and IBM Collaborate on SFQ Control Integration Under DARPA's Quantum Benchmarking Initiative,” Quantum Computing Report, Jun. 12, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
seeqc-and-ibm-collaborate-on-sfq-control-integration-under-darpas-quantum-benchmarking-initiative/ C - [55] M. Swayne, “Atlantic Quantum Joins Google Quantum AI,” The Quantum Insider, Oct. 3, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ P10/ 03/ atlantic-quantum-joins-google-quantum-ai/ - [58] IQM Quantum Computers, “IQM Quantum Computers Becomes First European Quantum Computing Company Listed on a Major U.S. Exchange,” Jul. 2, 2026. [Online]. Available: https://iqm.tech/
press-releases/ Ciqm-quantum-computers-becomes-first-european-quantum-computing-company-listed-on-a-major-u-s-exchange/ - [60] A. Curbison, “OQC raises £260m in Europe's largest ever private quantum computing funding round,” OQC, Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://oqc.tech/
company/ Cnewsroom/ series-c - [61] Rigetti Computing, “Rigetti Computing Reports Second Quarter 2026 Financial Results,” Rigetti Investor Relations, Aug. 6, 2026. [Online]. Available: https://investors.rigetti.com/
news-releases/ Cnews-release-details/ rigetti-computing-reports-second-quarter-2026-financial-results - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [67] IBM, “IBM Sets the Course to Build World's First Large-Scale, Fault-Tolerant Quantum Computer at New IBM Quantum Data Center,” Jun. 10, 2025. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
2025-06-10-IBM-Sets-the-Course-to-Build-Worlds-First-Large-Scale,-Fault-Tolerant-Quantum-Computer-at-New-IBM-Quantum-Data-Center C - [72] IBM, “Quantum Roadmap.” [Online]. Available: https://www.ibm.com/
roadmaps/ Rquantum/ - [75] Fujitsu, “Fujitsu Quantum.” [Online]. Available: https://global.fujitsu/
en-global/ Rtechnology/ research/ quantum - [89] Nord Quantique, “Nord Quantique Reaches $1.4 Billion USD Valuation with Latest Investment,” Business Wire, May 18, 2026. [Online]. Available: https://www.businesswire.com/
news/ Chome/ 20260518358351/ en/ Nord-Quantique-Reaches-$1.4-Billion-USD-Valuation-with-Latest-Investment - [190] Members of the HRL Quantum Team and Collaborators, “A digitally controlled silicon quantum processing unit,” arXiv:2604.16216, Apr. 2026. D
- [248] S. Bravyi et al., “High-threshold and low-overhead fault-tolerant quantum memory,” Nature, vol. 627, no. 8005, pp. 778–782, Mar. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07107-7. arXiv:2308.07915. D
- [249] C. Liu et al., “Single Flux Quantum-Based Digital Control of Superconducting Qubits in a Multichip Module,” PRX Quantum, vol. 4, no. 3, Art. no. 030310, Jul. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.030310. D
- [282] J. Koch et al., “Charge-insensitive qubit design derived from the Cooper pair box,” Phys. Rev. A, vol. 76, no. 4, Art. no. 042319, Oct. 2007, doi: 10.1103/PhysRevA.76.042319. arXiv:cond-mat/0703002. D
- [283] H. Paik et al., “Observation of High Coherence in Josephson Junction Qubits Measured in a Three-Dimensional Circuit QED Architecture,” Phys. Rev. Lett., vol. 107, no. 24, Art. no. 240501, Dec. 2011, doi: 10.1103/PhysRevLett.107.240501. arXiv:1105.4652. D
- [284] R. Barends et al., “Superconducting quantum circuits at the surface code threshold for fault tolerance,” Nature, vol. 508, no. 7497, pp. 500–503, Apr. 2014, doi: 10.1038/nature13171. arXiv:1402.4848. D
- [285] X. Y. Jin et al., “Thermal and Residual Excited-State Population in a 3D Transmon Qubit,” Phys. Rev. Lett., vol. 114, no. 24, Art. no. 240501, Jun. 2015, doi: 10.1103/PhysRevLett.114.240501. arXiv:1412.2772. D
- [286] C. Choucair, “Oxford Researchers Demonstrate Fast, 99.8% Fidelity Two-Qubit Gate Using Simplified Circuit Design,” The Quantum Insider, Mar. 26, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ P03/ 26/ oxford-researchers-demonstrate-fast-99-8-fidelity-two-qubit-gate-using-simplified-circuit-design/ - [287] A. Kandala et al., “Demonstration of a High-Fidelity CNOT Gate for Fixed-Frequency Transmons with Engineered ZZ Suppression,” Phys. Rev. Lett., vol. 127, no. 13, Art. no. 130501, Sep. 2021, doi: 10.1103/PhysRevLett.127.130501. D
- [288] M. P. Bland et al., “2D transmons with lifetimes and coherence times exceeding 1 millisecond,” arXiv:2503.14798, Mar. 2025. D
- [289] M. McEwen et al., “Resolving catastrophic error bursts from cosmic rays in large arrays of superconducting qubits,” Nat. Phys., vol. 18, no. 1, pp. 107–111, Dec. 2021, doi: 10.1038/s41567-021-01432-8. arXiv:2104.05219. D
- [290] M. McEwen et al., “Resisting High-Energy Impact Events through Gap Engineering in Superconducting Qubit Arrays,” Phys. Rev. Lett., vol. 133, no. 24, Art. no. 240601, Dec. 2024, doi: 10.1103/PhysRevLett.133.240601. arXiv:2402.15644. D
- [291] F. Arute et al., “Quantum supremacy using a programmable superconducting processor,” Nature, vol. 574, no. 7779, pp. 505–510, Oct. 2019, doi: 10.1038/s41586-019-1666-5. D
- [292] J. Gambetta, “The hardware and software for the era of quantum utility is here,” IBM Quantum Computing Blog, Dec. 4, 2023. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ quantum-roadmap-2033 - [293] J. Van Damme et al., “Advanced CMOS manufacturing of superconducting qubits on 300 mm wafers,” Nature, vol. 634, no. 8032, pp. 74–79, Oct. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07941-9. D
- [294] D. P. Pappas et al., “Alternating-bias assisted annealing of amorphous oxide tunnel junctions,” Communications Materials, vol. 5, no. 1, Art. no. 150, Aug. 2024, doi: 10.1038/s43246-024-00596-z. D
- [295] Investing.com, “IQM Q2 2026 slides: backlog surges 52%, revenue up 47% in H1,” Aug. 4, 2026. [Online]. Available: https://www.investing.com/
news/ Pcompany-news/ iqm-q2-2026-slides-backlog-surges-52-revenue-up-47-in-h1-93CH-4834587 - [296] D. Underwood et al., “Using Cryogenic CMOS Control Electronics to Enable a Two-Qubit Cross-Resonance Gate,” PRX Quantum, vol. 5, no. 1, Art. no. 010326, Feb. 2024, doi: 10.1103/PRXQuantum.5.010326. D
- [297] U.S. Government Accountability Office, “Managing Critical Isotopes: Weaknesses in DOE's Management of Helium-3 Delayed the Federal Response to a Critical Supply Shortage,” U.S. Government Accountability Office, May 2011. [Online]. Available: https://www.gao.gov/
products/ Ggao-11-472 - [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/ Pquantware-178m-series-b-qoa/ - [299] L. James, “IBM spins off America's first quantum chip foundry with $2 billion in federal and private funding — newly-minted 'Anderon' foundry to offer 300mm quantum wafer fab and manufacturing services,” Tom's Hardware, May 26, 2026. [Online]. Available: https://www.tomshardware.com/
tech-industry/ Pquantum-computing/ ibm-spins-off-americas-first-quantum-chip-foundry-with-2-billion-in-federal-and-private-funding - [300] National Institute of Standards and Technology, “Department of Commerce Announces Letters of Intent With 9 Companies for $2 Billion to Accelerate U.S. Leadership in Quantum Computing,” NIST News, May 21, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/
news-events/ Gnews/ 2026/ 05/ department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [302] M. U. Rehman, “Top Chinese Quantum Computing Companies in 2026,” The Quantum Insider, May 15, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P05/ 15/ 10-plus-companies-leading-the-quantum-technologies-race-in-china/ - [303] Bluefors, “KIDE Cryogenic Platform — For Large-Scale Quantum Computing,” Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://bluefors.com/
products/ Ckide-cryogenic-platform/ - [304] C. Jordan et al., “A quantum computer controlled by superconducting digital electronics at millikelvin temperature,” Nat. Electron., vol. 9, no. 3, pp. 287–294, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41928-026-01576-6. D
- [305] S. Storz et al., “Loophole-free Bell inequality violation with superconducting circuits,” Nature, vol. 617, no. 7960, pp. 265–270, May 2023, doi: 10.1038/s41586-023-05885-0. D
- [306] N. Dirnegger et al., “Distilled remote entanglement between superconducting qubits across optical channels,” arXiv:2503.10842, Mar. 2025. S
- [307] F. Pan, K. Chen, and P. Zhang, “Solving the Sampling Problem of the Sycamore Quantum Circuits,” Phys. Rev. Lett., vol. 129, no. 9, Art. no. 090502, Aug. 2022, doi: 10.1103/PhysRevLett.129.090502. arXiv:2111.03011. D
- [308] Y. Kim et al., “Evidence for the utility of quantum computing before fault tolerance,” Nature, vol. 618, no. 7965, pp. 500–505, Jun. 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06096-3. D
- [309] J. Tindall, M. Fishman, M. Stoudenmire, and D. Sels, “Efficient Tensor Network Simulation of IBM's Eagle Kicked Ising Experiment,” PRX Quantum, vol. 5, no. 1, Art. no. 010308, Jan. 2024, doi: 10.1103/PRXQuantum.5.010308. arXiv:2306.14887. D
- [310] IBM, “IBM Commits More Than $10 Billion to Quantum Computing, Funding Its Roadmap from Today's Leading Systems to the World's First Fault-Tolerant Quantum Computers,” Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
2026-06-02-ibm-commits-more-than-10-billion-to-quantum-computing,-funding-its-roadmap-from-todays-leading-systems-to-the-worlds-first-fault-tolerant-quantum-computers C - [311] O. W. Kennedy et al., “Design and Operation of Wafer-Scale Packages Containing >500 Superconducting Qubits,” arXiv:2602.12773, Feb. 2026. D
- [312] PatSnap, “Quantum Computing Patent Landscape 2026,” Jun. 30, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ Pblog/ rd-blog/ quantum-computing-patent-landscape/ - [313] J. Gambetta, “Expanding the IBM Quantum roadmap to anticipate the future of quantum-centric supercomputing,” IBM Quantum Blog, May 10, 2022. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ ibm-quantum-roadmap-2025 - [314] Quantum Ledger, “DARPA QBI Tracker.” [Online]. Available: https://quantumledger.report/
darpa-qbi P - [890] J. R. Guimarães et al., “Quantum environment afterglow from broadband excitation spectroscopy in superconducting qubits,” arXiv:2609.31280, Sep. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Майорановская чётность (тетрон InAs–Pb)
Фермионная чётность, хранимая нелокально в паре полупроводник-сверхпроводниковых проводов, задаваемых затворами; измерено только считывание чётности одиночного провода.
Вердикт. По состоянию на 2026-09-03 топологического кубита не существует: измерен один базис, нет времени жизни в X-базисе, нет двухкубитной операции, нет независимого воспроизведения топологического заявления.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (стадия A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей отчёта (см. Участники и экономика).
Сущность и происхождение
Носитель — суммарная фермионная чётность двух гибридных полупроводник-сверхпроводниковых нанопроводов («тетрон»), которая по замыслу удерживается нелокально в майорановских нулевых модах на концах проводов и потому недоступна локальному возмущению. Kitaev предложил одномерную p-волновую цепочку в 2001 г.; рецепт Lutchyn/Oreg с нанопроводом, в который сверхпроводимость наведена эффектом близости (2010), — это то, что с тех пор пытается реализовать каждое устройство; а обслуживают эти устройства измерительную архитектуру Microsoft, в которой логика есть измерение чётности, а не плетение (braiding). Ничто в имеющемся корпусе публикаций не устанавливает, что измеряемая чётность топологически защищена.
Атрибуты (граф технологий):
- a — сродство: полностью изготавливаемый (1.0); объект не существует, пока его не создадут эпитаксиальный стек и рисунок затворов.
- b — характерное время ≈ 1 µs; запутывающая операция детерминированная: на основе измерения, без оповещения (heralding).
- c — считывание: ВЧ-детектирование чётности по квантовой ёмкости, ~100 µs, неразрушающее, с поддержкой внутрисхемного режима.
- d — подвижность: статичный; носитель не транспортируется.
- e — управление: низкочастотные напряжения на затворах, электроника при комнатной температуре.
- f — доминирующая структура ошибок: с точки зрения кода неизвестна; на работающем кубите модель ошибок не измерена.
- g — производство: молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ) гетероструктур III–V.
Физика и пределы
Задуманный предел экспоненциален: ошибка чётности требует, чтобы квазичастица перешла между майорановскими модами, разделёнными многими длинами когерентности, поэтому темп должен падать как exp(−L/ξ). Это аргумент, а не демонстрация. Устройствами управляют два масштаба: наведённая щель, которая задаёт тепловую населённость квазичастиц и из-за которой алюминий был заменён свинцом, и расщепление за счёт гибридизации, разрешённое на InAs–Pb с точностью до мкэВ по сдвигам квантовой ёмкости с периодом h/2e C[21].
Механизмы отказа делятся на квазичастичное отравление — один неспаренный фермион, попавший на остров, переворачивает чётность, и именно это ограничивает цифра ~20 с — и дефазировку между состояниями чётности, которую и измеряет X-петля. Вся суть — в опубликованной асимметрии: Z-петля 12.4 ms против X-петли 14.5 µs, примерно в 1000 раз короче D[20]. Долгая Z при короткой X ровно так же согласуется с хорошо изолированным зарядовым островом и ничего не говорит о топологии. Поскольку X-петля на InAs–Pb заново не измерялась, физика, которая сдвинула бы этот предел, — бо́льшая щель, меньший беспорядок, более длинные провода, — остаётся непроверенной по единственной различающей наблюдаемой.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее продемонстрированное, 2026-06-02: характерное время переключения чётности ~20 с, «в отдельных случаях достигающее минутного масштаба», по интерферометрическому однократному измерению чётности на одном гибридном нанопроводе одного тетрона в массиве из нескольких тетронов, InAs–Pb C[21]. Типичного на масштабе не существует: нет выхода годных по массиву, нет ошибки присвоения, нет времени жизни по X-петле, нет двухкубитной операции, нет запутанности, нет теста Белла, нет T₁/T₂ кубита C[21]факт. Блог Microsoft называет эти 20 с «временем жизни кубита»; препринт же заявляет время жизни чётности в одном проводе C[215].
Хронология рекордов
| Дата | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2018-03-28, отозвано 2021-03-08 | квантованная майорановская проводимость 2e²/h; перекалибровка сдвинула плато на 8%, точки вышли за пределы 2σ | Zhang et al. (Delft, Eindhoven, Microsoft) | D[365] |
| 2023-03-01 | интерференция e/4 с предсказанным чётно-нечётным эффектом при ν=5/2 и ν=7/2 | Nokia Bell Labs, PRX 13, 011028 | D[366] |
| 2025-02 | однократное считывание чётности, ошибка присвоения 1%, времена удержания в миллисекундах, InAs–Al | Microsoft, Nature | D[13] |
| 2025-07 | тетрон: Z-петля 12.4 ms против X-петли 14.5 µs | Microsoft, препринт | D[20] |
| 2026 | считывание чётности цепочки Китаева > 1 ms | QuTech, Nature | D[216] |
| 2026-06-02 | переключение чётности ~20 с, один провод одного тетрона InAs–Pb | Microsoft, препринт | C[21] |
| 2026-07-10 | когерентные осцилляции чётности в связанных минимальных цепочках Китаева, «ограниченная защита» | QuTech, препринт | D[217] |
Доминирующее слагаемое бюджета ошибок: количественно не определено. Единственный канал с измеренным темпом — переворот чётности в Z-базисе; бюджет, относящий отношение X/Z на счёт беспорядка, гибридизации или обратного воздействия считывания, не опубликован.
Производство, материалы и цепочка поставок
Стек — это выращенный методом МЛЭ InAs со сверхпроводником, нанесённым in situ (теперь это свинец), из которого электростатическими затворами формируются тетроны. Это наименее технологичный процесс во всём слое носителей: производительность МЛЭ — пластины в сутки; интерфейс полупроводник–сверхпроводник определяет выход годных и не имеет опубликованной внутрилинейной метрики; а прибор задаётся настройкой затворов, так что «выход годных» означает долю наборов напряжений на затворах, прошедших отбор, — по спорному протоколу топологической щели (Topological Gap Protocol) [22].
Ни выхода годных, ни однородности, ни стоимости или энергии в расчёте на кубит для какого-либо майорановского устройства по состоянию на 2026-09-03 не опубликовано. Microsoft перенесла производственные мощности в Люнгбю (Дания), где об открытии в ноябре 2025 г. сообщалось как о том, что оно позволяет «полностью изготавливать ядро майорановского чипа в Дании», на фоне совокупных датских инвестиций в квантовую инфраструктуру свыше DKK 1 bn (≈ USD 156 M) P[367]. GlobalFoundries перечисляет топологическую модальность среди тех, что обслуживает её подразделение Quantum Technology Solutions, называя Microsoft Quantum, но не указывает ни диаметра пластин, ни техпроцесса, ни фабрики C[353]факт — это кэптивная исследовательская фабрика, а не маршрут фабрики. Единые точки отказа: поставки установок МЛЭ, исходные материалы III–V и концентрация ноу-хау по тетронам в одной компании и двух университетских группах. ECCN, специфичного для майорановских устройств, не найдено.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Управление — это напряжения на затворах от постоянного тока до низких частот от электроники при комнатной температуре плюс ВЧ-линии считывания; ни СВЧ-возбуждения на каждый кубит, ни лазера — подлинное преимущество этой архитектуры. Считывание и есть операция вентиля: чётность выводится из периодичного по h/2e сдвига квантовой ёмкости точки, связанной с концами проводов, — неразрушающе и внутрисхемно, за ~100 µs (по записи графа технологий). Ввод-вывод масштабируется по числу затворов и резонаторов на тетрон — и того, и другого порядка десяти, — так что при 10³ тетронах нагрузка напоминает большой массив спиновых кубитов, в принципе адресуемый мультиплексированием на крио-КМОП. О 10⁴ и 10⁶ сказать нечего: мультиплексированное считывание майорановского массива не опубликовано, а модели ошибок, задающей требование к задержке, не существует.
Роль в стеке
Узел лежит на единственной архитектуре — «Топологические — тетрон (майорановские)». Он требует гетероструктур III–V, выращенных МЛЭ, и даёт физический слой для измерительного майорановского вентиля, кодирования по фермионной чётности (тетрон) и ВЧ-считывания чётности по квантовой ёмкости. Он ничего не заменяет и ни с чем не конфликтует, потому что от него ничто не зависит. Эта изолированность и есть стратегический факт: провал оставляет ветвь без всякого частичного зачёта — ноу-хау по считыванию и МЛЭ переносится в физику гибридных приборов, а кодирование, набор вентилей и модель ошибок — никуда.
Производный такт для этой архитектуры = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс: кода здесь нет, поэтому определён лишь член измерения чётности ~100 µs, а сброс не опубликован; логика и есть измерение, а транспорт отсутствует, — это проектная цифра, а не продемонстрированный раунд. Соседние пустые слоты: совместное измерение чётности (X-типа) на двух тетронах и хоть какой-нибудь декодер для измеренной майорановской модели ошибок.
Свидетельства — как измерены числа
Ключевые 20 с — это подгонка времени переключения к телеграфному сигналу в одном проводе, а не результат рандомизированного бенчмаркинга, и у неё нет спутника в сопряжённом базисе: время жизни чётности и когерентность кубита — разные величины, а измерена была только первая C[21]. Статья в Nature за февраль 2025 г. сопровождается примечанием редакции о том, что сами по себе результаты не устанавливают наличия майорановских нулевых мод в этих приборах D[13], [214].
Независимые работы это заявление не воспроизводят. QuTech показала считывание чётности цепочки Китаева свыше 1 ms D[216], а в июле 2026 г. — когерентные осцилляции чётности в связанных минимальных цепочках Китаева, указав при этом, что «майораны для бедных» несут лишь ограниченную защиту D[217]: методика воспроизведена, а защита явным образом не воспроизведена.
Legg утверждает, что протокол топологической щели способен пометить одну и ту же область как щелевую или бесщелевую в зависимости от выбора параметров анализа — диапазона поля и прозрачности перехода, — и что данные по проводимости не показывают чёткой щели [22]; в июне 2026 г. это оформилось в Matters Arising в Nature с многоавторским ответом Microsoft, который не уступает ни в чём [22], [23]. История здесь несущая: письмо 2018 г. о «квантованной майорановской проводимости» было отозвано 2021-03-08 после нераскрытых поправок на скачки заряда, неверно подписанной оси и перекалибровки, сдвинувшей значения плато на 8% и оставившей точки за пределами 2σ D[365]. Ключевые цифры сообщает лишь одна группа, поэтому конфликта значений не возникает.
Цифра считывания чётности «более 1 ms» для [216] взята из основного отчёта и по самой статье не подтверждена. DKK 1 bn в [367] — совокупные датские инвестиции в квантовую инфраструктуру, а не собственные затраты Microsoft. Заявленный Nokia результат по управлению Паули-X к концу 2025 г. фигурирует только в отраслевой прессе [369], [371]; размер прибора Nokia «15×15 µm» и стабильность состояния «от часов до суток» происходят из [369] и [368], а не из рецензируемого источника. Не опубликовано: ошибка присвоения, точность считывания и выход годных приборов поколения InAs–Pb [21]; расходы Microsoft на НИОКР по топологическому направлению, капзатраты на Люнгбю и численность персонала; сумма контракта DARPA US2QC с Microsoft [218]; правило экспортного контроля или ECCN, специфичные для майорановских или гибридных сверхпроводниковых приборов III–V; и датированная доля рынка поставщиков установок МЛЭ.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делают | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Microsoft Quantum | разработчик | США | Единственный источник тетронных устройств и всех ключевых цифр; измерительная архитектура; целевой срок отказоустойчивости 2029 г. | C[21], [215]факт |
| Microsoft Quantum Lab Lyngby | поставщик (кэптивная фабрика) | Дания | Изготовление ядра майорановского чипа; открыта 2025-11-13 | P[367] |
| QuTech | исследования | Нидерланды | Минимальные цепочки Китаева; независимое считывание чётности и когерентный кубит чётности с явно ограниченной защитой | D[216], [217] |
| TU Eindhoven | поставщик (материалы) | Нидерланды | Выращивание нанопроводов InSb/InAs для приборов на цепочках Китаева | D[217] |
| Nokia Bell Labs | разработчик | США | Дробный квантовый эффект Холла при ν=5/2 в GaAs, приборы ~15×15 µm; цель — топологический кубит в суперпозиции к концу 2026 г. | D[366]C[368]P[369] |
| DARPA | грантодатель | США | Microsoft в финальной фазе US2QC с 2025-02; отсутствует в стадии B QBI | G[218]факт |
| GlobalFoundries | поставщик | США | Quantum Technology Solutions охватывает топологическую модальность; Microsoft Quantum названа партнёром | C[353]факт |
| Atom Computing | партнёр (хедж) | США | Аппаратура на нейтральных атомах для машины логических кубитов Microsoft Magne — не топологическая | факт |
| QuNorth | пользователь | Дания | Купила Magne за €80 M при финансировании EIFO и Novo Nordisk Foundation | факт |
| H. F. Legg | критик | — | Matters Arising, оспаривающая протокол топологической щели | [22] |
Деньги.
- 2025-02 · Microsoft · финальная фаза DARPA US2QC (вместе только с PsiQuantum) · сумма не раскрыта · DARPA · выполняется G[218]факт
- 2025-07-17 · QuNorth · заказ на «Magne», 1 225 физических / 50 логических кубитов · €80 M · EIFO + Novo Nordisk Foundation · заказано, поставка на рубеже 2026/27 гг. факт
- 2025-11-06 · Microsoft · не отобрана в стадию B DARPA QBI (11 компаний, до $15 M каждой) · н/п · DARPA · отсутствие подтверждено факт
- 2025-11-13 · Microsoft · открытие лаборатории в Люнгбю; совокупные датские инвестиции в квантовую инфраструктуру свыше DKK 1 bn (≈ USD 156 M) · объявлено P[367]
- 2026-01-23 · Microsoft · Quantum Pioneers Program 2026, академические гранты до USD 200 000 на заявку, решения 2026-03-15 · объявлено P[370]
- 2026-05-12 · Microsoft · возвращающийся инвестор в раунде Photonic Inc. на $200 M при оценке $2 B · закрыто факт
- 2026-05-21 · GlobalFoundries · письмо о намерениях по CHIPS, охватывающее подразделение, в котором перечислена топологическая модальность · $375 M · Министерство торговли США · письмо о намерениях C[353]факт
- Расходы Microsoft на НИОКР по топологическому направлению, численность персонала и капзатраты на Люнгбю: нигде из найденного не раскрыты.
Рынок и цепочка поставок. Оборудования, специфичного для этой технологии, никто не продаёт; на входе — обычные установки МЛЭ, подложки III–V и стандартные рефрижераторы растворения. Риск концентрации тотален: один поставщик, одна кэптивная фабрика, никакого открытого рынка. Удельная экономика не поддаётся оценке — ни одно устройство не продано, облачного доступа нет, относимой выручки нет. Оплатить это могли бы только цели G3 и G4 (ранняя и полномасштабная отказоустойчивость); G1, G2, G5 и G7 обслуживаются машинами, которые Microsoft покупает у других, что и документирует заказ Magne факт.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Количества патентов, специфичных для топологического направления, из названной базы данных не найдено; единственная датированная цифра — 1 175 квантовых патентных семейств Microsoft в обзоре PatSnap, опубликованном 2026-06-30 Pфакт, охватывающих все модальности. Судебных разбирательств по ИС на майорановские устройства не найдено, органа по стандартизации не существует; единственный открыто опубликованный согласованный стек — Q#/Azure Quantum Development Kit от Microsoft, чья модель системы команд предполагает эту архитектуру, а не подтверждает её.
Дорожные карты и послужной список. (когда обещано · на когда обещано · статус на 2026-09-03): 2018-03 · квантованная майорановская проводимость · отозвано 2021-03-08 D[365]. 2025-02 · продемонстрирован топологический кубит · оспорено, с примечанием редакции Nature D[13], [214]. 2025 · «годы, а не десятилетия» · вытеснено более поздними формулировками C[215]. 2026-06 · отказоустойчивость к 2029 г. · двухкубитной операции не существует C[215]. Nokia: конец 2025 г. · результат по управлению Паули-X · публикации не найдено; конец 2026 г. · кубит в суперпозиции · не выполнено P[369]. Microsoft выдаёт превосходные измерения в срок и снабжает их заявлениями, которых эти измерения не подтверждают, — неизменно с 2018 по 2026 г.; дата 2029 г., опирающаяся на нулевую продемонстрированную двухкубитную физику, есть намерение, а не прогноз. Заявления QuTech соответствуют её данным. Дорожная карта Nokia опубликована слишком скудно, чтобы её оценивать.
Стратегическое прочтение. Если это заработает, Microsoft получит носитель, который ни один конкурент не сможет повторить одной лишь инженерией, обесценив конкурирующий капитальный стек на физическом уровне. Если не заработает — а по сегодняшним свидетельствам это базовый сценарий, — Microsoft теряет немного: её средством доставки служат чужая аппаратура плюс собственная коррекция ошибок, и именно поэтому она купила Magne и вложилась в Photonic. Замещение идёт в обратную сторону: коды qLDPC размывают аргумент о накладных расходах, который делал топологические кубиты необходимыми. Переговорная сила поставщиков нулевая; сила поставщика платформы зависит от того, появится ли двухкубитный результат.
Перспективы и открытые вопросы
Фальсифицируемо в течение 12–24 месяцев. Подтвердить: время жизни по X-петле или по совместной чётности на InAs–Pb в пределах двух порядков от 20 с по Z-петле; любая измерительная операция на двух тетронах с приведённой точностью; независимое воспроизведение времени жизни чётности на InAs–Pb; публикация Nokia кубита ν=5/2 в суперпозиции, обещанного на конец 2026 г. P[369]. Понизить: ещё один год одних лишь цифр в Z-базисе на одиночном проводе или вторая Matters Arising, пережившая ответ.
Лучший сценарий к 2029 г.: несколько тетронов со сбалансированными временами жизни X/Z и двухкубитный вентиль по чётности — исследовательский прибор, а не обещанная отказоустойчивая машина. Худший сценарий: сигнал InAs–Pb оказывается тривиальными андреевскими состояниями, и ветвь закрывается.
Открытые вопросы: почему для свинцового поколения не существует цифры по X-петле; какая доля тетронов проходит отбор; как время жизни чётности масштабируется с длиной провода — измерение, напрямую проверяющее экспоненциальную защиту; может ли финальная фаза US2QC быть закрыта результатом только в Z-базисе; и не является ли путь Nokia, с его прошедшей рецензирование неабелевой интерференционной сигнатурой D[366], лучше обоснованной ставкой.
Литература
- [13] Microsoft Azure Quantum, “Interferometric single-shot parity measurement in InAs–Al hybrid devices,” Nature, vol. 638, no. 8051, pp. 651–655, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-024-08445-2. D
- [20] M. Aghaee et al., “Distinct Lifetimes for X and Z Loop Measurements in a Majorana Tetron Device,” arXiv:2507.08795, Jul. 2025. D
- [21] M. Aghaee et al., “20 Second Parity Lifetime in an InAs–Pb Tetron Device,” arXiv:2606.03884, Jun. 2026. C
- [22] H. F. Legg, “On the robustness of topological gap detection via transport,” Nature, vol. 654, no. 8120, pp. E22–E26, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10567-8. arXiv:2503.08944. D
- [23] Microsoft Quantum, “Reply to: On the robustness of topological gap detection via transport,” Nature, vol. 654, no. 8120, pp. E27–E28, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10568-7. D
- [214] P. Ball, “Experts Weigh in on Microsoft's Topological Qubit Claim,” Physics, vol. 18, p. 57, 2025. [Online]. Available: https://physics.aps.org/
articles/ Dv18/ 57 - [215] C. Nayak, “Majorana 2 – Microsoft's Scalable Quantum Processor With Reliable, Long-Lasting Qubits,” Microsoft Quantum. [Online]. Available: https://quantum.microsoft.com/
en-us/ Cinsights/ blogs/ majorana-2-scalable-quantum-processor - [216] N. van Loo et al., “Single-shot parity readout of a minimal Kitaev chain,” Nature, vol. 650, no. 8101, pp. 334–339, Feb. 2026, doi: 10.1038/s41586-025-09927-7. D
- [217] F. Zatelli et al., “Majorana parity qubit in coupled minimal Kitaev chains,” arXiv:2607.09511, Jul. 2026. D
- [218] DARPA, “DARPA selects two discrete utility-scale quantum computing approaches for evaluation,” Feb. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
news/ G2025/ quantum-computing-approaches - [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/ . Cnews-release-details/ globalfoundries-launches-quantum-technology-solutions-scale-us - [365] H. Zhang et al., “Quantized Majorana conductance,” Nature, vol. 556, no. 7699, pp. 74–79, Mar. 2018, doi: 10.1038/nature26142. Retracted: Nature, vol. 591, p. E30, Mar. 2021, doi: 10.1038/s41586-021-03373-x. D
- [366] R. L. Willett et al., “Interference Measurements of Non-Abelian e/4 & Abelian e/2 Quasiparticle Braiding,” Phys. Rev. X, vol. 13, no. 1, Art. no. 011028, Mar. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.011028. D
- [367] M. Abdel-Kareem, “Microsoft Opens Largest Quantum Lab Globally in Denmark to Advance Topological Qubit Fabrication,” Quantum Computing Report, Nov. 13, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
microsoft-opens-largest-quantum-lab-globally-in-denmark-to-advance-topological-qubit-fabrication/ P - [368] Nokia Bell Labs, “Topological Quantum Computing,” Nokia.com, Feb. 24, 2025. [Online]. Available: https://www.nokia.com/
bell-labs/ Cresearch/ air-lab/ data-and-devices/ topological-quantum-computing/ - [369] J. Burt, “Bell Labs Takes A Topological Approach To Quantum 2.0,” The Next Platform, Jul. 21, 2025. [Online]. Available: https://www.nextplatform.com/
2025/ P07/ 21/ bell-labs-takes-a-topological-approach-to-quantum-2-0/ - [370] M. U. Rehman, “Microsoft Opens 2026 Quantum Pioneers Program for Measurement-Based Topological Computing Research,” The Quantum Insider, Jan. 23, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P01/ 23/ microsoft-2026-quantum-pioneers-program-measurement-based-computing/ - [371] P. R. Allison, “Bell Labs' Michael Eggleston on Nokia's research into topological quantum computing,” IT Pro, Apr. 28, 2026. [Online]. Available: https://www.itpro.com/
technology/ Pbell-labs-michael-eggleston-on-nokias-research-into-topological-quantum-computing
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Щелочной атом (Rb/Cs) в пинцете
Кубит на сверхтонких состояниях основного уровня одиночного атома рубидия или цезия, удерживаемого далёким от резонанса оптическим пинцетом и перемещаемого по требованию.
Вердикт. Идентичные, свободные, транспортируемые кубиты с когерентностью секундного масштаба; связывающие ограничения — ватты мощности удерживающего лазера, миллисекундная регистрация флуоресценции и потеря атомов, а не производство.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 — классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Одиночный нейтральный атом ⁸⁷Rb или ¹³³Cs в далёкой от резонанса дипольной ловушке с перетяжкой ~1 µm; кубит закодирован в двух сверхтонких состояниях основного уровня, расщеплённых на 6.83 GHz (Rb) или 9.19 GHz (Cs). Ловушка глубиной порядка 1 mK удерживает, но не определяет кубит, поэтому каждый носитель — один и тот же объект с точностью, которую даёт атомная физика. Захват одиночных атомов восходит к 2001 году (Institut d'Optique); сама платформа начинается с демонстраций 2016 года — детерминированных бездефектных массивов, собираемых перемещением пинцетов (Harvard; Institut d'Optique).
Атрибуты. Родство носителя: полностью естественное — ничего не изготавливается, нечего сортировать по бинам. Характерное время: запутывающее взаимодействие ~0.25 µs, детерминированное, без оповещения (heralded). Считывание: регистрация флуоресценции, ~0.5 ms, неразрушающее, пригодное для внутрисхемного применения. Подвижность: атом физически транспортируется перемещаемыми пинцетами, поэтому связность перестраивается прямо внутри схемы. Управление: оптическое, при комнатной температуре, снаружи вакуума. Структура ошибок, как её видит код: на первом месте потеря атома и утечка (leakage), на втором — когерентная ошибка; потеря обнаруживается при регистрации флуоресценции, а значит преобразуема в стирание (erasure). Производство: оптическая сборка, а не литография.
Физика и пределы
Закон масштабирования задаёт ловушка. Удержание лазерно-охлаждённого атома стоит примерно 0.5–1 mW света на 850–1064 nm: массив Tsinghua на 18 225 узлов потребовал 33 W падающей и 12.2 W эффективной удерживающей мощности, ~0.67 mW на узел D[145]. Мощность удерживающего света растёт строго линейно с числом кубитов: массив из 10⁶ атомов — это оптическая установка киловаттного класса, а не увеличенная версия сегодняшней машины.
Ограничением служит не когерентность. Сверхтонкие «часовые» состояния нечувствительны к магнитному полю в первом порядке: T₂ = 12.6(1) s в массиве из 6 100 атомов Cs D[138]; T₂ = 1.09(3) s в Rb при работающей в 0.5 m магнитооптической ловушке, против 1.34(4) s в экранированном варианте D[144]. На фоне миллисекундного цикла обе величины огромны.
Пол задаёт потеря атомов. Столкновения с фоновым газом и нагрев от рассеяния фотонов дают ограниченное пинцетом время жизни около 60 s в ячейке комнатной температуры D[144]; потери идут на уровне ~0.09% на двухкубитный вентиль D[134], а свыше 80% утечки (leakage) в логической схеме — это именно потеря D[4]. В этом и состоит определяющая асимметрия: доминирующая ошибка сама о себе заявляет. Сдвинуть этот пол можно криогенным вакуумом, дозагрузкой прямо во время вычисления (300 000 атомов в секунду в пинцеты, >30 000 инициализированных кубитов в секунду D[144]) либо сменой атомного вида — щелочные металлы покупают простейшую лазерную систему и наиболее изученную ридберговскую структуру, но лишены тех мультиплетов, которые делают преобразование в стирания и регистрацию флуоресценции без потерь штатными в Sr/Yb.
Достигнутый инженерный уровень
Хронология рекордов.
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2024-03 → 2025-07 | 6 100 атомов Cs в ~12 000 узлах; T₂ 12.6(1) s; выживаемость при регистрации флуоресценции 99.98952(1)% | Caltech | D[138] |
| 2025-09-15 | 3 217 атомов Rb за один запуск, >3 000 удерживались >2 h; загрузка 300 000 атомов в секунду; время жизни ~60 s | Harvard/MIT | D[144] |
| 2025-11-10 | 448 атомов под отказоустойчивым управлением; 2.14(13)× ниже порога, четыре раунда | Harvard/MIT/QuEra | Dфакт |
| 2026-06-01 | 11 022 атома Rb в 18 225 метаповерхностных пинцетах, заполнение 60.5%, без вентилей | Tsinghua/Qosmos | D[145] |
Типичный уровень при масштабировании отстаёт от рекордов: поставляемая QuEra система Gemini — это 260 физических кубитов при 1 запуске в секунду и точности приготовления и измерения (SPAM) 99.7% Cфакт. Разрыв между 11 022 удержанными атомами и 448 под логическим управлением — честное положение области по состоянию на 3 сентября 2026 г., и потеря атомов доминирует в бюджете во всех режимах. Граница качества носителя, задаваемая лучшим запутывающим вентилем — 0.087(5)% потери атома на CZ Dфакт, — это показатель потерь, а не когерентности.
Производство, материалы и цепочка поставок
Пластины здесь нет. Процесс — оптическая сборка: стеклянная ячейка сверхвысокого вакуума, дозатор щелочного металла, объектив с высокой числовой апертурой — или, как у Tsinghua, метаповерхность из нитрида кремния размером 19.8 mm, вынесенная на 2.5 mm за пределы ячейки и полностью заменяющая объектив D[145], — пространственный модулятор света (SLM) для статического массива, скрещённые акустооптические дефлекторы для подвижных пинцетов, научная камера. Однородность здесь — свойство времени исполнения, а не выход годных: стохастическая загрузка заполняет 50–60% узлов, а перестроение чинит массив в каждом запуске. Замена выхода годных сортировкой — структурное преимущество этого носителя перед любым изготавливаемым.
Цепочка поставок — это оптика, сосредоточенная в Европе и Японии P[329]. Лазеры: TOPTICA (Мюнхен), Exail (в стойках Pasqal), M Squared, а также Menlo Systems и NKT — обе дочерние компании Hamamatsu. SLM: Meadowlark, Hamamatsu LCOS, Holoeye. Акустооптика: AA Opto-Electronic, Gooch & Housego, Isomet. Камеры: Hamamatsu ORCA-Quest qCMOS, выбранная для внутрисхемной регистрации флуоресценции в машине Harvard/QuEra. Вакуум: Pfeiffer, Edwards, Kurt J. Lesker, VACOM. Свыше 90% габаритов и стоимости системы — это лазеры и фотоника P[329]. Аналога «узкого горла» Bluefors здесь нет, но Hamamatsu присутствует одновременно в лазерах, SLM и камерах — единственное имя, обойти которое трудно. Ни один поставщик не раскрывает цену за систему. Экспортная уязвимость проходит через перестраиваемые лазеры и вакуумное оборудование в рамках категорий 6 и 2 Вассенаарских договорённостей и правила BIS США 2024 года по квантовой технике; точные ECCN не верифицированы, см. ниже.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Нагрузка на ввод-вывод не растёт с N: одна голограмма на SLM формирует статический массив, одна пара дефлекторов адресует то подмножество, над которым выполняется операция. Число проводов — стена для любого твердотельного носителя — заменяется оптической мощностью и полосой. Цена платится временем: регистрация флуоресценции 0.5–1 ms, транспорт 0.1–1 ms, цикл коррекции 1–4.5 ms, что на три порядка медленнее сверхпроводниковых схем, с компенсирующим выигрышем: у декодера реального времени лёгкая цель по задержке (NVQLink 3.84 µs C[324]).
На уровне 10³ платформа состоялась. На 10⁴ ограничениями становятся суммарная мощность ловушек (сегодня 12 W на атомах), полоса дефлекторов, время перестроения и поле зрения камеры. На 10⁶ не применимо ничего из продемонстрированного: киловаттный удерживающий свет, отсутствие многоядерного межсоединения, отсутствие схемы сортировки, укладывающейся в цикл. Предлагаемый ответ — фотонная доставка света, и четыре удерживаемых на чипе атома Rb у Pasqal со временем жизни ~27.5 s (2026-08-10) C[330] отстоят на три с половиной порядка от практической значимости.
Роль в стеке
Две архитектуры, в обеих основной: «Ридберговский массив пинцетов — щелочные атомы (Rb/Cs)» и «Аналоговый симулятор на нейтральных атомах (ридберговские массивы, решёточные газы)». Он требует оптико-механической сборки и даёт носитель для CZ на ридберговской блокаде, для регистрации флуоресценции атомных массивов и для атом-фотонного резонаторного интерфейса, который потребуется сетевому слою. Он замещает слот щелочноземельных и подобных им атомов (Sr, Yb): переход стоит перестройки лазерного парка (лазеры узколинейного охлаждения и часовые лазеры на 689/698 nm) плюс десятилетия калибровки ридберговских переходов щелочных, а покупает штатное преобразование в стирания и неразрушающее считывание ядерного спина. По этой линии область и разделена: QuEra, Pasqal, Infleqtion (Cs), Harvard, Tsinghua — на щелочных; Atom Computing (Yb), planqc (Sr), вентильные работы Caltech (Sr) — на щелочноземельных. Производный такт на щелочном массиве пинцетов = сумма раунда синдрома (вентили 1 µs, транспорт 0.80 ms, однокубитные вентили 10 µs, считывание 0.50 ms) ≈ 1.3 × 10⁻³ s, задаётся транспортом, затем считыванием, и никогда — вентилем. Соседние пустые слоты: нет резонаторного межсоединения на масштабе массива, нет массива с криогенным вакуумом выше 10³.
Свидетельства — как измерены числа
Заявляемая когерентность — это T₂ с динамической развязкой, усреднённое по массиву: неоднородность глубины ловушек от узла к узлу оно поглощает импульсной последовательностью, а не сообщает. Выживаемость при регистрации флуоресценции 99.98952(1)% относится к одному изображению при оговоренной экспозиции и ничего не ограничивает в отношении потерь при транспорте или ридберговском возбуждении. Доля заполнения 60.5% — величина до перестроения: «11 022 атома» и «11 022 пригодных кубита» — разные утверждения. Ни один из применяемых здесь протоколов не отделяет потерю от деполяризующей ошибки, поэтому цифры ошибки на клиффорд несопоставимы с твердотельными без соответствующей постселекции.
Расхождения. В аннотации Caltech сказано «более 6 100 атомов примерно в 12 000 узлах»; версии различаются (v1 2024-03, v4 2025-07), а величина 12.6 s принадлежит v4 — более поздней редакции, которая имеет приоритет D[138]. Обзор, отстаивающий потолок блокады на уровне 99.9%, приводит в таблице CZ USTC 2025 года с 99.84%, не подтверждённый ни одним первичным источником P[140].
Не опубликовано: вид вычислительных атомов у Infleqtion и у planqc (если это стронций, planqc относится к технологии щёлочноземельных атомов), ограниченное вакуумом время жизни в ловушке для метаповерхностного массива Tsinghua и капитальная стоимость на кубит или на систему для любой пинцетной машины.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| QuEra | разработчик | США | массивы Rb; Gemini на 260 кубитов поставляется; Libra обещана на 2028 | C[137], [162] |
| Harvard/MIT | исследования | США | архитектура на 448 атомов; непрерывный прогон на 3 000 кубитов; рекорд CZ | D[4], [144] |
| Caltech | исследования | США | массив из 6 100 атомов Cs; T₂ 12.6 s; рекордная выживаемость при регистрации флуоресценции | D[138] |
| Pasqal | разработчик | Франция | машины на Rb; захват на чипе; Nasdaq PSQL | C[330], [331] |
| Infleqtion | разработчик | США | линейка Sqale; NYSE INFQ; система в Иллинойсе в 2027 | G[155], [332] |
| Tsinghua | исследования | Китай | метаповерхностный массив на 11 022 атома, крупнейший удержанный ансамбль | D[145] |
| Google Quantum AI | исследования | США | направление нейтральных атомов открыто 2026-03 под руководством Adam Kaufman | C[9] |
| Atom Computing | разработчик | США | конкурент на Yb; Magne совместно с Microsoft; QBI Stage B | G[11] |
| planqc | разработчик | Германия | конкурент на Sr; сборки для DLR и LRZ; 1 000 кубитов в LRZ около 2027 | C[246] |
| TOPTICA | поставщик | Германия | доминирующий поставщик лазеров охлаждения и захвата для Rb/Cs | P[329] |
| Hamamatsu | поставщик | Япония | LCOS-SLM и камеры qCMOS; владеет Menlo и NKT | P[329] |
Деньги.
- 2022-05-04 / 2024-07-08 · planqc · контракт DLR на EUR 29 M; раунд серии A на EUR 50 M · DLR Quantum Computing Initiative; ведущий инвестор не раскрыт · закрыто C[246]
- 2025-07-17 · QuNorth · заказ «Magne» у Atom Computing/Microsoft · EUR 80 M · EIFO + Novo Nordisk Foundation · заказано факт
- 2025-09-09 · QuEra · раунд финансирования · > USD 230 M · Google, SoftBank Vision Fund 2, NVentures · закрыто Cфакт
- 2025-11-06 · QuEra · DARPA QBI Stage B · до USD 15 M · DARPA · отобрана факт
- 2026-02-17 · Infleqtion · листинг на NYSE (INFQ) · > USD 550 M брутто · SPAC · закрыто факт
- 2026-05-21 · Infleqtion · письмо о намерениях по программе CHIPS · USD 100 M · Министерство торговли США · LOI (необязывающее) факт
- 2026-06-15 · QuEra · дорожная карта Libra на 2028, расширенное сотрудничество с AWS Braket · не раскрыто · AWS · дорожная карта Rфакт
- 2026-08-12 · Infleqtion · результаты II квартала 2026 · выручка USD 12.6 M (+116% г/г), первое полугодие USD 22.094 M, прогноз на 2026 ф.г. ~USD 43 M, чистый убыток за II квартал USD 25.5 M, денежные средства USD 582 M · отчёт опубликован G[332]
- 2026-08-27 · Pasqal · завершение SPAC, Nasdaq PSQL · ~USD 360 M денежными средствами; выручка 2025 EUR 16.5 M · Bleichroeder Acquisition Corp. II · закрыто факт
Рынок и цепочка поставок. Ключевое оборудование продают фотонные компании, которые были прибыльны ещё до появления квантовой отрасли; концентрация реальна, но размыта, и свыше 90% стоимости системы приходится на лазеры и фотонику P[329]. Юнит-экономика не раскрывается; единственная цитируемая цифра — 0.67 mW удерживающего света на один пинцет D[145]. G1 (аналоговое моделирование) — то, за что щелочным массивам действительно платят сегодня; G5 (оптимизация) — то, что продаётся в маркетинге; G3 (ранняя отказоустойчивость) — то, куда уложены все обещания на 2028 год; G4 — тезис, стоящий за оценками компаний. G6 заблокирован на слоте резонаторного интерфейса.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Основополагающие патентные семейства по пинцетным массивам и когерентному транспорту происходят из Harvard/MIT и лицензированы в QuEra; линия CNRS/Institut d'Optique питает Pasqal. Видимый ход — вертикальная интеграция: Pasqal приобрела Aeponyx ради фотоники на нитриде кремния менее чем за 18 месяцев до своего результата августа 2026 года C[330]. Открытые стеки: Bloqade (QuEra), Pulser (Pasqal), оба с фронтендами аналоговых гамильтонианов, которые не нужны ни одной другой модальности. Судебных споров не найдено; датированного числа патентов из именованной базы нет.
Дорожные карты и послужной список. QuEra (обещано 2024-01 · на 2026 · 100 логических кубитов не поставлены по состоянию на 2026-09-03, заменены на Libra с >256 логическими в 2028 — сдвиг на два года). Pasqal (обещано 2024-03 · на 2026 · 10 000 физических сдвинуты на 2028; 100 логических теперь на 2029). Infleqtion (подтверждено 2026-08-12 · на 2026 · 30 логических кубитов, не верифицировано; >50 логических в Иллинойсе в 2027). planqc (обещано 2024-11 · на ~2027 · 1 000 кубитов в LRZ; метрики устройств с тех пор не публиковались). Достоверность: Harvard/MIT обгоняют любую дорожную карту, потому что публикуют, а не обещают; QuEra и Pasqal сдвинули каждая по флагманской цифре на два года и читаются как компании 2029 года; только Infleqtion отчитывается аудированной выручкой против собственных заявлений; у planqc есть контракты, но нет опубликованных метрик.
Стратегическое прочтение. Если щелочные массивы победят, стоимость асимметрично осядет у поставщиков компонентов — TOPTICA, Hamamatsu, Meadowlark, — которым платят одинаково, кто бы из разработчиков ни выиграл и которым со стороны щелочноземельной ветви не грозит риск замещения сверх смены каталога длин волн. Реальная угроза этому узлу внутренняя: носители Sr/Yb превращают доминирующую ошибку в стирание бесплатно. Переговорная сила на стороне покупателей — у Infleqtion USD 582 M, у Pasqal ~USD 360 M против существенно меньших европейских поставщиков, — и ответом становится поглощение, а не переговоры.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если бездефектный массив свыше 2 000 атомов будет выполнять вентили к концу 2027 года; если Infleqtion продемонстрирует 30 логических кубитов к 2026-12-31; если пинцетный массив с доставкой света через чип превысит 100 ловушек к концу 2027 года. Понизить, если ни одна группа не покажет Λ > 2 на более чем 50 раундах при непрерывной дозагрузке к концу 2027 года — прогон тороидального кода у Atom Computing терял подавление ровно тогда, когда в него включали дозагрузку D[148], и именно это, а не точность вентилей, является несущим вопросом.
В лучшем случае к 2029 году: системы класса Libra свыше 256 логических кубитов в облаке, чиповая или метаповерхностная оптика, схлопывающая габариты, потеря обрабатывается как стирание сквозным образом. В худшем случае: аналоговые симуляторы на 10³ кубитов с несколькими десятками логических кубитов, миллисекундный цикл фатален вне задач моделирования, щелочные проигрывают отказоустойчивость Sr/Yb.
Открытые вопросы. (1) Переживёт ли непрерывная дозагрузка контакт с коррекцией ошибок, или паразитная засветка налагает налог на когерентность, растущий со скважностью? (2) Может ли перестроение >10⁴ узлов уложиться в цикл коррекции, или сортировка сама станет тактом? (3) Совместимы ли метаповерхностная и чиповая доставка ловушек с теми глубинами ловушек и качеством пучка, которых требуют вентили высокой точности?
Следить: отчёт Infleqtion за IV квартал 2026 против заявленных 30 логических; веха Libra у QuEra в 2027 году; число каналов на чипе у Pasqal; первая статья Google по нейтральным атомам; любое ограниченное вакуумом время жизни выше 300 s на масштабе массива.
Литература
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. D
- [9] H. Neven, “Building superconducting and neutral atom quantum computers,” Google, Mar. 24, 2026. [Online]. Available: https://blog.google/
innovation-and-ai/ Ctechnology/ research/ neutral-atom-quantum-computers/ - [11] Novo Nordisk Foundation, “New quantum computer with great potential to boost Nordic research and innovation,” Novo Nordisk Fonden, Jul. 17, 2025. [Online]. Available: https://novonordiskfonden.dk/
en/ Gnews/ new-quantum-computer-with-great-potential-to-boost-nordic-research-and-innovation/ - [134] S. J. Evered et al., “High-fidelity entangling gates and nonlocal circuits with neutral atoms,” arXiv:2604.25987, Apr. 2026. D
- [137] QuEra Computing Inc., “Gemini-Class Gate-Model Quantum Computer.” [Online]. Available: https://www.quera.com/
gemini C - [138] H. J. Manetsch, G. Nomura, E. Bataille, K. H. Leung, X. Lv, and M. Endres, “A tweezer array with 6100 highly coherent atomic qubits,” Nature, vol. 647, pp. 60–67, 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09641-4. arXiv:2403.12021. D
- [140] J. Wang, Z. Wang, L. Li, F. Wang, S. Liang, and K. Yan, “Neutral Atom Quantum Computing: Principles, Routes, Progress, and Challenges,” arXiv:2608.05010, Aug. 2026. P
- [144] N.-C. Chiu et al., “Continuous operation of a coherent 3,000-qubit system,” Nature, vol. 646, no. 8087, pp. 1075–1080, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09596-6. D
- [145] Y. Wang et al., “Trapping 11,000 Atoms in a Tweezer Array Generated by a Single Metasurface,” arXiv:2606.02715, Jun. 2026. D
- [148] Atom Computing and Collaborators, “Quantum error correction with the toric code,” arXiv:2606.04079, Jun. 2026. D
- [155] L. Roady, “Infleqtion Becomes First Neutral-Atom Quantum Company to Go Public,” Infleqtion, Feb. 17, 2026. [Online]. Available: https://infleqtion.com/
infleqtion-becomes-first-neutral-atom-quantum-company-to-go-public/ G - [162] QuEra Computing, “QuEra Announces 2028 Fault-Tolerant Quantum Computer and Expanded Multi-Year Strategic Collaboration with AWS,” Jun. 15, 2026. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Cquera-announces-2028-fault-tolerant-quantum-computer-and-expanded-multi-year-strategic-collaboration-with-aws - [246] planqc, “News.” [Online]. Available: https://planqc.eu/
news C - [324] S. Caldwell et al., “NVIDIA NVQLink Architecture Integrates Accelerated Computing with Quantum Processors,” NVIDIA Technical Blog, Nov. 17, 2025. [Online]. Available: https://developer.nvidia.com/
blog/ Cnvidia-nvqlink-architecture-integrates-accelerated-computing-with-quantum-processors/ - [329] M. Ivezic, “The Tweezer Array's Hidden Supply Chain: Who Really Wins If Neutral-Atom Quantum Computing Wins,” PostQuantum.com, Nov. 17, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-ecosystem/ Pneutral-atom-quantum-ecosystem/ - [330] Pasqal, “Pasqal brings qubit control on-chip, advancing the path to fault-tolerant quantum computing at scale,” Aug. 10, 2026. [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
news/ Cpasqal-brings-qubit-control-on-chip-advancing-the-path-to-fault-tolerant-quantum-computing-at-scale/ - [331] Pasqal, “Newsroom.” [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
newsroom/ C - [332] Infleqtion, “Infleqtion Reports Record Q2 Revenue, Raises 2026 Outlook as Quantum Commercialization Accelerates,” Aug. 12, 2026. [Online]. Available: https://ir.infleqtion.com/
news-events/ Gpress-releases/ detail/ 201/ infleqtion-reports-record-q2-revenue-raises-2026-outlook-as-quantum-commercialization-accelerates
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Щёлочноземельный (и подобный ему) атом (Yb/Sr) — естественные стирания
Кубиты в оптических пинцетах на иттербии/стронции, у которых метастабильный часовой мультиплет делает распад и потерю атома оптически детектируемыми, превращая физические ошибки в стирания (erasure) с оповещением (heralded), а не в «немые» ошибки Паули.
Вердикт. Преобразование в стирания реально и внутренне непротиворечиво (безусловное подавление распада в 1.9(4)×), но метастабильное кодирование обходится в ~6× по ошибке CZ и не воспроизведено за пределами Princeton и Caltech.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
У ¹⁷¹Yb и ⁸⁷Sr два валентных электрона: метастабильный триплет ³P₀/³P₂ с временем жизни секундного масштаба над основным синглетом ¹S₀, связанный узкой часовой линией (578 nm у Yb, 698 nm у Sr). Луч визуализации, работающий по основному мультиплету, «тёмен» для кубита, живущего в метастабильном мультиплете: распад и потеря атома дают рассеянные фотоны, тогда как кодовое пространство остаётся молчащим — схема «omg» (optical–metastable–ground), выросшая из проекта архитектуры ионной ловушки 2021 г. D[333]. Ошибки тогда приходят локализованными, в виде стираний, а не «немых» переворотов Паули. Продемонстрировано на Yb (Princeton) и на Sr (Caltech), май 2023 г. D[141], [143].
Атрибуты: природный носитель; детерминированное запутывание на ридберговской блокаде ~250 ns; флуоресцентное считывание ~0.5 ms, неразрушающее, пригодное для внутрисхемных проверок.
Оптическое управление при комнатной температуре; структура ошибок — стирание и потеря атома, а не нативные ошибки Паули; изготовление — оптическая сборка, а не литография.
Физика и пределы
Преобразование в стирания переобозначает ошибку, а не уменьшает её; выигрыш реализуется в декодере — при 1% стираний поверхностный код с учётом стираний терпит ошибку Паули до 0.51%, что в 5.2× больше стандартного протокола D[334]. Предел по вентилю лежит в другом месте: CZ на ридберговской блокаде выполняется за несколько сотен наносекунд и упирается в спонтанный и чернотельно-индуцированный распад ридберговского состояния (0.05–0.1%), фазовый шум лазера (0.1–0.2%) и тепловое движение (~0.1%); обзор 2026 г. утверждает, что это ограничивает стандартную схему уровнем около 99.9% в отсутствие нового механизма вентиля P[140]. На потерю атома приходится более 80% событий утечки (leakage) D[4] — ровно то, что видит omg. Чтобы сдвинуть этот предел, нужны криогенное окружение против чернотельно-индуцированного распада ридберговских состояний, меньшее рассеяние света ловушки, выбивающее атом из метастабильного мультиплета (именно оно задаёт интервал между проверками), и регистрация флуоресценции, щадящая соседние узлы.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег/ключ |
|---|---|---|---|
| 2023-05 | 56% однокубитных (1Q) ошибок → стирания, ¹⁷¹Yb (потолок 98%) | Princeton | D[141] |
| 2024-07 | CZ на Sr 99.71% | Caltech | D[136] |
| 2024-11 | CZ на Yb 99.72% с постселекцией / 99.40% без отбора | Atom Computing | D[135] |
| 2026-06 | Ошибка метастабильного CZ 0.016(1), 38(6)% помечено флагом; распад [[4,2,2]] в 1.9(4)× медленнее | Princeton | D[142]факт |
| 2026-08 | Регистрация флуоресценции за 17.6 µs, различение 99.89(5)%, выживание 98.80(44)%, ¹⁷⁴Yb | Kyoto/Yaqumo | P[261]факт |
Доминирующий вклад даёт вентиль, а не машинерия стирания: ошибка метастабильного CZ у Princeton 0.016(1) примерно в 6× хуже, чем 0.0060 у Atom Computing для CZ на основном состоянии Yb без отбора D[135], [142], и лишь ~38% этой ошибки возвращается в виде флагов. Рекорд 17.6 µs получен на бесспиновом ¹⁷⁴Yb, а не на считывании ¹⁷¹Yb, поэтому честным циклом остаётся 0.5 ms.
Производство, материалы и цепочка поставок
Литографического кристалла нет: «фабрика» здесь — это сверхвысоковакуумная (UHV) камера, объектив с большой числовой апертурой (NA), наведение через пространственный модулятор света (SLM) и акустооптический дефлектор (АОД) и лазеры часового перехода, ридберговские, визуализации и «полочные» (shelving); выход годных — это вероятность загрузки узла плюс неоднородность ловушек из-за аберраций SLM. Драйвер стоимости — оптика: система Fraunhofer ILT 2026 г. формирует 2 000 управляемых ридберговских пинцетов (оптических) из четырёх пучков суммарной мощностью 20 W Dфакт, около 10 mW на узел, так что 10⁴ узлов — это лазерная задача класса 100 W S. Тонкие места — вовсе не фабрики: во всей литературе фигурируют лишь два поставщика скрещённых АОД (AA Opto-Electronic, Gooch & Housego) Dфакт, а для линейки SLM и камер Hamamatsu альтернатива не выявлена Pфакт. Экспортная уязвимость возникает на уровне системы: ECCN 4A906 контролирует квантовые компьютеры выше порога по числу кубитов и уровню ошибок (в силе с 2024-09-06, лицензионное исключение IEC для партнёров); ни один ECCN не называет оптику пинцетов, АОД или UHV-камеры G[301]факт.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Адресация — пинцеты на АОД/SLM плюс глобальные пучки часового перехода и ридберговские; считывание — регистрация флуоресценции за 0.5–1 ms. Внутрисхемная проверка на стирание должна быть селективной по мультиплету и не должна нагревать соседей, которых она освещает, — именно это ограничение удерживает продемонстрированное преобразование на уровне 38–56%, а не у потолка в 98% D[141], [142]. Глобальных пучков вместе с адресацией через АОД хватает на 10³ узлов; на 10⁴ узким местом для параллельных локальных операций становится управление пучком — дефлектор различает столько позиций, сколько даёт произведение его ВЧ-полосы на время пробега звука через пучок, и это же время ограничивает скорость перенаведения, а жидкокристаллические модуляторы сменяют кадр лишь с частотой в десятки герц, — а мощность ловушек переваливает за 100 W; на 10⁶ пути нет иначе как через метаповерхности или фотонную доставку излучения.
Роль в стеке
Этот носитель определяет архитектуру «Ридберговский массив пинцетов — щёлочноземельные атомы (Yb/Sr), естественные стирания» (Atom Computing/Microsoft, Princeton, Caltech, planqc, Yaqumo) и служит альтернативным носителем архитектуры «Аналоговый симулятор на нейтральных атомах (ридберговские массивы, решёточные газы)» (QUIONE от ICFO — решёточный газ ⁸⁴Sr): только оптическая сборка, ни фабрики, ни криостата, а значит, и капитальной стены в стиле CHIPS. Он питает CZ на ридберговской блокаде, кодирование omg, регистрацию флуоресценции на камере, быстрое (≤20 µs) считывание массива и атом-фотонный резонаторный интерфейс. Он замещает щелочные элементы; для действующей платформы на Rb стоимость перехода — это новая лазерная система и новая система визуализации. Производный такт на щёлочноземельном массиве пинцетов = сумма раунда синдрома (вентили 1 µs, транспорт 800 µs, однокубитные вентили 0.34 µs, считывание 501 µs) = 1.3 ms, ограничен транспортом, против измеренного раунда ~1–4 ms. Заметный пустой слот — декодер реального времени с учётом стираний, питаемый синдромами массива в реальном времени.
Свидетельства — как измерены числа
Доли получают из состояние-селективной флуоресценции после вентилей; точность (fidelity) CZ — из рандомизированного бенчмаркинга или томографии, приводится как без отбора, так и с постселекцией по флагу. Код тратит цикл коррекции на каждое стирание с оповещением, поэтому стоимость определяют числа без отбора. Противоречие между 1.9(4)× и 3.6× разрешается внутри arXiv:2506.13724v2: обе величины есть в этой работе и описывают разные вещи — распад в 3.6(1)× медленнее при удержании логического кубита с постселекцией и в 1.9(4)× медленнее при безусловном декодировании с использованием информации о стираниях D[142]. Архитектурно значима только величина 1.9(4)×; текст в Nature Physics закрыт платным доступом [142]. Цифры 56% (однокубитные вентили, 2023) и 38(6)% (CZ, 2026) — разные метрики, усреднять их нельзя. Независимого воспроизведения не найдено.
Не опубликовано: статус установки Magne после объявления о заказе 2025-07-17. Мощность ловушки ≈10 мВт на узел при 10⁴ узлов — экстраполяция цифр Fraunhofer, а не измерение S. Ни один ECCN не называет оптику пинцетов, AOD или камеры сверхвысокого вакуума; экспортному контролю подлежит только готовая система.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Atom Computing | разработчик | США | Поставляет массивы ¹⁷¹Yb; Magne на 1 225 узлов | C[154] |
| Princeton University | исследования | США | Первой реализовала преобразование ошибок в стирания на Yb; логический кубит [[4,2,2]] | D[141], [142] |
| Caltech | исследования | США | Исключение стираний на Sr; CZ 99.71% | D[136], [143] |
| Microsoft | разработчик | США | Совместно продаёт Magne; стек QEC и декодера | C[11] |
| Hamamatsu Photonics | поставщик | Япония | SLM и камеры; единственный выявленный источник | P[335] |
| US Dept of Commerce | регулятор | США | LOI по CHIPS; ECCN 4A906 | G[300], [301] |
Деньги.
2025-07-17 · QuNorth · заказ «Magne», 1 225 физических / 50 логических, у Atom Computing/Microsoft · €80 M · EIFO + Novo Nordisk Foundation · заказано C[11]факт
2025-11-06 · Atom Computing · DARPA QBI Stage B · до $15 M · DARPA · присуждено G[65]факт
2026-05-21 · Atom Computing · письмо о намерениях по CHIPS · $100 M · US DoC, пакет на $2.013 B · LOI G[300]факт
2026-06-16 · Atom Computing · раунд серии C · $100 M · Third Point · суммарно > $300 M · закрыт C[154]факт
Рынок и цепочка поставок. Специальная оптика, а не кремний: лазеры с узкой шириной линии, скрещённые АОД (два поставщика, названных хоть где-то), SLM и камеры (один), UHV-камеры. Публичной цифры $/кубит нет; €80 M, уплаченные QuNorth за 1 225 физических / 50 логических, дают ≈ €65 k за узел и ≈ €1.6 M за логический кубит C[11]. За этот узел платит G3, условно — G4, G1 делится с массивами на Rb.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства именно по щёлочноземельному кодированию со стиранием не найдено; ближайший выданный патент — US 11,748,652 B1 компании Amazon (2023-09-05), где сопровождается оповещением распад с амплитудным затуханием в двухрельсовых сверхпроводниковых реализациях, а не на атомах G[336]факт. Стандартизационной активности не выявлено.
Дорожные карты и послужной список. Magne, 50 логических (обещано 2025-07-17 · на рубеж 2026/27 · объявления о завершении нет по состоянию на 4 сентября 2026 г.) R[11]; QuEra, 100 логических (2024-01 · на 2026 · превратилось в Libra, >256 логических, 2028) R[162]; Pasqal, 10 000 физических (2024-03 · на 2026 · сдвинуто на 2028, финансирование через SPAC ~$360 M) R[156]. Princeton прошёл рецензирование и самосогласован; Atom Computing поставляет железо, но у них подавление исчезло, как только в эксперимент включили дозагрузку атомов D[148].
Стратегическое прочтение. Если смещение в сторону стираний сохранится при переходе к рабочим кодовым расстояниям, Yb/Sr получают структурное преимущество по накладным расходам на пути к G3/G4 перед действующими игроками на Rb, которым придётся менять лазеры и визуализацию либо изобретать нативное оповещение в Rb; необъявленный выбор элемента у Google — характерный признак C[9]. Поставщики оптики выигрывают при любом исходе, поэтому устойчивая переговорная сила остаётся у дуополий по АОД и камерам. Угроза замещения — сверхпроводниковое двухрельсовое стирание с тактом ~500 ns; ставкой на неё стала покупка Quantum Circuits компанией D-Wave за $550 M Cфакт.
Перспективы и открытые вопросы
Вехи (12–24 месяца): Magne показывает 50 логических кубитов при декодировании со смещением в стирания in situ, без постселекции (подтверждение); сторонняя группа воспроизводит однокубитное преобразование >50% (подтверждение); декодер реального времени успевает переваривать флаги стираний массива в пределах бюджета цикла (подтверждение) — либо преобразование исчезает при дозагрузке, как это уже произошло с Λ (понижение). В лучшем случае к 2029 г.: массивы с естественными стираниями лежат в основе машины на >100 логических кубитов с подтверждённым снижением накладных расходов; в худшем — преобразование остаётся эффектом уровня одиночного вентиля, и судьбу платформы решает миллисекундный цикл. Открытые вопросы: переживает ли преобразование дозагрузку миллисекундного масштаба; способно ли метастабильное кодирование отыграть свой 6-кратный проигрыш по вентилю; что упирается первым выше 10⁴ — мощность ловушек или полоса АОД. За чем следить: приёмка Magne, выбор элемента у Google, первое воспроизведение вне Princeton.
Литература
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. D
- [9] H. Neven, “Building superconducting and neutral atom quantum computers,” Google, Mar. 24, 2026. [Online]. Available: https://blog.google/
innovation-and-ai/ Ctechnology/ research/ neutral-atom-quantum-computers/ - [11] Novo Nordisk Foundation, “New quantum computer with great potential to boost Nordic research and innovation,” Novo Nordisk Fonden, Jul. 17, 2025. [Online]. Available: https://novonordiskfonden.dk/
en/ Cnews/ new-quantum-computer-with-great-potential-to-boost-nordic-research-and-innovation/ - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [135] J. A. Muniz et al., “High-fidelity universal gates in the ¹⁷¹Yb ground state nuclear spin qubit,” arXiv:2411.11708, Nov. 2024. D
- [136] R. B.-S. Tsai, X. Sun, A. L. Shaw, R. Finkelstein, and M. Endres, “Benchmarking and linear response modeling of high-fidelity Rydberg gates,” arXiv:2407.20184, Jul. 2024. D
- [140] J. Wang, Z. Wang, L. Li, F. Wang, S. Liang, and K. Yan, “Neutral Atom Quantum Computing: Principles, Routes, Progress, and Challenges,” arXiv:2608.05010, Aug. 2026. P
- [141] S. Ma et al., “High-fidelity gates with mid-circuit erasure conversion in a metastable neutral atom qubit,” Nature, vol. 622, p. 279, 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06438-1. arXiv:2305.05493. D
- [142] B. Zhang et al., “Logical qubits with erasure conversion using metastable neutral atoms,” Nat. Phys., vol. 22, no. 6, pp. 910–916, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03309-0. arXiv:2506.13724. D
- [143] P. Scholl, A. L. Shaw, R. B.-S. Tsai, R. Finkelstein, J. Choi, and M. Endres, “Erasure conversion in a high-fidelity Rydberg quantum simulator,” Nature, vol. 622, p. 273, 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06516-4. arXiv:2305.03406. D
- [148] Atom Computing and Collaborators, “Quantum error correction with the toric code,” arXiv:2606.04079, Jun. 2026. D
- [154] Atom Computing, “Atom Computing Raises More Than $300 Million to Accelerate Deployment of Fault-Tolerant, Neutral-Atom Quantum Computers,” PR Newswire, Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Catom-computing-raises-more-than-300-million-to-accelerate-deployment-of-fault-tolerant-neutral-atom-quantum-computers-302800832.html - [156] M. Swayne, “Pasqal Completes SPAC Merger With $360 Million in Cash,” The Quantum Insider, Aug. 28, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ R08/ 28/ pasqal-completes-spac-merger-with-360-million-in-cash/ - [162] QuEra Computing, “QuEra Announces 2028 Fault-Tolerant Quantum Computer and Expanded Multi-Year Strategic Collaboration with AWS,” Jun. 15, 2026. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Rquera-announces-2028-fault-tolerant-quantum-computer-and-expanded-multi-year-strategic-collaboration-with-aws - [261] R. Yokoyama et al., “Minimally Destructive Fast Imaging of Single Atoms in an Optical Tweezer Array with Coherent Excitation,” arXiv:2605.24175, Jun. 2026. Also https://arxiv.org/
abs/ . P2605.24175 - [300] National Institute of Standards and Technology, “Department of Commerce Announces Letters of Intent With 9 Companies for $2 Billion to Accelerate U.S. Leadership in Quantum Computing,” NIST News, May 21, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/
news-events/ Gnews/ 2026/ 05/ department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [333] D. T. C. Allcock et al., “omg blueprint for trapped ion quantum computing with metastable states,” Appl. Phys. Lett., vol. 119, no. 21, Art. no. 214002, Nov. 2021, doi: 10.1063/5.0069544. arXiv:2109.01272. D
- [334] A. Kubica et al., “Erasure Qubits: Overcoming the T₁ Limit in Superconducting Circuits,” Phys. Rev. X, vol. 13, no. 4, Art. no. 041022, Nov. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.041022. arXiv:2208.05461. D
- [335] M. Abdel-Kareem, “Hamamatsu Photonics, NKT Photonics, and Yaqumo Form Alliance to Industrialize Cold-Atom Quantum Core Components,” Quantum Computing Report, Jun. 4, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
hamamatsu-photonics-nkt-photonics-and-yaqumo-form-alliance-to-industrialize-cold-atom-quantum-core-components/ P - [336] A. M. Kubica and A. Retzker, “Heralding of amplitude damping decay noise for quantum error correction,” Google Patents, Sep. 5, 2023. [Online]. Available: https://patents.google.com/
patent/ GUS11748652B1/ en
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Одиночный фотон (дискретные переменные)
Кубит, переносимый одним оптическим квантом в путевых, временны́х (time-bin) или поляризационных модах; запутывание вероятностно, а доминирующая ошибка — потеря.
Вердикт. Лучшие покомпонентные метрики среди всех платформ при худшем системном результате: по состоянию на 2026-09-03 фотонного логического кубита не существует, а потери лежат на 20–24× выше порога.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 — классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Фотонный кубит в дискретных переменных кодирует один бит тем, какую из двух оптических мод занимает единственный квант, — два волновода (путевое, или двухрельсовое, кодирование), два временны́х слота или две поляризации. Декогерировать в нём нечему: на 1550 nm квант несёт 0.8 eV, на четыре порядка выше тепловой энергии при комнатной температуре, поэтому нет ни T1, ни T2. Фотон либо доходит целым, либо не доходит вовсе, так что доминирующая модель ошибок — стирание (erasure) с известным местом, а задача состоит в транспорте, а не в изоляции. Двухрельсовое кодирование как подавляющее ошибки восходит к Chuang и Yamamoto (1995); сама платформа начинается с Knill, Laflamme и Milburn (2001), доказавших универсальность линейной оптики, однофотонного детектирования и упреждающего управления (feed-forward), — ценой того, что каждое двухкубитное взаимодействие становится вероятностным D[337]факт.
Атрибуты, из графа технологий:
- a — родство: 0.25, ближе к изготавливаемому краю; фотон естественен, но мода, задающая кубит, — это литография.
- b — время, запутывание: 10⁻⁷ s на слой, с оповещением (heralded) — слияние (fusion) удаётся с вероятностью ≤ 1/2, если его не усиливать.
- c — считывание: однофотонное детектирование, ~10⁻⁸ s, разрушающее, внутрисхемного измерения нет.
- d — подвижность: летающий кубит; транспорт бесплатен, дорого обходится стояние на месте.
- e — управление: электрооптическое, с приводом из комнатной температуры, хотя сам чип находится вблизи 2 K.
- f — структура ошибок: потеря, которую код видит как стирание.
- g — производство: фотонная интегральная схема.
Физика и пределы
Два неразличимых фотона, встречаясь на светоделителе, группируются, и регистрация нужной картины на выходе проецирует оставшиеся моды в запутанное состояние. Поскольку проекция удаётся лишь иногда, сеть слияний вынуждена делать попытки с запасом и залечивать отказы избыточностью ресурсного состояния.
Полом служит бюджет потерь, и каждый элемент его расходует. В Omega: ввод из волокна в чип 52 ± 12 mdB, разветвитель 0.5 ± 0.2 mdB, вносимые потери ключа на титанате бария 100 mdB, одномодовый SiN 1.8 ± 0.2 dB/m (0.5 dB/m в многомодовом варианте) D[169]факт. Теория терпит 2.7% потерь на фотон при ресурсных состояниях из 6-кольца и до 17% при 168-кубитных состояниях, которые никто не умеет построить S[179]. Фотон, прошедший тридцать ключей, израсходовал 3 dB — половину самого себя. Xanadu, находясь на стороне непрерывных переменных, но с той же оптикой, оцифровывает разрыв: 24.1× выше порога в 2026 году при цели 1.0× в 2030-м C[178]факт.
Стандартное лекарство от вероятностных источников тратит тот самый бюджет, который защищает: четырёхволновое смешение приходится вести при вероятности оповещения ~1%, чтобы подавить многофотонные события, поэтому близость к детерминизму требует глубины мультиплексирования порядка десяти — вдесятеро больше ключей по 100 mdB каждый. Детерминированные источники на квантовых точках разрывают этот круг, и именно поэтому системная эффективность 71.2%, впервые превысившая порог устойчивости к потерям 2/3, — самая значимая зафиксированная цифра по источникам D[170]. Вторичные механизмы отказа: различимость (рассогласование ухудшает видность HOM и проявляется как ошибка Паули, а не как стирание), многофотонное загрязнение, тёмные отсчёты и задержка feed-forward — фотон ждёт в линии задержки, пока принимается классическое решение, а задержка есть потеря.
Достигнутый инженерный уровень
Хронология рекордов
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2023-11 | системная эффективность источника на квантовой точке 71.2% — впервые выше порога 2/3 | USTC (Ding et al.) | D[170] |
| 2025-02 | Omega: чистота 99.5%, HOM 99.5%, белловское состояние слияния 99.22 ± 0.12%, межчиповое белловское 99.72 ± 0.04% на 42 m, медианная эффективность SNSPD на чипе 93.4%, ~2 K, 300 mm | PsiQuantum / GlobalFoundries | D[169] |
| 2025 | коммерческий источник на квантовой точке S1: системная эффективность 55.3%, регистрируемый темп 26.2 MHz | Sparrow Quantum | D[338] |
| 2025-10 | 12-кубитная Belenos/Lucy поставлена в CEA TGCC | Quandela | C[176] |
| 2026 | источник на квантовой точке S3: сырая видность HOM 97.1 ± 0.1%, чистота 99.9 ± 0.1% | Sparrow Quantum | D[338] |
| 2026-05 | гауссов бозонный сэмплинг на сжатом свете, 3 050 фотонных отсчётов | USTC (Jiuzhang 4.0) | D[175] |
| 2026-07 | 8-кубитная универсальная подсистема MBQC (Carina) поставлена в DLR QCI | QuiX Quantum | C[177] |
Лучший продемонстрированный результат и типичный при масштабировании разведены здесь дальше, чем на любой другой платформе: покомпонентные точности (fidelity) превосходны, крупнейшая эксплуатируемая универсальная DV-машина насчитывает двенадцать кубитов C[176], а фотонного логического кубита по состоянию на 2026-09-03 не существует. Доминирующий член ошибки — не точность, а выживаемость фотона при прохождении коммутационной сети.
Производство, материалы и цепочка поставок
Детали фабрики относятся к обзору по фотонным ИС; специфично для носителя то, что здесь конкурируют две несовместимые технологии источников. SFWM в кольцах из SiN или Si монолитно со схемой, совместимо с КМОП, свободно от A3B5 и работает при 2 K рядом с детекторами, но вероятностно и покупает детерминизм ключами мультиплексирования (PsiQuantum, Xanadu, QuiX). Квантовые точки (InAs/GaAs в волноводах на фотонных кристаллах) почти детерминированы — 71.2% в лаборатории D[170], 55.3% в поставке, 20–35% типично D[338], — но требуют ~4 K, излучают вблизи 900–950 nm, а не в телеком-диапазоне, растут в случайных позициях и со случайными энергиями (проблема выхода годных) и требуют гетерогенной интеграции (Quandela, Sparrow).
Единые точки отказа: одна известная 300 mm линия Cфакт; один рыночный поставщик детерминированных источников D[338]; коммутационная база на двух небольших поставщиках тонкоплёночного ниобата лития Pфакт. Ни один поставщик не публикует стоимость на кубит или цену системы. Экспортная уязвимость проходит через квантовые ограничения США от сентября 2024 года и список товаров двойного назначения ЕС; точная классификация однофотонных источников не верифицирована.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Драйверы — электрооптика при комнатной температуре, а чип находится при ~2 K, где холодильная установка располагает примерно в тысячу раз большей хладопроизводительностью, чем доступна на 10 mK; это и есть реальное преимущество платформы при масштабировании. Стена здесь — число каналов и задержка, а не мощность. Каждая операция заканчивается разрушающим детектированием, поэтому каналы масштабируются вместе с числом мод: 10³ мод — обычная криогенная разводка, 10⁴ требует мультиплексированного считывания, 10⁶ — чего-то вроде строчно-столбцовой архитектуры, стоящей за камерой из сверхпроводниковых однофотонных детекторов (SNSPD) на 400 000 пикселей D[339], плюс логики принятия решений внутри криостата. При 0.5 dB/m в многомодовом SiN удержание фотона на 100 ns стоит ~20 m волновода и 10 dB, поэтому feed-forward обязан быть наносекундного класса. QuiX называет быстрый feed-forward — вместе с источниками — двумя задачами, которые должна решить её система 2026 года C[340].
Роль в стеке
Узел лежит на фотонной архитектуре, построенной на слияниях (PsiQuantum, Quandela, QuiX), и служит альтернативным носителем архитектуры бозонного сэмплера. Он требует фабрики фотонных ИС для источников и волноводов и поставляет фотоны линейно-оптическому слиянию, генераторе ресурсных состояний, временно́му (time-bin) и путевому кодированиям и однофотонному детектированию. Он замещает сжатый свет в непрерывных переменных; переход стоит всего стека — другие источники, гомодинное детектирование вместо счёта отсчётов, код Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP) вместо кодов слияния. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс не определён, поскольку архитектура управляется измерением; вместо него стоит собственный такт 1.0×10⁻⁷ s, а эффективный логический темп задают мультиплексирование и повторы слияний. Соседние пустые слоты бросаются в глаза: нет детерминированного фотон-фотонного вентиля, нет фотонной памяти, достаточно хорошей для мультиплексирования в масштабе (рубидиевое полое волокно ORCA — единственная коммерческая попытка), нет неразрушающего внутрисхемного измерения.
Свидетельства — как измерены числа
Стандартный инструментарий — видность HOM, g²(0) по схеме Hanbury Brown–Twiss и точность белловского состояния слияния из томографии по данным с постселекцией по совпадениям. Чего они не схватывают, так это потерь: почти любая фотонная точность обусловлена тем, что фотоны были зарегистрированы, поэтому ошибка, доминирующая в машине, вынесена за скобки того числа, которое её описывает. «Точность белловского состояния слияния 99.22%» и «24× выше порога по потерям» описывают одну и ту же оптику; принять первое за уровень ошибок платформы — значит ошибиться в её ранжировании на два порядка.
Расхождения. (i) Фигурирующие в основном отчёте 0.5 dB/m — многомодовая величина; одномодовый SiN в Omega даёт 1.8 ± 0.2 dB/m D[169]факт — здесь используются обе, с указанием какая. (ii) Эффективность квантовых точек 71.2% (лаборатория) против 55.3% (поставка) против 20–35% (типично) — это разрыв между лабораторией и продуктом; используется продуктовая цифра D[170], [338]. (iii) Преимущество Jiuzhang 4.0 оспаривается классическим спуфингом, эксплуатирующим потери D[175]. (iv) «Наивысшая видность HOM на сегодня» у Sparrow — невоспроизведённое заявление поставщика D[338]. Omega ни разу не воспроизводилась независимо.
Награда PsiQuantum на $31.8 M по Stage C в одних источниках датирована 2025-09, а в других помещена в пакет июля 2026 года; дата расширения на $125 M (2026-07-22) твёрдая. Финансирование ORCA Computing известно лишь как вторичный диапазон (~£8–15 M в раунде серии A плюс капитал 2023–24 годов). Не опубликовано: точная дата и структура инструментов (капитал, заём или грант) австралийских обязательств на A$940 M перед PsiQuantum — сверх итога и двух правительств [183]; ведущий инвестор раунда серии A и накопленное финансирование Sparrow Quantum; первичный релиз, накопленный итог или оценка ORCA Computing; ECCN однофотонных источников и детекторов по квантовому правилу США от сентября 2024 года; и накопленное финансирование Quandela или какой-либо раунд 2025–26 годов после €50 M от 2023-11-07.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| PsiQuantum | разработчик | США / Австралия | DV на слияниях на 300 mm GlobalFoundries; чипсет Omega; Brisbane, Chicago | D[169]факт |
| Quandela | разработчик | Франция | источники на квантовых точках плюс собственные процессоры; 12-кубитная Lucy в CEA | C[176]факт |
| QuiX Quantum | разработчик | Нидерланды | универсальные фотонные MBQC-процессоры; Carina в DLR | C[177]C[340] |
| ORCA Computing | разработчик | Великобритания | бозонный сэмплинг во временных модах с памятью на Rb; девять поставленных установок PT-1 | P[341] |
| Xanadu | разработчик | Канада | маршрут непрерывных переменных/сжатого света — угроза замещения внутри платформы | C[178]факт |
| Sparrow Quantum | поставщик | Дания | рыночные чипы детерминированных однофотонных источников на квантовых точках | D[338]P[342] |
| USTC (группа Pan) | исследования | Китай | бозонный сэмплинг Jiuzhang (на сжатом свете); лучшая зафиксированная эффективность источника на квантовой точке | D[170]D[175] |
| Photonic Inc. | разработчик (смежный) | Канада | T-центры в кремнии: спин-фотонный интерфейс, каналы в телеком-диапазоне | P[186]факт |
| GlobalFoundries | поставщик | США | производство квантовой фотоники на 300 mm, встроенные SNSPD | Cфакт |
| DARPA | финансирующая сторона | США | деньги QBI Stage A/B/C и валидация US2QC | факт |
| CEA/GENCI, DLR QCI | пользователи | Франция / Германия | покупают и размещают фотонные системы для центров HPC | C[176]C[177] |
Деньги.
- 2023-11-07 · Quandela · раунд, €50 M · Serena, Crédit Mutuel Innovation, EIC Fund, Bpifrance, OMNES, Quantonation; France 2030 · закрыт C[343]
- 2024-04 · PsiQuantum · обязательства федерального правительства Австралии и штата Queensland, A$940 M · окончательные P[183]
- 2025-04-10 · Sparrow Quantum · раунд серии A, €21.5 M ($24 M) · ведущий инвестор не раскрыт · закрыт P[342]
- 2025-07-10 · QuiX Quantum · раунд серии A, €15 M · соведущие Invest-NL и EIC Fund; PhotonVentures, Oost NL, FORWARD.one · закрыт C[340]
- 2025-09-10 · PsiQuantum · раунд серии E, $1 B при оценке $7 B · BlackRock, Temasek, Baillie Gifford · закрыт факт
- 2025-09 · PsiQuantum · DARPA QBI Stage C через US2QC, $31.8 M · объявлено P[181]
- 2026-05-12 · Photonic Inc. · раунд, $200 M при оценке $2 B, $350 M накопленным итогом · среди вернувшихся инвесторов Microsoft · закрыт P[186]
- 2026-05-21 · PsiQuantum · письмо о намерениях по программе CHIPS, $100 M · Министерство торговли США · LOI, необязывающее факт
- 2026-06-16 · Quandela · отбор в DARPA QBI/QBIT Stage A · сумма не раскрыта · объявлено факт
- 2026-06-19 · Sparrow Quantum · EuroHPC Grand Challenge (EU-SCALE), €300 000 · EuroHPC JU · в подготовке P[342]
- 2026-07-22 · PsiQuantum · расширенное соглашение DARPA QBI Stage C, $125 M · объявлено факт
Рынок и цепочка поставок. Обеспечивающий слой тонок: одно рыночное предложение квантовой фотоники на 300 mm Cфакт, один рыночный поставщик детерминированных источников D[338], коммутационная база на двух небольших поставщиках TFLN Pфакт при европейских мощностях открытого доступа в рамках PIXEurope (~EUR 400 M, 2024-11-24) факт. Юнит-экономику процитировать нечем: машины Quandela для OVHcloud и CEA, машины QuiX для DLR и все девять установок ORCA PT-1 проданы по нераскрытой стоимости. Сегодня платит G6 — фотон единственный носитель, который движется; G1 и G5 платят маргинально, через демонстрации сэмплинга и оптимизации; G4 — это весь тезис PsiQuantum и Quandela, но финансируется он государствами, а не заказчиками; G3 не платит фотонике ничего, поскольку продавать нечего: логического кубита нет.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Единственный всплывший датированный патент — US 12,437,225 компании ORCA Computing, «Linear-optical encoded GHZ measurements and fault-tolerant quantum computation and communication», подан 2023-10-16, выдан 2025-10-07 факт. Датированного числа патентов из именованной базы получить не удалось. Открытые стеки ведутся поставщиками (Perceval у Quandela, PennyLane у Xanadu); стандарта фотонной интероперабельности не существует.
Дорожные карты и послужной список. PsiQuantum (обещано 2024-04 · на конец 2027 · коммерчески полезная машина в Brisbane; статус: площадка перенесена в Moreton Bay Central, начало строительства сдвинуто на 2026-06, поставка холодильной установки ожидается во втором полугодии 2027 Cфакт, аппаратных публикаций за 2026 год нет) — деньги и валидация DARPA реальны, срок — нет. Quandela (обещано · на 2025 · первый логический кубит; провалено) и (обещано · на 2028 · 50 логических кубитов; в силе) — машины поставляет по графику, вехи отказоустойчивости пропускает. QuiX (обещано 2025-07 · на 2026 · универсальный компьютер первого поколения; статус: Carina поставлена 2026-07, ввод в эксплуатацию предстоит) — заслуживает доверия по поставкам, не доказана по универсальности. ORCA (обещано · на 2026 · PT-3; не поставлен) — установки отгружает, но неуниверсальные. Xanadu (обещано 2026-08-31 · на 2028–31 · отказоустойчивость в 2028–29, свыше 1 000 логических к 2031) — единственная фотонная дорожная карта, публикующая своё расстояние до порога.
Стратегическое прочтение. Если DV-фотоника заработает, стоимость мигрирует к фабрике, детекторной базе и тому, кто владеет малопотерьным ключом; проигравшим оказывается комплекс криогенной электроники вокруг милликельвиновых кубитов, потому что 2 K дёшевы. Угрозы замещения сидят внутри фотоники не меньше, чем снаружи: непрерывные переменные / GKP (Xanadu) и спин-фотонные гибриды (Photonic Inc.) оба заявляют, что обходят вероятностные источники, а у атомов и ионов логические кубиты уже есть, — поэтому фотоника обязана выигрывать объёмом производства, а не физикой. Переговорная сила у фабрики и у тех немногих, кто способен сделать детерминированный источник; ни один поставщик платформы не получает рычага, пока не покажет кодированный кубит.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если PsiQuantum опубликует результат по сети слияний с измеренными сквозными потерями или DARPA продвинет её дальше Stage C; если QuiX введёт Carina в эксплуатацию и выполнит универсальную MBQC-схему с feed-forward к середине 2027 года; если какая-либо группа продемонстрирует кодированный фотонный кубит с измеренным подавлением ошибок. Понизить, если к концу 2027 года не появится ни одной аппаратной публикации PsiQuantum, а Brisbane сдвинется снова; если Quandela дойдёт до конца 2027 года без единого логического кубита, удерживая цель в 50 логических к 2028-му; если PT-3 останется непоставленным в течение 2027 года.
В лучшем случае к 2029: детерминированные источники с системной эффективностью выше 70% на фабричной ФИС, потери на ключе ниже 50 mdB, первый фотонный логический кубит, машина утилитарного масштаба в стадии ввода в эксплуатацию. В худшем случае к 2029: потери в пределах 3× от сегодняшних, логического кубита нет, вычислительная заявка перетекает к спин-фотонным гибридам, а фотоника консолидируется вокруг сетей.
Открытые вопросы. (1) Можно ли интегрировать источники на квантовых точках в масштабе фабрики, не ломая бюджет 2 K и не отказываясь от телекоммуникационных длин волн? (2) Существует ли технология feed-forward, оптическая задержка которой стоит меньше потерь, чем даёт обеспечиваемое ею мультиплексирование? (3) Какая доля потерь сопровождается оповещением, а не проходит молча? (4) Почему PsiQuantum ничего не опубликовала после Omega? (5) Масштабируются ли генератора ресурсных состояний (RSG) сублинейно по числу ключей?
Литература
- [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
- [170] X. Ding et al., “High-efficiency single-photon source above the loss-tolerant threshold for efficient linear optical quantum computing,” arXiv:2311.08347, Nov. 2023. D
- [175] H.-L. Liu et al., “Gaussian boson sampling with 1,024 squeezed states in 8,176 modes,” Nature, vol. 653, no. 8115, pp. 687–692, May 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10523-6. arXiv:2508.09092. 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/ Cnewsroom/ 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/ Cquix-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/ C2026/ 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. S
- [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/ Pinnovation/ psiquantums-stalled-quantum-plant-to-break-ground-after-location-switch/ - [186] M. Abdel-Kareem, “Photonic Inc. Reaches $2B Valuation with $200M Final Close,” Quantum Computing Report, May 12, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
photonic-inc-reaches-2b-valuation-with-200m-final-close/ P - [337] E. Knill, R. Laflamme, and G. Milburn, “Efficient Linear Optics Quantum Computation,” Nature, vol. 409, pp. 46–52, Jun. 2000, doi: 10.1038/35051009. arXiv:quant-ph/0006088. D
- [338] J. C. Loredo et al., “Deterministic quantum dot single-photon sources: operational principles and state-of-the-art specifications,” Appl. Phys. Rev., vol. 13, no. 1, Mar. 2026, doi: 10.1063/5.0316046. arXiv:2511.23232. D
- [339] B. G. Oripov et al., “A superconducting nanowire single-photon camera with 400,000 pixels,” Nature, vol. 622, no. 7984, pp. 730–734, Oct. 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06550-2. D
- [340] QuiX Quantum, “QuiX Quantum Secures €15 Million to Deliver First-Generation Universal Photonic Quantum Computer,” Jul. 10, 2025. [Online]. Available: https://www.quixquantum.com/
news/ Cquix-quantum-series-a - [341] M. Ivezic, “ORCA Computing,” PostQuantum.com, May 22, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-computing-companies/ Porca-computing/ - [342] M. Abdel-Kareem, “Sparrow Quantum Secures €21.5M ($24M USD) in Series A Funding to Advance Photonic Quantum Chip Production,” Quantum Computing Report, Apr. 10, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
sparrow-quantum-secures-e21-5m-24m-usd-in-series-a-funding-to-advance-photonic-quantum-chip-production/ P - [343] Quandela, “Quandela secures €50 million to support international expansion,” Nov. 7, 2023. [Online]. Available: https://www.quandela.com/
about-us/ Cnewsroom/ quandela-secures-e50-million-to-support-international-expansion/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Спин в квантовой точке, формируемой затворами (Si/SiGe, SiMOS, Ge)
Спин электрона или дырки в литографически затворённой точке; обменное взаимодействие даёт детерминированные двухкубитные вентили наносекундного масштаба на КМОП-кристалле.
Вердикт. Единственный носитель, изготавливаемый в объёме на 300 mm линии, но точность (fidelity) двухкубитных операций на фабричных приборах уже год держится на 99.0-99.6%, и ни один массив свыше 12 кубитов не опубликовал цифр по всем парам.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 — классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Электрон или дырка удерживается в электростатической яме поперечником ~50 nm, сформированной металлическими затворами над квантовой ямой Si/SiGe, электронным аккумуляционным слоем на границе раздела Si/SiO₂ в структуре SiMOS или дырочным газом Ge/SiGe. Вычислительной степенью свободы служит спин; барьер между соседними точками задаёт обменную связь J, а импульс J длительностью ħπ/J даёт детерминированный запутывающий вентиль. Лосс и ДиВинченцо предложили архитектуру в 1998 году; первые односпиновые и синглет-триплетные кубиты в кремнии появились в 2010–2012 годах — эта дата и взята здесь за начало линии.
Атрибуты, как их фиксирует запись графа:
- a — родство: 1.0, полностью искусственный; каждая точка есть результат литографии.
- b — характерное время: ~50 ns на операцию, запутывание детерминированное через обмен, а не с оповещением (heralded).
- c — считывание: конверсия спина в заряд на радиочастотном зарядовом сенсоре, ~6 µs, неразрушающее, пригодное для внутрисхемного применения.
- d — подвижность: статичный, если не привлекается отдельный механизм перемещения.
- e — управление: напряжения на затворах в основной полосе частот (baseband) плюс микроволновая или EDSR-накачка, электроника обычно при комнатной температуре.
- f — структура ошибок, как её видит код: когерентные, паулиевские, а также утечка (leakage) в долинные или зарядовые состояния.
- g — производство: КМОП.
Физика и пределы
Всем здесь правят три энергетических масштаба. Зеемановское расщепление (~10–100 µeV при 0.3–1 T) определяет кубит; обмен J, перестраиваемый в пределах 10–100 MHz, определяет вентиль; долинное расщепление в кремнии (0.1–0.3 meV, неоднородное, поскольку следует за шероховатостью границы раздела) определяет пол по утечке. Дырочные точки в Ge не имеют долинного вырождения и не требуют микромагнита, но их спин-орбитальное взаимодействие напрямую превращает электрический шум в дефазировку.
Пол когерентности задают две «ванны». Ядерные спины подавляемы: обогащение по ²⁸Si даёт T2 по Хану-эхо 1.31(4) ms на фабричном материале и рамзеевское T2 41(2) µs D[197]. Зарядовый шум неподавляем — 1/f-флуктуаторы в оксиде связываются через обмен, поэтому точность деградирует ровно тогда, когда J включён: запутывающее взаимодействие является одновременно и доминирующим каналом шума. До кода ошибки доходят как когерентный пере- или недоворот, паулиевская дефазировка и утечка (leakage), которую повторный и поверхностный коды пропускают без блоков подавления утечки. Разбор HRL — самая полезная одиночная формулировка того, где живёт ошибка: около 80% их ошибки CNOT имеет внешнее происхождение — это управление и калибровка, а не физика* D[190]. Чтобы сдвинуть этот пол, нужны более тихие диэлектрики, более однородное долинное расщепление и лучшая калибровка — именно в таком порядке по сложности и в обратном по стоимости.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее продемонстрированное по состоянию на 3 сентября 2026 г.: двухкубитная точность 99.04–99.56% на фабричном приборе SiMOS 300 mm D[189]; 18 кубитов в одном массиве, дважды и на разных материалах D[190]D[195]. Типичное при масштабировании хуже, и вся суть — в этом разрыве: восьмикубитный 300 mm прибор imec подтвердил двухкубитный вентиль на одной из четырёх пар двойных точек D[197]. Ни один прибор свыше 12 кубитов на этой платформе не опубликовал двухкубитные точности по всем парам.
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2022-01 | 2Q 99.5% (томография набора вентилей), Si/SiGe — первое пересечение порога поверхностного кода | QuTech/TU Delft | D[346] |
| 2024-03 | 2Q 98.9% при рабочей температуре 1 K | Diraq/UNSW | D[194] |
| 2025-09 | 2Q 99.04–99.56%, точность приготовления и измерения (SPAM) 99.9%, на фабричном SiMOS 300 mm | Diraq + imec | D[189] |
| 2026-04 | 18-кубитный массив Ge 2×N; 1Q среднее 99.8%, медиана 99.9% | Groove Quantum + QuTech | D[195] |
| 2026-05 | CZ между двумя движущимися спинами, 98.86 ± 0.29%, 58 ns | QuTech/TU Delft | D[193] |
| 2026-07 | 8-кубитный прибор 300 mm; T2 по Хану-эхо 1.31 ms; 2Q на 1 паре из 4 | imec + Diraq | D[197] |
| 2026-07 | 18 чисто обменных кубитов из 54 точек; 1Q 2×10⁻⁴, CNOT 3×10⁻³; повторный код d=5, 200 раундов, Λ₅/₃ = 4.7 | HRL Laboratories | D[190] |
Доминирующий член ошибки сегодня — не декогеренция, а дрейф калибровки: 54 точкам нужны сотни взаимозависимых напряжений, и размер массива ограничивает поверхность настройки, а не T2.
Первый германиевый массив за пределами квазиодномерной геометрии — сетка 6×6 дырочных квантовых точек с одним общим («объединённым», merged) барьерным затвором и индивидуальными плунжерными затворами (QuTech, октябрь 2026 г.) — сформировал 34 из 36 точек, достиг когерентной работы в 30 из них и задействовал 10 разреженно размещённых кубитов, которые возбуждались и считывались по пять одновременно; разреженное размещение снизило перекрёстные помехи в 42 раза и дало точности одновременных однокубитных вентилей Клиффорда выше 99% P[898].
Производство, материалы и цепочка поставок
Отличительное утверждение — изготовление на немодифицированных линиях КМОП: Intel сообщает о >24 000 приборах на 300 mm EUV-пластину D[199] и о 96% выхода годных по настройке на 232 двенадцатиточечных приборах одной пластины D[766], а Quantum Motion охарактеризовала 1 024 точки за пять минут на 22FDX GlobalFoundries C[200]. Детали процесса относятся к обзору по 300 mm КМОП-фабрике; статистика уровня пластины существует здесь и не существует ни для одного другого носителя.
Уязвимость лежит в материалах. Обогащённый ²⁸Si — настоящая единая точка отказа: ASP Isotopes начала коммерческое производство обогащённого кремния-28 на своей второй площадке в Претории 2025-03-27, с двумя нераскрытыми заказчиками из США C[347]. 2026-07-16 Управление НИОКР и производства изотопов Министерства энергетики США объявило, что ORNL и PNNL теперь выпускают силан с 99.9999% ²⁸Si и герман с содержанием Ge-73 ниже 1 ppm — «как минимум в 100×» более обеднённый, чем любой коммерческий материал; это осознанный возврат производства в страну G[348]. Гетероструктуры Ge/SiGe поступают из считаных академических реакторов (группа Scappucci в Delft), и это узкое место теснее, чем сама фабрика. Экспортно-контрольная уязвимость косвенная: кристаллы — обычный КМОП, но обогащённые изотопы и рефрижераторы растворения подпадают под многосторонние квантовые ограничения 2024 года (ECCN США 3A901/3A904).
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Напряжения в основной полосе частот плюс микроволновая или EDSR-накачка на кубит и один радиочастотный рефлектометрический сенсор на одну-несколько точек. Лазеров нет — задача ввода-вывода сводится к числу линий и к теплу. Контроллер HRL на 4 K (≤3.5 W типично, 366 ЦАП, 296 линий) отсеквенсировал полный 18-кубитный эксперимент по коррекции ошибок вообще без электроники реального времени при комнатной температуре D[190]; UNSW/Diraq показали крио-КМОП милликельвинового уровня рядом с кубитами D[203]. Эти контроллеры — предмет обзора по управлению на крио-КМОП.
Стена — считывание, а не вентили. При ~6 µs на преобразование спина в заряд плюс время установления цикл растягивается до сотен микросекунд — на три порядка медленнее 50 ns вентиля, поэтому логический такт задаёт синдромный раунд. На 10³ кубитах число линий выживаемо только при кроссбарной адресации с разделяемыми линиями; на 10⁴ доминируют число сенсоров и рассеиваемая мощность; на 10⁶ не выживают ни выделенные линии, ни сенсор на каждый кубит.
Роль в стеке
Узел лежит на одной архитектуре — спины в квантовых точках на кремнии/германии. Он требует 300 mm КМОП-фабрики; он поставляет точки, которые потребляют обменные вентили, чисто обменное и синглет-триплетное кодирование, конвейерное перемещение спинов, кроссбарное управление с разделяемыми линиями и считывание через преобразование спина в заряд. Он замещает донорные спины (прецизионно размещённый фосфор у SQC), которые покупают вентили с 99.10–99.99% на 11 кубитах D[192] ценой отсутствия пути к фабрике, — цена перехода в одной строке.
Производный такт для этой архитектуры = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс = 8.5 µs, из которых 6.3 µs — считывание и 1 µs — сброс. Всё, что обеспечивает узел, лежит ниже него по потоку, поэтому отказ здесь не имеет запасного варианта в другом месте. Соседний пустой слот — быстрое считывание без сенсора: паулиевская спиновая блокада быстрее 1 µs при >99.9%; в графе его ничто не заполняет.
Свидетельства — как измерены числа
Заявляемые двухкубитные цифры получают из чередующегося рандомизированного бенчмаркинга или томографии набора вентилей на лучшей паре кристалла — легитимный протокол, дающий нелегитимную сводку: она не схватывает ни перекрёстных помех, ни дрейфа калибровки. Повторный код d=5 у HRL на 200 раундах — единственный спиновый результат, измеряющий ошибку in situ при непрерывной работе, и его Λ₅/₃ = 4.7 D[190] относится только к переворотам бита (bit-flip), а не к подпороговой логической памяти, которой не показала ни одна спиновая платформа.
Расхождения. Сообщения Diraq противоречат друг другу по масштабу: релиз от 2026-07-09 говорил о «тысячах кубитов к 2029 году», дорожная карта от 2026-08-27 — о 150 000 физических и 1 000 логических к 2029 году R[211]факт; за позицию компании принимается дорожная карта, а само расхождение — за свидетельство о компании. Воспроизведения 300 mm двухкубитного результата за пределами линии imec не существует.
На однодырочном кубите Ge/SiGe (T2 = 136 ns, частота Раби 19 MHz) один и тот же вентиль ожидания (idle) даёт 99.21(3)% по чередующемуся рандомизированному бенчмаркингу, но 97.48(9)% по томографии набора вентилей, последовательности которой содержат длинные серии подряд идущих ожиданий, превышающие T2, тогда как вентили X/2 и Y/2 сходятся в пределах 0.3 процентного пункта (99.81% и 99.88% по томографии набора вентилей) P[888]. Цифра ожидания или памяти для этого носителя осмысленна лишь с указанием протокола.
Цифра €17.5 M у SemiQon взята из отраслевой прессы за платным доступом, тип раунда не указан P[354]P[352], а у €16 M Groove Quantum (2026-04-30) нет первичного источника Pфакт. Набор данных PatSnap (~60 записей) не содержит HRL, imec, Diraq и Quantum Motion, так что это выборка, а не перепись P[356]. Не опубликовано: накопленное финансирование SemiQon и сумма от PostScriptum; инвесторы Groove Quantum; стоимость сделки IBM–HRL и какая-либо датированная спиновая веха на дорожной карте IBM C[204]; и уровень обогащения, мощности и заказчики ASP Isotopes, а также объёмы и финансирование DOE C[347]G[348].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Diraq | разработчик | Австралия | кубиты SiMOS на 300 mm imec; 2Q 99.04–99.56%; работа при 1 K | D[189]D[194] |
| HRL Laboratories | разработчик | США | чисто обменные кубиты на SiGe, 18 кубитов, самосеквенированная коррекция ошибок d=5 | D[190] |
| IBM | инвестор | США | приобрела HRL; добавляет спины к сверхпроводниковой дорожной карте | C[204] |
| Intel | разработчик | США | спиновые приборы 300 mm EUV; 12-кубитный Tunnel Falls в Argonne | D[199]P[207] |
| Quantum Motion | разработчик | Великобритания | точки на 22FDX; полностековая КМОП-система, поставленная в NQCC | C[200] |
| QuTech (TU Delft) | исследования | Нидерланды | вентили на перемещаемых спинах, проверки чётности, гетероструктуры Ge | D[193]D[349] |
| Groove Quantum | разработчик | Нидерланды | 18-кубитный массив Ge, спин-офф делфтской программы по Ge | D[195] |
| Quobly | разработчик | Франция | партии ²⁸Si FD-SOI на ST Crolles с 2025-12 | C[350] |
| Equal1 | разработчик | Ирландия | шестикубитный стоечный блок, продававшийся как Bell-1, а с мая 2026 года — как RacQ; установлен в ESA Frascati в июле 2026 | C[351] факт факт |
| SemiQon | поставщик | Финляндия | спин-офф VTT; чипы крио-КМОП, изготавливаемые в Эспоо | P[352] |
| GlobalFoundries | поставщик | США | подразделение Quantum Technology Solutions; пластины 22FDX | C[353] |
Деньги.
- 2025-02-24 · SemiQon · раунд · €17.5 M (€15 M капитал + €2.5 M грант) · European Innovation Council · закрыт P[354]
- 2025-11-06 · Diraq, Quantum Motion, SQC · DARPA QBI Stage B · до $15 M каждой · DARPA · трое из одиннадцати · объявлено факт[65]
- 2026-01-15 · Equal1 · раунд · $60 M · ISIF · >$85 M накопленным итогом · закрыт Cфакт[351]
- 2026-04-30 · Groove Quantum · раунд · €16 M · не раскрыты · €26 M накопленным итогом · закрыт Pфакт
- 2026-05-07 · Quantum Motion · раунд серии C · $160 M · DCVC, Kembara · закрыт C[355]
- 2026-05-21 · Diraq · письмо о намерениях по программе CHIPS (США) · до $38 M · Министерство торговли · LOI G[300]
- 2026-05-21 · GlobalFoundries · LOI по программе CHIPS (США), мультимодальная квантовая фабрика · $375 M · Министерство торговли · LOI G[300]C[353]
- 2026-06-03 · Quobly · раунд серии A · €115 M · Bpifrance, SEALSQ, STMicroelectronics · €134 M накопленным итогом · закрыт C[350]
- 2026-06 · Silicon Quantum Computing · NRFC (донорный маршрут) · A$60 M · Australia NRFC · закрыто факт
- 2026-07-03 · SemiQon · стратегическая инвестиция · сумма не раскрыта · PostScriptum · закрыта P[352]
- 2026-08-26 · IBM / HRL · сделка M&A завершена (объявлена 2026-07-23) · условия не раскрыты · продавцы Boeing и General Motors, остаются партнёрами по приложениям · окончательно C[204]
Рынок и цепочка поставок. Спиновые кубиты никто не продаёт; продаваемый товар — это прогоны на фабрике, обогащённые изотопы и криоэлектроника. Доступ к фабрике покупается у imec, GlobalFoundries и STMicroelectronics, причём GF в 2026 году оформила его в отдельное бизнес-подразделение и назвала своими заказчиками Diraq, Equal1 и Quantum Motion C[353]. Сконцентрированный риск — поставка изотопов: один коммерческий производитель значимого масштаба плюс перезапущенная возможность национальных лабораторий США C[347]G[348]. Обещание Diraq «менее $1 за кубит при двух миллионах кубитов» R[211] — это проекция, а не цена. Сегодня платят G3 (работы HRL по коррекции ошибок, QBI Stage B) и G7 (Quantum Motion в NQCC, Equal1 в ESA); ради G1, G2 или G5 здесь не покупается ничего.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Единственный доступный датированный срез базы — анализ PatSnap от 2026-06-02, обновлённый 2026-08-21, — беден: ~60 записей за 2005–2026 годы, крупнейшим держателем в них оказывается NewSouth Innovations (UNSW, лицензионный корень Diraq) с пятью заявками, опережая SIAT/SIMIT, MIT, Intel и SQC P[356]. Слишком мало, чтобы считаться переписью. Судебных споров в записях нет, специализированного органа по стандартизации по спинам не существует, а ИС на контроллер HRL теперь не публикуется, оказавшись внутри IBM.
Дорожные карты и послужной список. Diraq (обещано 2026-08-27 · на 2029 · 150 k физических / 1 k логических, >2 M к 2031) — шестью неделями ранее говорилось о «тысячах к 2029» R[211]: точности принимать, количества дисконтировать. Quobly (2026-06 · на 2032 · миллионы кубитов) — профинансирована и запускает партии на ST, опубликованного многокубитного прибора нет: это намерение. SQC (на 2033 · коммерческий масштаб) — реальный 11-кубитный донорный результат D[192], нефальсифицируемо до 2030 года. Quantum Motion — единственный участник, поставивший систему заказчику в срок C[200]. Intel — 12 кубитов в Argonne, ни чипа-преемника, ни датированной дорожной карты по состоянию на 3 сентября 2026 г. P[207]: жив, но без курса. IBM/HRL — ни одной спиновой вехи ни на Starling (2029), ни на Blue Jay (середина 2030-х) C[204].
Стратегическое прочтение. Если платформа состоится, победителями станут фабрики и поставщики изотопов, а не разработчики кубитов: кубит SiMOS — это технологический рецепт, и после квалификации процесса предельный кристалл дёшев, а дифференциация уходит в калибровочное ПО. Именно поэтому IBM купила HRL — не ради 18 кубитов, а ради стека управления на крио-КМОП и корпусирования, переиспользуемых между модальностями: приобретение поставщика, наряженное в ставку на платформу. Проигравшие — чистые спиновые стартапы, чья переговорная сила против фабрики, только что превратившей квантовое производство в продукт, падает. Технологичность — единственный защитимый аргумент платформы, и если двухкубитная точность и в 2027 году останется на уровне 99.0–99.6% при массивах менее 20 кубитов, этого аргумента станет недостаточно.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если к концу 2027 года какая-либо группа опубликует двухкубитные точности выше 99% по всем парам на массиве ≥16 кубитов, либо спиновый прибор покажет подпороговую логическую память в поверхностном коде расстояния от 3 до 5, либо IBM поставит датированную спиновую веху в свою публичную дорожную карту. Понизить, если фабричная двухкубитная точность в середине 2027 года по-прежнему будет 99.0–99.6%, если Intel не сделает больше ни одного спинового объявления или если Diraq второй раз пересмотрит свою цифру на 2029 год в сторону понижения.
В лучшем случае к 2029 году: несколько сотен физических кубитов на квалифицированном 300 mm процессе с управлением по разделяемым линиям и работающей логической памятью — на два порядка меньше, чем 150 k у Diraq. В худшем случае: платформа остаётся фабричной демонстрацией, стартапы консолидируются в IBM, GlobalFoundries и STMicroelectronics, а спиновые кубиты превращаются в бизнес управляющей электроники с прилагающимися кубитами.
Открытые вопросы. (1) Воспроизводима ли двухкубитная точность класса 99.5% на всех парах кристалла — или только на той паре, которая настраивается? (2) Можно ли сделать долинное расщепление достаточно однородным, чтобы утечка перестала быть лотереей на каждом отдельном приборе? (3) Опустится ли считывание ниже 1 µs без зарядового сенсора на каждый кубит? (4) Что купила IBM — кубит или стек управления?
Литература
- [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [189] P. Steinacker et al., “Industry-compatible silicon spin-qubit unit cells exceeding 99% fidelity,” Nature, vol. 646, no. 8083, pp. 81–87, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09531-9. D
- [190] Members of the HRL Quantum Team and Collaborators, “A digitally controlled silicon quantum processing unit,” arXiv:2604.16216, Apr. 2026. D
- [192] H. Edlbauer et al., “An 11-qubit atom processor in silicon,” Nature, vol. 648, no. 8094, pp. 569–575, Dec. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09827-w. arXiv:2506.03567. D
- [193] Y. Matsumoto et al., “Two-qubit logic and teleportation with mobile spin qubits in silicon,” Nature, vol. 653, no. 8114, pp. 391–397, May 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10423-9. D
- [194] J. Y. Huang et al., “High-fidelity spin qubit operation and algorithmic initialization above 1 K,” Nature, vol. 627, no. 8005, pp. 772–777, Mar. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07160-2. D
- [195] J. Dijkema et al., “Simultaneous operation of an 18-qubit modular array in germanium,” arXiv:2604.01063, Apr. 2026. D
- [197] A. Nickl et al., “Eight-qubit operation of a 300 mm SiMOS foundry-fabricated device,” Nat. Commun., vol. 17, no. 1, Art. no. 5878, Jul. 2026, doi: 10.1038/s41467-026-74597-6. D
- [199] H. C. George et al., “12-spin-qubit arrays fabricated on a 300 mm semiconductor manufacturing line,” Nano Lett., vol. 25, no. 2, pp. 793–799, Dec. 2024, doi: 10.1021/acs.nanolett.4c05205. arXiv:2410.16583. D
- [200] Quantum Motion, “Quantum Motion Delivers the Industry's First Full-Stack Silicon CMOS Quantum Computer,” Sep. 15, 2025. [Online]. Available: https://quantummotion.com/
quantum-motion-delivers-the-industrys-first-full-stack-silicon-cmos-quantum-computer/ C - [203] UNSW, “UNSW engineers help crack key challenge in scaling quantum computers,” Jun. 26, 2025. [Online]. Available: https://www.unsw.edu.au/
newsroom/ Dnews/ 2025/ 06/ unsw-engineers-crack-challenge-scaling-quantum-computers - [204] IBM, “IBM Completes Acquisition of HRL Laboratories to Accelerate the Future of Quantum,” Aug. 26, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
2026-08-26-ibm-completes-acquisition-of-hrl-laboratories-to-accelerate-the-future-of-quantum C - [207] L. Hesla, “Argonne launches silicon quantum processor collaboration with Intel,” Argonne National Laboratory, Jan. 6, 2026. [Online]. Available: https://www.anl.gov/
article/ Pargonne-launches-silicon-quantum-processor-collaboration-with-intel - [211] F. Elliott, “Diraq charts course to utility-scale quantum computing with millions of spin qubits on a single silicon chip,” Diraq, Aug. 27, 2026. [Online]. Available: https://www.diraq.com/
newsdesk/ Rdiraq-sets-roadmap-for-utility-scale-quantum-computing-with-millions-of-qubits-on-a-single-silicon-chip - [300] National Institute of Standards and Technology, “Department of Commerce Announces Letters of Intent With 9 Companies for $2 Billion to Accelerate U.S. Leadership in Quantum Computing,” NIST News, May 21, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/
news-events/ Gnews/ 2026/ 05/ department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion - [346] X. Xue et al., “Quantum logic with spin qubits crossing the surface code threshold,” Nature, vol. 601, no. 7893, pp. 343–347, Jan. 2022, doi: 10.1038/s41586-021-04273-w. arXiv:2107.00628. D
- [347] ASP Isotopes Inc., “ASP Isotopes Inc. Commences Commercial Production of Enriched Silicon-28 at its Second Aerodynamic Separation Process (ASP) Enrichment Facility,” Mar. 27, 2025. [Online]. Available: https://ir.aspisotopes.com/
news-events/ Cpress-releases/ detail/ 56/ asp-isotopes-inc-commences-commercial-production-of - [348] U.S. Department of Energy, “DOE Advances Domestic Supply of Silicon, Germanium Isotopes for Quantum Computing,” HPCwire, Jul. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
off-the-wire/ Gdoe-advances-domestic-supply-of-silicon-germanium-isotopes-for-quantum-computing/ - [349] B. Undseth et al., “Weight-four parity checks in a spin-shuttling architecture,” Nature, vol. 655, no. 8125, pp. 1160–1166, Jul. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10766-3. D
- [350] Quobly, “Quobly secures €115 million Series A to bring silicon-based quantum computers to market,” Jun. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.quobly.io/
press-releases/ Cquobly-secures-e115-million-series-a-to-bring-silicon-based-quantum-computers-to-market - [351] Equal1, “Equal1 raises $60M to accelerate quantum computing using existing semiconductor manufacturing,” Jan. 15, 2026. [Online]. Available: https://www.equal1.com/
insights/ Cequal1-raises-60m-to-accelerate-quantum-computing-using-existing-semiconductor-manufacturing - [352] M. Swayne, “PostScriptum Invests in Quantum Hardware Developer SemiQon,” The Quantum Insider, Jul. 3, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P07/ 03/ postscriptum-invests-in-quantum-hardware-developer-semiqon/ - [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/ . Cnews-release-details/ globalfoundries-launches-quantum-technology-solutions-scale-us - [354] M. Abdel-Kareem, “SemiQon Secures €17.5M ($18.3M USD) to Develop Cryogenic CMOS Technology for Quantum Systems,” Quantum Computing Report, Feb. 24, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
semiqon-secures-e17-5m-18-3m-usd-to-develop-cryogenic-cmos-technology-for-quantum-systems/ P - [355] Quantum Motion, “Quantum Motion Raises $160 Million Series C to Deliver Quantum Computing's "Transistor Moment,” May 7, 2026. [Online]. Available: https://quantummotion.com/
quantum-motion-raises-160-million-series-c-to-deliver-quantum-computings-transistor-moment/ C - [356] PatSnap, “Spin Qubit Silicon Quantum Dot Arrays 2026 — PatSnap Eureka,” Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ Pblog/ rd-blog/ spin-qubit-silicon-quantum-dot-arrays-2026-patsnap-eureka/ - [766] S. F. Neyens et al., “Probing single electrons across 300-mm spin qubit wafers,” Nature, vol. 629, no. 8010, pp. 80–85, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07275-6. D
- [888] Y.-C. Zhou et al., “High-fidelity geometric quantum gates exceeding 99.9% in germanium quantum dots,” arXiv:2609.33251, Sep. 2026. P
- [898] A. S. Ivlev et al., “Sparse qubit operation in a 6×6 quantum dot array,” arXiv:2610.07683, Oct. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Бозонная мода резонатора
Гармоническая микроволновая мода 3D- или планарного сверхпроводникового резонатора, используемая как носитель кубита; её ошибка — структурированная потеря фотонов, а не универсальный шум Паули.
Вердикт. Лабораторные памяти достигают времени жизни фотона 25.6 ms, но работающие бозонные устройства живут на два-три порядка меньше; предел носителя задаёт связанная с ним анцилла, а не сам резонатор.
Λ — коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 — классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Квантованная гармоническая мода механически изготовленного 3D- или планарного сверхпроводникового резонатора, возбуждаемая и считываемая дисперсионно через связанную с ней анциллу-трансмон. Работы Yale по 3D-варианту схемной КЭД сделали её носителем в 2013 году: Q > 0.5×10⁹, время жизни одиночного фотона 10 ms в алюминии D[318]. Считывание идёт через анциллу за ~1 µs, оно неразрушающее и допускает внутрисхемное применение; носитель изготавливается механически, подключается по шине и управляется микроволновым сигналом комнатной температуры.
Физика и пределы
У гармонической моды единственный доминирующий канал распада — амплитудное затухание; в этом и состоит весь аргумент в пользу бозонных кодов, поскольку кодирование можно нацелить на один известный канал вместо неструктурированного базиса Паули. Потери растут линейно с заселённостью, поэтому κ ограничивает сверху асимметрию ошибок, достижимую любым кошачьим кодированием. Предел задают поверхностные двухуровневые системы, проводимость шва и радиационные утечки (leakage): время жизни 25.6 ms, когерентность 34 ms (Weizmann, 2023) — на геометрии, которая «минимально связана с управляющим кубитом» D[319]. Именно эта формулировка и есть предел: мода, анциллу которой возбуждают сильными сигналами, наследует её дефазировку, а работающая мода Nord Quantique с кодом Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP) даёт T1 = 360 µs D[82]. Сдвинуть предел — значит развязать анциллу и обработать поверхности.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2013 | Алюминиевый 3D-резонатор, Q > 0.5×10⁹, время жизни фотона 10 ms | Yale | D[318] |
| 2023-09 | Резонаторная память: T1 25.6 ms, T2 34 ms | Weizmann Institute | D[319] |
| 2026-08 | Спаренные коаксиальные резонаторы λ/4: двухрельсовый CZ ≈500 ns, стирание (erasure) 0.5% на вентиль, ошибка Паули 0.029(6)% | Quantum Circuits | D[84] |
Типичное на масштабе далеко отстоит от лучшего: 18 кошачьих мод (Helium), пять запоминающих мод (Ocelot) C[87]D[80]. Доминирующий эксплуатационный вклад — наведённая анциллой дефазировка плюс видимые для вентиля потери; стирание 0.5% на вентиль — это как раз обнаруженная часть таких потерь D[84].
Цифры Weizmann 25,6 мс и 34 мс получены одной группой и не воспроизведены независимо. «До 200× меньшие аппаратные требования» Helium — заявление компании без данных на логическом уровне C[87]. Не опубликовано: материал резонатора Weizmann (алюминий или ниобий) и добротность коаксиальных λ/4-резонаторов в двухрельсовом CZ 2026-08 [84].
Производство, материалы и цепочка поставок
Моду делают двумя путями. Механически обработанные корпуса из алюминия или ниобия, полированные и герметизированные, держат GKP-моду Nord Quantique и пары λ/4-резонаторов двухрельсовых кубитов D-Wave D[82]D[84]; такая мода занимает сантиметровый масштаб против ~100 µm у трансмона, и слабым местом является именно это соотношение, а не Q. Кристаллы кошачьих кубитов планарны: у Alice & Bob это схемы из тантала на сапфире, и память Boson 3 — четвертьволновый копланарный резонатор факт, а моды Ocelot — копланарные волноводные резонаторы на двух кристаллах, соединённых бампами D[80]. На одну моду приходится одна линия возбуждения плюс анцилла с собственными трактами возбуждения и считывания — у Alice & Bob вместо анциллы буферная мода со своими накачками Cфакт. Ни крио-КМОП, ни кристального мультиплексирования управления резонаторами не существует, поэтому число линий растёт линейно: на уровне 10³ мод стеной становятся число коаксиальных линий и объём криостата в одном рефрижераторе растворения; для 10⁴–10⁶ требуется принципиально иная сборка. Механическая обработка своя у каждого поставщика, который делает корпуса; сторонней фабрики и специфичного для резонаторов правила экспортного контроля не найдено. Концентрация сосредоточена вокруг смежных позиций: рефрижераторы Bluefors, включая импульсные трубы Cryomech факт.
Роль в стеке
Требует одного из двух путей изготовления — механически обработанных 3D-резонаторов или планарной сверхпроводниковой литографии; предоставляет моду для кошачьего и GKP-кодирования, двухрельсового стирания, вентилей через анциллу и дисперсионного считывания. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс: 2.8 µs на архитектуре двухрельсовых кубитов со стираниями, где четыре слоя CZ по 500 ns перекрывают проверку за ~0.4 µs D[84], и 1.44 µs на архитектуре резонаторных кошачьих кубитов и GKP, задан вентилями, против её измеренного цикла 2.8 µs D[80]. Верификация: показатели 25.6/34 ms получены одной группой и не воспроизведены D[319]; ошибка Паули двухрельсового CZ приведена после постселекции, а его Λ ≈ 27 получена моделированием, а не измерением Sфакт.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Alice & Bob | разработчик | Франция | Система Helium на 18 кошачьих мод, ~40 kW, продана GENCI | C[87] |
| D-Wave | разработчик | США | Двухрельсовые кубиты на коаксиальных резонаторах λ/4, через Quantum Circuits | D[84] |
| AWS | разработчик | США | Ocelot: пять запоминающих мод, четыре анциллы, пять буферов | D[80] |
| Nord Quantique | разработчик | Канада | Многомодовый резонаторный GKP, T1 360 µs | D[82] |
| Weizmann Institute | исследования | Израиль | Держатель рекорда резонаторной памяти | D[319] |
Деньги.
2026-01-20 · D-Wave · поглощение Quantum Circuits · $550 M · — · закрыто факт
2026-08-06 · D-Wave · отчёт за 2-й квартал · $9.3 M стоимость приобретения, $2.3 M унаследованных заказов · отражено в отчётности факт
2026-05-18 · Nord Quantique · капитал роста · $30 M при оценке $1.4 B · — · закрыто C[89]
Рынок и цепочка поставок. Резонаторы никто не продаёт; деньги находятся ниже по цепочке — в криостатах и усилителях. Удельная экономика не опубликована: ~40 kW у Helium на 18 мод — это показатель системы целиком C[87]. Здесь платит G3; G4 на сантиметровом масштабе не платит.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства, специфичного для резонаторной моды, не найдено; патент Amazon US 11,748,652 B1 закрывает вышележащий слой факт.
Дорожные карты и послужной список. Alice & Bob поставила Helium в 2026-06, как и обещала, но без данных логического уровня C[87]. D-Wave обещает DR17 (2026), DR49 (2027), DR181 (2028), 10 логических (2030), 100 логических (2032) при Λ = 10 Rфакт. Оба поставляют в срок и откладывают те цифры, которые действительно важны.
Стратегическое прочтение. Если резонаторные моды останутся наиболее структурированным каналом ошибок в сверхпроводниковой аппаратуре, их поставщики меняют качество ошибок на меньшее число физических кубитов; если планарный двухрельсовый подход или кристальный GKP выйдут на те же доли стирания, сантиметровые корпуса проиграют по плотности, и ветвь сузится до нишевой памяти.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к 2028, если работающее многомодовое устройство удержит время жизни фотона выше 1 ms; понизить оценку, если эксплуатационные времена жизни останутся около 10² µs, а планарные кубиты со стиранием сократят разрыв. В лучшем случае к 2029 г.: мультиплексированное управление, корпуса меньше сантиметра; в худшем — бессрочные демонстраторы с числом мод в пределах десятка. Открытые вопросы: какая доля эксплуатационной дефазировки обусловлена анциллой; опубликует ли кто-нибудь Q для корпусов λ/4? Следить за данными логического уровня Alice & Bob и за DR49.
Литература
- [80] H. Putterman et al., “Hardware-efficient quantum error correction via concatenated bosonic qubits,” Nature, vol. 638, no. 8052, pp. 927–934, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-08642-7. D
- [82] S. Turcotte et al., “Quantum error correction of a grid-state qubit with state preparation and measurement errors below 10⁻³,” arXiv:2607.06718, Jul. 2026. D
- [84] N. Mehta et al., “An entangling gate for dual-rail erasure qubits,” Nature, vol. 656, no. 8126, pp. 47–53, Aug. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10822-y. arXiv:2503.10935. D
- [87] N. Coppola, “Alice & Bob Unveils First Quantum System, Helium,” Alice & Bob, Jun. 10, 2026. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
newsroom/ Calice-bob-unveils-first-quantum-system/ - [89] Nord Quantique, “Nord Quantique Reaches $1.4 Billion USD Valuation with Latest Investment,” Business Wire, May 18, 2026. [Online]. Available: https://www.businesswire.com/
news/ Chome/ 20260518358351/ en/ Nord-Quantique-Reaches-$1.4-Billion-USD-Valuation-with-Latest-Investment - [318] M. Reagor et al., “Reaching 10 ms single photon lifetimes for superconducting aluminum cavities,” arXiv:1302.4408, Feb. 2013. D
- [319] O. Milul et al., “Superconducting Cavity Qubit with Tens of Milliseconds Single-Photon Coherence Time,” PRX Quantum, vol. 4, no. 3, Art. no. 030336, Sep. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.030336. D
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Флаксониум
Сверхпроводниковый кубит, зашунтированный массивом джозефсоновских переходов, с частотой 0.2–1 GHz, большой ангармоничностью и длинным T1, купленными ценой отдельной линии потокового смещения на каждый кубит.
Вердикт. Лучший двухкубитный показатель среди всех сверхпроводниковых носителей (CNOT 99.94%, 60 ns, стабильность 24 дня), но по состоянию на 2026-09-04 ни у кого не является продуктовым носителем; он выигрывает только если холодное управление потоком появится раньше, чем трансмонные элементы связи закроют разрыв.
Λ — коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 — классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Сверхпроводниковая схема, зашунтированная большой индуктивностью массива переходов, что уводит переход 0→1 в диапазон 0.2–1 GHz при гигагерцевой ангармоничности; Manucharyan, Koch, Glazman и Devoret, 2009. Зарядовая дисперсия обращается в нуль.
Атрибуты: искусственный носитель; детерминированное запутывание ~50 ns (10^-7.3 s); дисперсионное считывание ~0.3 µs, неразрушающее, с возможностью внутрисхемного применения.
Статическая подвижность; низкочастотное управление потоком при комнатной температуре; ошибки Паули плюс когерентные; литография сверхпроводниковых схем.
Физика и пределы
Диэлектрические потери растут с ω, поэтому T1 в 160–260 µs на ~300 MHz — рутина там, где трансмон борется с той же ванной на 5 GHz D[39]. Но при 20 mK kT/h ≈ 420 MHz: равновесие оставляет десятки процентов населённости в |1⟩, что делает активный сброс (~98% D[315]) обязательным. Предел задаёт потоковая дефазировка типа 1/f — T2* 20–110 µs против указанных T1 D[39], [316], — второго порядка в оптимальной рабочей точке и не поддающаяся подстройке. В рекордном CNOT доминирует, наоборот, когерентный член: нерезонансные перевороты управляющего кубита, остаточная ошибка ниже 2×10⁻⁴ D[39]. Предел сдвигает более тихое смещение, формируемое ближе к кристаллу.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2023-09-25 | CZ 99.922 ± 0.009% (среднее при оптимизации методами RL) | MIT / MIT Lincoln Lab | D[40] |
| 2024-07-22 | CNOT 99.94% за 60 ns, >99.9% в течение 24 дней без перекалибровки | Maryland–EPFL–UMass–Wisconsin | D[39] |
| 2025-01-14 | Однокубитный вентиль 99.998% | MIT EQuS | D[317] |
| 2026-01-23 | Кристальное управление потоковым ЦАП, T1 ≈ 200 µs сохранён | D-Wave | D[316] |
Всё это одно- или двухкубитные устройства; по состоянию на 2026-09-04 ни решётки на флаксониумах, ни цикла QEC не существует.
D-Wave приводит 200 проводов смещения (2026-01-06) и ~300 линий смещения (2026-01-23) для одной и той же схемы аннилера факт. Не опубликовано: длительность вентиля CZ MIT с точностью 99.922%, которую аннотация в PRX не приводит, и датированное патентное семейство, специфичное для флаксониума.
Производство, материалы и цепочка поставок
Та же литография переходов Nb/Al, что и у трансмона, с наследованием его фабрик и его проблемы двухуровневых систем (TLS); рекордные образцы приходят из MIT Lincoln Laboratory, коммерческого поставщика не существует. Цена по вводу-выводу — возбуждение, считывание и линия потока на каждый кубит: криостат несёт несколько сотен линий постоянного смещения, поэтому нагрузка начинает кусаться на 10³, а на 10⁴–10⁶ смещение обязано формироваться в холоде. D-Wave монтирует методом flip-chip кристалл с мультиплексированным Φ-ЦАП через зазор ~7 µm при 10 mK без различимой добавочной декогеренции (T1 ≈ 200 µs D[316]), ключевые части поступают от NASA JPL C[281]; Shenzhen пропускает XY и Z по одной тёплой линии на кубит D[315]. Экспозиция по экспортному контролю общая для сверхпроводников (US EAR ECCN 3A901).
Роль в стеке
Прямая замена на слое 1 в рамках архитектуры решётки трансмонов с перестраиваемыми элементами связи: вытесняет трансмон там, где когерентность важнее простоты управления; ничто ниже по стеку его не требует. Его вентиль длительностью 60 ns производный такт не задаёт — такт задаёт дисперсионное считывание за ~0.3 µs, как и у трансмона, — так что флаксониум покупает ошибку, а не скорость. Верификация: ключевые цифры суть средние по RB на изолированных парах, слепые к перекрёстным помехам в решётке, дрейфу потока и утечке (leakage) флюксонов, и 99.94% не воспроизведены; рекорд 99.92% D[40], фигурировавший в основном отчёте, ими перекрыт, а сами 99.922% — это среднее при оптимизации методами RL (без такой помощи пики составляют 99.85–99.9%).
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| разработчик | США | Поглотила команду по флаксониуму из Atlantic Quantum; с тех пор молчит | P[55] | |
| D-Wave | разработчик | США | Кристальное управление флаксониумом через Φ-ЦАП | D[316] |
| University of Maryland | исследования | США | CNOT 99.94% в группе Manucharyan | D[39] |
| S Lab, Shenzhen | исследования | Китай | Единая одноканальная архитектура управления потоком | D[315] |
Деньги.
2025-10-03 · Google · приобретение Atlantic Quantum · условия не раскрыты · закрыто P[55]факт
2025-11-06 · Atlantic Quantum · отсутствует среди отобранных на этап B QBI (11 команд, ≤ $15 M на каждую) · DARPA · официально факт
2026-08-06 · D-Wave · выручка за 1-е полугодие 2026 $5.9 M, денежные средства $546.2 M · отражено в отчётности C[15]факт
Рынок и цепочка поставок. Коммерческой цепочки поставок нет: оснастка трансмона плюс криогенное управление на ЦАП/быстрой одноквантовой логике (БОК), изготавливаемое только собственными силами (D-Wave) или в государственных лабораториях (JPL, MIT Lincoln Laboratory), — единая точка отказа на единственном масштабируемом пути управления. Платит за G3/G4 и G7.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства, специфичного для флаксониума, по состоянию на 2026-09-04 не найдено; подсчёты PatSnap по сверхпроводниковым приборам от 2026-06-30 не разбиты по носителям Pфакт.
Дорожные карты и послужной список. Atlantic Quantum (2025-04 · машина на флаксониумах в рамках QBI · поглощена, дорожная карта не сохранилась). D-Wave (2026-06-01 · DR17/DR49/DR181 · двухрельсовые резонаторные кубиты, а не флаксониум Pфакт) — её работы по флаксониуму суть ИС на управление, к которой не привязан продукт.
Стратегическое прочтение. Преимущество над хорошим трансмоном невелико — двойной трансмонный элемент связи Toshiba даёт CZ 99.90% за 48 ns D[37], — поэтому флаксониум выигрывает лишь при условии, что холодное управление потоком появится первым. Тогда стоимость захватывают поставщики криогенного управления и мощности по сборке кристаллов, а сила оказывается на стороне поставщика управляющего чипа, а не фабрики кубитов.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к концу 2027: флаксониум на ≥ 4 кубита под кристальным управлением потоком с опубликованными двухкубитными RB либо воспроизведение 99.94%; понизить оценку, если не появится ни того, ни другого. В лучшем случае к 2029 г.: двухкубитная ошибка около 10⁻⁴ сокращает бюджет поверхностного кода при заданном Λ; в худшем — коммутационный шум с управляющего кристалла съедает выигрыш по когерентности. Переживёт ли предел по потоковому шуму мультиплексирование? Способно ли считывание в диапазоне 0.2–1 GHz достичь 99.5% в решётке? Что стало с командой Atlantic Quantum?
Литература
- [15] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Reports Second Quarter 2026 Results,” Aug. 6, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ Cnewsroom/ press-release/ d-wave-reports-second-quarter-2026-results/ - [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
- [39] W.-J. Lin, H. Cho, Y. Chen, M. G. Vavilov, C. Wang, and V. E. Manucharyan, “24 days-stable CNOT-gate on fluxonium qubits with over 99.9% fidelity,” arXiv:2407.15783, Jul. 2024. D
- [40] L. Ding et al., “High-Fidelity, Frequency-Flexible Two-Qubit Fluxonium Gates with a Transmon Coupler,” Phys. Rev. X, vol. 13, no. 3, Art. no. 031035, Sep. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.031035. D
- [55] M. Swayne, “Atlantic Quantum Joins Google Quantum AI,” The Quantum Insider, Oct. 3, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ P10/ 03/ atlantic-quantum-joins-google-quantum-ai/ - [281] D-Wave, “D-Wave Demonstrates First Scalable, On-Chip Cryogenic Control of Gate-Model Qubits,” Jan. 6, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ Cnewsroom/ press-release/ d-wave-demonstrates-first-scalable-on-chip-cryogenic-control-of-gate-model-qubits/ - [315] X. Pan et al., “Unified Flux Control Architecture for Fluxonium Qubits,” arXiv:2605.25948, May 2026. D
- [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/ D41upubz2/ 14-1090a-a_fluxonium-dac-control.pdf - [317] S. Miller, “Fast control methods enable record-setting fidelity in superconducting qubit,” MIT News, Jan. 14, 2025. [Online]. Available: https://news.mit.edu/
2025/ Dfast-control-methods-enable-record-setting-fidelity-superconducting-qubit-0114
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Потоковый кубит на ВЧ-СКВИДе (отжигатель)
Сверхпроводящая петля с двухъямным потенциалом, используемая как программируемый изинговский спин в отжигателях D-Wave; ни набора вентилей, ни кода.
Вердикт. Ни одно заявление D-Wave о превосходстве над классическими методами не выдержало опровержения по состоянию на 4 сентября 2026 г.; фальсифицируется, если какое-либо устоит до конца 2028 года, и подтверждается как «сэмплер, а не решатель», если размывание повторится.
Λ = коэффициент подавления ошибки на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Сверхпроводящая петля с составным джозефсоновским переходом: смещение по потоку задаёт высоту барьера и наклон; два состояния циркулирующего тока и есть изинговский спин. На нём стоит вся линейка D-Wave, от D-Wave One (2011) до Advantage2 (общая доступность 2025-05-20: 4 400+ кубитов, топология Zephyr степени 20, 12.5 kW) P[220]. Набора вентилей нет, есть только программируемый изинговский гамильтониан с поперечным полем, из которого берут выборки.
Носитель изготовлен; характерное время ~3 ns, детерминированной запутывающей операции нет; дисперсионное считывание ~1 µs, неразрушающее, но не внутрисхемное.
Связность степени 20; низкочастотное управление потоком при милликельвинах; ошибка паулиевского типа плюс когерентная; сверхпроводниковая литография.
Физика и пределы
Яму задают амплитуда туннелирования и незатухающий ток. Ландау — Зинер требует развёртки, медленной по сравнению с квадратом минимальной щели, а та для трудных экземпляров закрывается экспоненциально по размеру: первый пол комбинаторный, а не материальный. Тепловой пол связывает раньше: при 15–20 mK величина kT составляет несколько сотен MHz, поэтому ниже такой щели чип приходит в равновесие со своим термостатом и выдаёт квазибольцмановскую выборку, а не основное состояние. Потоковый шум 1/f дефазирует в собственном энергетическом базисе, делая диабатические потери неотличимыми от жёсткой щели. Сдвигают этот пол более холодные ступени, больший незатухающий ток или наносекундные квенчи (quench).
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2021-09 | Топология Zephyr, степень 20 | D-Wave | факт |
| 2025-03 | Заявление о превосходстве над классическими методами — динамика квенча, а не оптимизация | D-Wave | D[221] |
| 2025-05-20 | Общая доступность Advantage2: 4 400+ кубитов, 12.5 kW | D-Wave | P[220] |
| 2025–26 | Размыто тензорными сетями с распространением доверия (belief propagation); t-VMC | Tindall et al.; Mauron & Carleo | D[222]; D[223] |
Доминирующая ошибка: тепловое возбуждение вблизи минимальной щели.
D-Wave называет 200 проводов смещения в релизе от 2026-01-06 и ~300 в техническом документе 14-1090A-A (2026-01-23), причём последнее число привязано к описанной матрице. Объём отношений со SkyWater установлен по девяти полнотекстовым совпадениям EDGAR в формах 10-K D-Wave, а не по цитируемой фразе. ECCN 4A906 формулирует порог через ошибку двухкубитного вентиля; решения о том, подпадает ли под него аннилер, нет. Не опубликовано: кто является клиентом QCaaS из списка Fortune-100 у D-Wave и оборонным конечным заказчиком исследования Anduril/Davidson.
Производство, материалы и цепочка поставок
Сверхпроводниковая литография по многослойной системе Nb/Al — то же семейство, что и у фабрик, делающих трансмоны. Отчёт 10-K за FY2024 называет сторонние фабрики с продемонстрированным вторым источником; EDGAR даёт девять упоминаний SkyWater в отчётах 10-K компании D-Wave за 2023–26 гг. факт, а SkyWater с 2026-07-31 принадлежит IonQ факт — то есть этот источник находится внутри конкурента. Настоящий актив — это ввод-вывод: мультиплексированные потоковые ЦАП на кристалле удерживают число комнатнотемпературных линий на уровне O(100) для десятков тысяч кубитов и элементов связи, против O(кубитов) у вентильных машин, — хотя D-Wave называет 200 проводов смещения (2026-01-06) и ~300 (техническая записка, 2026-01-23), не согласуя эти цифры Cфакт. Стеной на 10⁴–10⁶ спинов оказываются накладные расходы на вложение минора и криоустановка на 12.5 kW, а вовсе не разводка. ECCN 4A906 привязан к ошибке двухкубитного вентиля, которая здесь не определена; вместо него кусается 3A904 по рефрижераторам G[301].
Роль в стеке
Обслуживает только архитектуру отжига и не питает ни одной вентильной архитектуры: вентильная дорожная карта D-Wave строится на приобретённом железе Quantum Circuits с двухрельсовым кодированием, то есть на другом носителе Cфакт. Перенос идёт в обратную сторону: чип потоковых ЦАП теперь управляет флаксониумом, ключевые части изготовлены в NASA JPL C[281]. Ни производный такт неприменим, ни рандомизированный бенчмаркинг, ни квантовый объём, поэтому каждый заголовок сводится ко времени до решения в сравнении с классическим решателем. Заявление марта 2025 года было размыто за считаные недели [222], [223]; контрдовод D-Wave (arXiv:2508.15759) переворачивает бремя доказывания, используя QPU как эталон истины, чтобы показать ненадёжность экстраполяций масштабирования тензорных сетей P[224]. По состоянию на 4 сентября 2026 г. спор не разрешён.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что делают | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| D-Wave Quantum | разработчик | США/Канада | Единственный поставщик отжигателей; Advantage2, Leap | C[15] |
| US Dept of Commerce | инвестор | США | Письмо о намерениях CHIPS на $100 M | факт |
| Anduril Industries | пользователь | США | Решатель Stride на Advantage2 | Pфакт |
| Florida Atlantic University | пользователь | США | Кампусный Advantage2 за $20 M | P[372] |
| NASA JPL | поставщик | США | Изготовили части чипа потоковых ЦАП | C[281] |
Деньги. 2026-01-20 · D-Wave · сделка M&A, Quantum Circuits · $550 M USD · закрыта Cфакт. 2026-01-27 · продажа FAU · $20 M USD · объявлено P[372]. 2026-01-27 · QCaaS, компания из Fortune 100 · $10 M USD · объявлено C[373]. 2026-05-21 · письмо о намерениях CHIPS · $100 M USD · Commerce · без обязательств факт. 2026-08-06 · первое полугодие 2026 · выручка $5.9 M (−67% г/г), законтрактовано $35.5 M (+1 120%), RPO $40.7 M · отчётность C[15].
Рынок и цепочка поставок. Один поставщик, один носитель, один класс криоустановки; мощности фабрики делятся с вентильными линиями. Платят за это только G1 и часть G5; G3/G4 не могут — за отсутствием слоя кода.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Обзор PatSnap, опубликованный 2026-06-30, насчитывает 975 патентных семейств D-Wave по квантовой тематике Pфакт; ни судебных споров, ни стандартов, специфичных для отжига, не обнаружено.
Дорожные карты и послужной список. (2025-05 · на 2029/2031 гг. · 20 000, затем 100 000 кубитов · открыто) R[15]. Вехи по масштабу выполняются в срок; заявления не переживают встречи с классическими решателями; выручка обвалилась, тогда как законтрактованный объём и RPO выросли, то есть монетизация отложена, а не потеряна.
Стратегическое прочтение. D-Wave выигрывает, если покупатели продолжат платить за «достаточно хорошую» выборку на дешёвом вводе-выводе, и проигрывает, если вентильные машины со смягчением ошибок заберут бюджет на оптимизацию, — потому компания и купила вентильный носитель. Ценовая власть над клиентами есть, над фабриками — никакой.
Перспективы и открытые вопросы
Подтверждение, если заявление на научно поставленном классе экземпляров переживёт классический раунд до конца 2027 года; понижение, если размывание повторится. В лучшем случае к 2029: 20 000 кубитов и отстоянное заявление; в худшем — линейка замерзает на Advantage2, а вентильный разворот съедает деньги. Открытый вопрос: найдётся ли класс экземпляров, устойчивый и к распространению доверия, и к t-VMC?
Литература
- [15] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Reports Second Quarter 2026 Results,” Aug. 6, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ Cnewsroom/ press-release/ d-wave-reports-second-quarter-2026-results/ - [220] M. Swayne, “D-Wave Announces General Availability of Advantage2 Quantum Computer,” The Quantum Insider, May 20, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ P05/ 20/ d-wave-announces-general-availability-of-advantage2-quantum-computer/ - [221] A. D. King et al., “Beyond-classical computation in quantum simulation,” Science, vol. 388, pp. 199–204, 2025, doi: 10.1126/science.ado6285. arXiv:2403.00910. D
- [222] J. Tindall, A. Mello, M. Fishman, M. Stoudenmire, and D. Sels, “Dynamics of disordered quantum systems with two- and three-dimensional tensor networks,” Science, vol. 392, pp. 868–872, 2026, doi: 10.1126/science.adx2728. arXiv:2503.05693. D
- [223] L. Mauron and G. Carleo, “Challenging the Quantum Advantage Frontier with Large-Scale Classical Simulations of Annealing Dynamics,” arXiv:2503.08247, Mar. 2025. D
- [224] A. Nocera, J. Raymond, W. Bernoudy, M. H. Amin, and A. D. King, “Evaluating classical simulations with a quantum processor,” arXiv:2508.15759, Aug. 2025. P
- [281] D-Wave, “D-Wave Demonstrates First Scalable, On-Chip Cryogenic Control of Gate-Model Qubits,” Jan. 6, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ Cnewsroom/ press-release/ d-wave-demonstrates-first-scalable-on-chip-cryogenic-control-of-gate-model-qubits/ - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [372] M. Abdel-Kareem, “D-Wave Announces HQ Relocation, $20M System Sale, $10M Fortune 100 Deal, and Dual-Platform Advancements,” Quantum Computing Report, Jan. 27, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
d-wave-announces-hq-relocation-20m-system-sale-and-defense-performance-breakthroughs/ P - [373] D-Wave Quantum, “D-Wave Announces $10 Million, Two-Year Enterprise QCaaS Agreement with Fortune 100 Company,” Jan. 27, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ Cnewsroom/ press-release/ d-wave-announces-10-million-two-year-enterprise-qcaas-agreement-with-fortune-100-company/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Сжатая мода света (непрерывные переменные)
Оптическая мода в непрерывных переменных, у которой одна квадратура лежит ниже уровня вакуумного шума; носитель для GKP и кластерной фотоники, где потолок задают потери интеграции, а не нелинейность.
Вердикт. Реально: 1.4 dB, непосредственно измеренные на TFLN, и 15 dB в объёмной оптике. Не доказано: эффективное сжатие GKP выше 0.62 dB на кристалле против требуемых ~9.75 dB. Понизить в ранге, если к 2028 году не появится показатель GKP на кристалле выше 2 dB.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Оптическая мода, у которой вакуумные флуктуации перераспределены между сопряжёнными квадратурами за счёт параметрического процесса — преобразования с понижением частоты в среде с χ⁽²⁾ или четырёхволнового смешения в среде с χ⁽³⁾ (например, SiN): одна квадратура опускается ниже уровня вакуумного шума, вторая поднимается выше. Предсказана в 1970-е годы, впервые наблюдалась в 1985-м; значимая линия происхождения — волноводные сжиматели, питающие кластерные состояния в непрерывных переменных и кодирование Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP). Атрибуты: летающий носитель, генерация с оповещением (heralded) за ~1 µs; считывание однофотонным детектированием за ~10 ns, разрушающее, не внутрисхемное; электрооптическое управление при комнатной температуре, ошибки гауссова типа плюс потери, изготовление фотонных ИС.
Физика и пределы
Сжатие — это термометр потерь: среда способна дать сколь угодно сильное подавление квадратуры, но каждый децибел потерь между генерацией и детектированием тянет измеренное значение обратно к вакууму, так что цифра описывает оптический тракт, а не сам сжиматель. Отсюда 15 dB в объёмной оптике D[344] против 1.4 dB, измеренных на кристалле, и свыше 10 dB после вычитания 4 dB бюджета потерь гомодинного тракта D[345]. Нельзя смешивать сырое квадратурное сжатие с эффективным сжатием решёточного состояния GKP, которое включает в себя не только потери, но и точность (fidelity) негауссовой подготовки состояния: отказоустойчивость оценивает последнее в ~9.75 dB против 0.62 dB на кристалле D[174]. Сдвинуть эту величину способны только меньшие потери, лучшая стыковка и более высокая эффективность детектирования.
Приложение гауссова бозонного сэмплинга (Gaussian boson sampling) на сжатом свете к молекулярным электронно-колебательным (вибронным) спектрам — это линейная статистика выхода; характеристическая функция смещённого сжатого вакуума вычисляется точно за полиномиальное время, поэтому спектр оценивается классически с аддитивной точностью эксперимента P[889].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2016 | Сжатие 15 dB, объёмная оптика | Vahlbruch et al., Hannover | D[344] |
| 2025-06 | Эффективное сжатие GKP на кристалле 0.62 dB против требуемых ~9.75 dB | Xanadu | D[174] |
| 2025-08 | 1.4 dB измерено на периодически поляризованном TFLN, >10 dB получено расчётом при накачке 62 mW | Shi et al. | D[345] |
| 2026-08 | Потери в 24.1× выше порога, цель 1.0× к 2030 году | Xanadu | R[178]факт |
Разрыв между кристаллом и объёмной оптикой составляет ~13 dB, разрыв по GKP — ~9 dB.
1.4 dB у Shi и соавт., измеренные на PPLN TFLN [345], — независимая цифра сжатия на кристалле; эффективное сжатие GKP 0.62 dB опирается только на Xanadu. Цифра «>10 dB» для TFLN скорректирована на потери, а не измерена, и приведена для одной мощности накачки, поэтому несопоставима с измерением 15 dB в объёмной оптике. У требования отказоустойчивости ~9.75 dB, которое основной отчёт округляет до ~10 dB, нет единого первичного источника. Цифры Xanadu CAD 195 M и USD 686 M обе происходят из её релиза от 2026-08-31, а не из аудированной отчётности.
Производство, материалы и цепочка поставок
Сжиматели изготавливаются на той же линии фотонных ИС для непрерывных переменных — SiN и тонкоплёночный ниобат лития (TFLN) с периодической поляризацией доменов. Коммерческое предложение TFLN скудно: HyperLight (раунд серии B на USD 37 M, 2024-09) и Lightium (посевной раунд USD 7 M) Pфакт плюс пилотная линия PIXEurope факт. Xanadu делает сама, а не покупает; стоимость одного сжимателя публично не раскрыта. Однородность доменной структуры и потери в волноводе — именно те дефекты, что ограничивают выход годных, и оба бьют прямо по итоговой цифре в децибелах. Ввод-вывод — это одна накачка и один гомодинный тракт на моду плюс фазовая привязка; Aurora работала на 35 кристаллах с 12 модами на такте 1 MHz D[173]. При 10³ мод стеной становятся разводка накачки и фазовая стабильность; при 10⁴–10⁶ — число каналов детекторов и ЦАП. Ни одна позиция ECCN не называет сжиматели; 4A906 накрывает машину целиком факт.
Роль в стеке
Архитектуры: фотоника на непрерывных переменных — GKP и бозонный сэмплер, в обеих — основной носитель. Реестр числит 7 машин, использующих его, среди них Aurora, Borealis и линия Jiuzhang вплоть до 4.0. Требует фабрики фотонных ИС; даёт моды для гауссовых вентилей в непрерывных переменных с негауссовыми операциями на основе GKP и для решёточного кодирования GKP на архитектуре Xanadu. В роли носителя он замещает дискретные фотоны — уход от дискретных переменных (DV) меняет ошибки с доминированием стираний (erasure) на гауссовы плюс потери, а сама смена стоит всей детекторной цепочки. Уровень сжатия задаёт пол ошибки для любой операции на непрерывных переменных, ограничивая производный такт косвенно, а не через вклад времени вентиля. Верификация: 0.62 dB опираются на единственный источник и не воспроизведены; независимый результат на TFLN измеряет сырое сжатие, а его «>10 dB» получены вычитанием потерь детектирования D[345].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Xanadu | разработчик | Канада | Единственный участник, эксплуатирующий системы на непрерывных переменных / GKP на кристалле | D[174] |
| HyperLight, Lightium | поставщик | США, Швейцария | Кристаллы TFLN и услуги фабрики | Pфакт |
| DARPA | инвестор | США | QBI Stage B, до USD 15 M | факт |
| Правительство Канады | инвестор | Канада | CAD 195 M, завод в Торонто | факт |
Деньги.
2025-11-06 · Xanadu · DARPA QBI Stage B · до USD 15 M · объявлено факт
2026-03-26 · Xanadu · SPAC с Crane Harbor · ~USD 302 M брутто, на ~40% ниже плана · закрыт Cфакт
2026-08-28 · Xanadu · финансирование канадского завода · CAD 195 M · подтверждено факт
Рынок и цепочка поставок. Коммерческого сжимателя не существует; выше по цепочке торгуемыми товарами являются пластины TFLN и услуга поляризации доменов от двух небольших поставщиков — риск концентрации для всех, кто не интегрирован вертикально. За качество сжатия платят только G3/G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. По состоянию на 4 сентября 2026 г. датированного патентного семейства, специфичного для сжимателей на кристалле, нет, и ни один стандарт не определяет, как следует отчитываться об эффективном сжатии.
Дорожные карты и послужной список. (2026-08-31 · потери 24.1× → 1.0× к 2030 году · срок не наступил); (2026-08-31 · 200 логических кубитов к 2029 году · срок не наступил). Раскрытие информации поставлено хорошо, но все обещания по сжатию отнесены в будущее.
Стратегическое прочтение. Ставку на непрерывные переменные решает качество сжатия, а не число мод: если показатель GKP на кристалле не сдвинется, цель 2030 года провалена, и непрерывные переменные проигрывают слиянию (fusion) в дискретных переменных, не имея альтернативного носителя. Если сдвинется, поставщики TFLN и услуг поляризации доменов становятся стратегическими.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к 2028 году: эффективное сжатие GKP на кристалле выше 2 dB с приведённым бюджетом потерь; понизить в ранге, если оно останется ниже 1 dB. Лучший сценарий к 2029 году: вторая группа публикует конкурирующий показатель GKP. Худший сценарий: потери интеграции удерживают его вблизи 1 dB, и архитектура на непрерывных переменных с GKP остаётся исследовательской. Открытые вопросы: снижаются ли потери так, как заявляет дорожная карта; способен ли поляризованный TFLN обеспечить точность уровня GKP.
Литература
- [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
- [174] M. V. Larsen et al., “Integrated photonic source of Gottesman–Kitaev–Preskill qubits,” Nature, vol. 642, no. 8068, pp. 587–591, Jun. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09044-5. D
- [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/ R2026/ 08/ 31/ 3353211/ 0/ en/ xanadu-charts-path-to-over-1-000-logical-qubits-by-2031.html - [344] H. Vahlbruch, M. Mehmet, K. Danzmann, and R. Schnabel, “Detection of 15 dB Squeezed States of Light and their Application for the Absolute Calibration of Photoelectric Quantum Efficiency,” Phys. Rev. Lett., vol. 117, no. 11, Art. no. 110801, Sep. 2016, doi: 10.1103/PhysRevLett.117.110801. D
- [345] X. Shi et al., “Squeezed Light Generation in Periodically Poled Thin-Film Lithium Niobate Waveguides,” arXiv:2508.08599, Aug. 2025. D
- [889] B. Seron, H. Thomas, E. Araujo, A. Arkhipov, C. Oh, and L. Novo, “Efficient classical algorithm for estimating linear statistics of Boson Sampling,” arXiv:2609.35447, Sep. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Центр окраски / спин дефекта (NV, SiV, SnV, T-центр)
Оптически адресуемый спин точечного дефекта в алмазе или кремнии, электрон которого когерентно связывается с фотоном, что делает его сетевым узлом с небольшим ядерным регистром, а не кубитом процессора.
Вердикт. Лучший твердотельный интерфейс спин–фотон, но темпы установления связи от миллигерц до герц удерживают всех участников в сетях и сенсорике; ни у одной дефектной платформы нет ни логического кубита, ни датированной дорожной карты процессора.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Точечный дефект — азото-вакансионный центр, кремний- и олово-вакансионные центры IV группы в алмазе или T-центр в кремнии, — считываемый по флуоресценции и запутываемый с испущенным фотоном, а соседние ядра работают как небольшая память. Когерентное управление одиночным спином известно с 2004 года. Существенное здесь различие — симметрия: NV лишён инверсионной симметрии и потому подвержен спектральной диффузии; SiV и SnV инверсионно-симметричны.
Атрибуты: естественный дефект, инженерно заданное размещение, неподвижный носитель с летающим фотоном, вентили ~1 µs; флуоресцентное считывание ~100 µs, неразрушающее и внутрисхемное; управление оптическое плюс микроволновое; ошибки паулиевские и по потерям.
Физика и пределы
Всё держится на вероятности того, что возбуждённый дефект отправит в волокно пригодный фотон. NV излучает единицы процентов в бесфононную линию и спектрально расплывается при переключениях заряда, поэтому резонатор обязателен: волоконный микрорезонатор в Delft поднял резонансный сбор с ~0.05% до ~0.5% при когерентности по эху выше 100 µs D[359]. Центры IV группы фиксируют ширину линии за счёт симметрии, но платят температурой: SiV — ниже 100 mK, SnV — ближе к 1–4 K. Темп с оповещением (heralded) идёт как квадрат эффективности: 10-кратный оптический выигрыш даёт 100-кратный по темпу; показателем качества служит темп установления связи, а не ошибка вентиля. Потеря сопровождается оповещением и входит в код как стирание (erasure) — единственное структурное преимущество перед спинами в точках и на донорах.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
Локальные вентили не проблема: Fujitsu и QuTech сообщают об ошибках NV ниже 0.1% по томографии набора вентилей P[208]. Доминирует сбор света; логического кубита нет ни у одной дефектной платформы.
Ошибка вентиля NV «ниже 0.1%» у Fujitsu/QuTech известна только из совместного пресс-релиза в пересказе отраслевой прессы [208]. Лидерство Element Six как поставщика алмаза для большинства компаний, работающих с NV-центрами, опирается на вторичный обзор [364]. tCNOT на T-центрах у Photonic Inc. получен с постселекцией [363]. Не опубликовано: рецензируемая статья с погрешностями томографии набора вентилей для показателя Fujitsu/QuTech; мощности, выручка или показатели квантового сегмента Element Six; журнальная публикация о работе Photonic Inc. с T-центрами по состоянию на 2026-09-04 и точность её tCNOT; даты трёх развёртываний Quantum Brilliance — в Oak Ridge, Fraunhofer IAF и Pawsey [364].
Производство, материалы и цепочка поставок
Матрицы: CVD-алмаз с имплантированными дефектами либо кремний с инженерией дефектов для T-центров. Element Six — главный рыночный поставщик, продающий DNV-B1 (2020-06-15) по каталогу, но этот сорт рассчитан на ансамбли NV C[361]; узлам с одиночными дефектами нужны пластины электронного качества. Есть два источника поменьше: Diatope, компания, выделившаяся из Ульмского университета (2021) и продающая инженерный NV-алмаз, и фабрика квантового алмаза Quantum Brilliance в Мельбурне (2025) P[364]. Недостающая цифра — выход годных: исследование QuTech по SnV P[362] охарактеризовало 327 нанорезонаторов при комнатной температуре, нашло связанные центры в 7 из 9 охлаждённых и измерило у двух кооперативность выше единицы, но доли по целому чипу не даёт Dфакт. Оптический ввод-вывод не мультиплексируется: каждому узлу нужны свой резонансный лазер, микроволновая линия, детектор и быстрая обратная передача D[360], так что нагрузка растёт пропорционально числу узлов, и 10³ узлов не ставит целью никто. Экспортный контроль алмаз всё же называет: ECCN 3C005.a с 2022-08-15 охватывает алмазные полупроводниковые подложки и слитки с удельным сопротивлением выше 10⁴ Ω·cm, а 3C006 — такие подложки с эпитаксиальным слоем факт; считается ли пластина квантового качества полупроводниковой подложкой — открытый вопрос.
Роль в стеке
Архитектура: спины центров окраски — узлы сети (NV/SiV/T), где он основной носитель. Реестр числит 5 машин, использующих его, среди них QC2026 Dual Core от SaxonQ, Quoll / QB-QDK 2.0 от Quantum Brilliance и Diamond-spin quantum computer prototype от Fujitsu. Требует выращивания алмаза или имплантации; предоставляет вентили над спинами, флуоресцентное считывание и связь спин–фотон, потребляемую выше по стеку. Производный такт определяется транспортом с запасом в шесть-девять порядков: вентили ~1 µs против связей с оповещением от 7.5 mHz (T-центр, 40 m) до ~1 Hz (SiV, 20 m) P[363]D[209]. Сосуществуют два утверждения о телепортированном CNOT — на T-центрах и на NV, — и верны они оба. tCNOT между криостатами на T-центрах у Photonic Inc. был постселектирован, без обратной передачи и без указания точности (fidelity) вентиля, при белловской величине 0.60(8) P[363]; вентиль QuTech на NV — безусловный, 63(4)% D[360]. Вентилем является только второй.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| QuTech | разработчик | Нидерланды | Резонаторы для NV, SnV-нанорезонаторы, телепортированный CNOT | D[359], [360], факт |
| Photonic Inc. | разработчик | Канада | Модули на кремниевых T-центрах | P[363] |
| Harvard | исследования | США | Узлы на SiV по городскому волокну | D[209] |
| Element Six | поставщик | Великобритания | Рыночный CVD-алмаз | C[361] |
| Quantum Brilliance | разработчик | Австралия | Алмазные блоки комнатной температуры | P[364] |
Деньги. 2025-11-06 · Photonic Inc. · QBI Stage B · до USD 15 M · DARPA · присуждён факт. 2026-05-12 · Photonic Inc. · вхождение в капитал · USD 200 M при оценке USD 2 B · Microsoft снова среди инвесторов · USD 350 M накопленным итогом · закрыто P[186]. 2026-07 · QuantumDiamonds · EUR 91 M, из них EUR 76 M по EU Chips Act · закрыто P[364].
Рынок и цепочка поставок. Две точки концентрации: подложки, где доминирует Element Six, а две альтернативы появились лишь в 2021 и 2025 гг., и узкая база детекторов для считывания. Отрасль финансируется выручкой от сенсорики; ничего здесь не покупается под G3 или G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства по поименованной базе по состоянию на 4 сентября 2026 г. нет; сорта DNV от Element Six де-факто служат эталоном.
Дорожные карты и послужной список. Photonic Inc. (2023-11 · отказоустойчивые распределённые вычисления «в течение пяти лет» · не выполнено; её опубликованный темп на семь порядков ниже её же цели ~200 kHz) P[364]. Quantum Brilliance скорее поставляет, чем обещает; QuTech идёт по графику.
Стратегическое прочтение. Спины дефектов побеждают только в том случае, если распределённые модули сложатся раньше монолитной отказоустойчивости, — тогда этот интерфейс каждая платформа будет покупать, а не строить сама. Element Six сохраняет власть поставщика именно потому, что никогда не конкурирует в конструкции кубита.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить/понизить (12–24 месяца): безусловный межузловой вентиль выше 90% или связь быстрее 1 kHz подтверждают тезис; ещё два года на герцовых темпах понижают технологию до сенсорики. В лучшем случае к 2029: многоузловой участок ретранслятора с обнаружением ошибок. В худшем случае: только лабораторные линии связи. Открыто: (1) опубликует ли кто-нибудь выход годных SnV-приборов по целому чипу; (2) вырастут ли Diatope или фабрика Quantum Brilliance во второй источник масштаба Element Six; (3) сможет ли темп на T-центрах приблизиться к SiV.
Литература
- [186] M. Abdel-Kareem, “Photonic Inc. Reaches $2B Valuation with $200M Final Close,” Quantum Computing Report, May 12, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
photonic-inc-reaches-2b-valuation-with-200m-final-close/ P - [208] M. Swayne, “Fujitsu And QuTech Realize High-Precision Quantum Gates,” The Quantum Insider, Mar. 28, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ P03/ 28/ fujitsu-and-qutech-realize-high-precision-quantum-gates/ - [209] C. M. Knaut et al., “Entanglement of nanophotonic quantum memory nodes in a telecom network,” Nature, vol. 629, no. 8012, pp. 573–578, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07252-z. D
- [359] J. Fischer et al., “Spin-photon correlations from a Purcell-enhanced diamond nitrogen-vacancy center coupled to an open microcavity,” Nat. Commun., vol. 16, no. 1, Art. no. 11680, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41467-025-66722-8. D
- [360] M. Iuliano et al., “Unconditionally teleported quantum gates between remote solid-state qubit registers,” Nat. Commun., vol. 17, no. 1, Art. no. 4694, May 2026, doi: 10.1038/s41467-026-72818-6. D
- [361] Element Six, “Element Six launches DNV-B1™ – its first commercially-available, general-purpose quantum grade diamond,” Jun. 15, 2020. [Online]. Available: https://www.e6.com/
en/ Cabout/ news/ dnv-b1-launch - [362] QuTech, “Coherent coupling of diamond colour centre to a nanocavity,” Jun. 25, 2026. [Online]. Available: https://qutech.nl/
2026/ P06/ 25/ a-step-toward-faster-quantum-networks/ - [363] F. Afzal et al., “Distributed Quantum Computing in Silicon,” arXiv:2406.01704, Jun. 2024. P
- [364] M. U. Rehman, “Top Diamond NV-Centre Quantum Computing Companies in 2026,” The Quantum Insider, Jul. 10, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P07/ 10/ 8-quantum-computing-companies-working-with-nv-centre-in-diamond-technology/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Донорный спин (P в ²⁸Si)
Атомы фосфора, размещённые СТМ-литографией в обогащённом кремнии-28: связанный электрон даёт возбуждение и считывание, ядро ³¹P — долгоживущий кубит.
Вердикт. Самые высокие опубликованные повентильные точности в кремнии, но последовательная запись «атом за атомом» и единственный исполнитель ограничивают регистр одиннадцатью кубитами при отсутствии датированной схемы распараллеливания.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Одиночный донор ³¹P, размещённый атом за атомом в обогащённом ²⁸Si: связанный электрон даёт возбуждение и спин-зарядовое считывание, ядро ³¹P со спином 1/2 — память. Вентили над ядерными кубитами внутри регистра выполняются через их сверхтонкую связь с общим электроном; регистры связываются между собой электронным обменом D[192]. Архитектуру предложил Kane в 1998 году; группа Simmons в UNSW построила первое устройство с детерминированно размещённым одиночным донором в 2012 году D[357]; SQC, её спин-офф 2017 года, по состоянию на 4 сентября 2026 г. остаётся единственным, кто работает на уровне приборов.
Атрибуты: естественная примесь при инженерно заданном размещении, неподвижная, детерминированное запутывание около 1 µs; спин-зарядовое считывание ~10 µs, неразрушающее и пригодное к внутрисхемному применению; паулиевская ошибка; изготовление на сканирующем туннельном микроскопе (СТМ), фабричного эквивалента нет.
Физика и пределы
Кубит здесь — ядро, а не локализованный электрон: орбитальной степени свободы нет, а значит нет и связи с зарядовым шумом в первом порядке — того самого члена, который держит точки, задаваемые затворами, на плато 99.0–99.6%. Но всякая операция идёт через тот единственный электрон, который с зарядовым шумом как раз связан и который одновременно служит элементом связи, зондом считывания и главным источником ошибки; бюджет задаётся дефазировкой электрона за время импульса, обусловленного сверхтонким расщеплением, а не когерентностью ядра. T₂ этого электрона определяется остаточным ²⁹Si и заращённой СТМ-границей раздела. Более острое остриё этот пол не сдвинет: обмен меняется с расстоянием экспоненциально, поэтому донор, промахнувшийся на несколько nm, даёт мёртвый регистр.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
Доминирующий член: размер регистра и вентиль через электрон-посредник. Единственная цифра «99.90% для донорного ядерного CZ» из основного отчёта из этой работы не вычленяется D[192].
Точность CZ на ядерных спинах доноров 99.90% невозможно выделить из [192], чей препринт даёт 99.5–99.99%, а опубликованная версия — 99.10–99.99%; точность — это диапазон. Не опубликовано: выход размещения доноров или стоимость одного донора — ни одним участником; сумма инвестиций Firgun Ventures и разбивка общей суммы NRFC в A$60 M на два транша; какое-либо заявление SQC о последствиях приобретения SkyWater компанией IonQ.
Производство, материалы и цепочка поставок
Процесс последователен по самому своему устройству: одно остриё, один узел, так что производительность измеряется в кубито-часах, а не в пластино-часах; параллельная экспозиция не опубликована. Обогащённый ²⁸Si по состоянию на 4 сентября 2026 г. имеет двух поставщиков — линия ASP Isotopes в Претории с 2025-03 и силан US DOE с чистотой 99.9999% по ²⁸Si с 2026-07-16 P[348], — так что исходное сырьё ограничением не является. Поставщики: SkyWater — резонаторы в США C[276], Bluefors — криогеника C[358]. Единая точка отказа в 2026 году сместилась: IonQ 2026-07-31 закрыла покупку SkyWater примерно за USD 1.8 B G[19], и единственный поименованный производственный маршрут SQC в США оказался внутри конкурента. Экспортная уязвимость лежит в сырье, а не в машине: правило США от 2024-09-06 ввело экспортные классификационные номера (ECCN) для изотопно обогащённых кремния и германия — кремний подпадает под них, если в нём менее 0.08% изотопа ²⁹Si, обладающего ядерным спином, — в виде эпитаксиальных слоёв (3C907), гидридов вроде силана (3C908) и объёмного материала или оксида (3C909), так что ²⁸Si кубитного качества сам является контролируемым товаром; ECCN того же правила для квантовых компьютеров, 4A906, начинается с 34 кубитов и ниже 2 000 действует лишь при ошибке двухкубитного вентиля (C-NOT) ниже потолка, заданного для каждого диапазона размеров, так что регистр на одиннадцать кубитов под него не попадает G[301]. Стена здесь не разводка, а шаг записи.
Роль в стеке
Архитектура: донорные спины в кремнии, где он основной носитель. Требует водородной СТМ-литографии; предоставляет носитель для обменных связей и спин-зарядового считывания; замещает точки, задаваемые затворами, ценой всего маршрута техпроцесса. Его вклад в такт ничем не выделяется — вентили микросекундного масштаба и считывание ~6 µs совпадают со спинами в точках, так что сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс равна 7.7 µs против их 8.5 µs, а настоящее узкое место есть производственная величина, которую такт выразить не в состоянии. Верификация: одна группа, одно устройство, воспроизведения нет, три несогласованные формулировки точности (fidelity) D[192].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| SQC | разработчик | Австралия | Единственный изготовитель донорных структур на СТМ, 11-кубитный процессор | D[192] |
| SkyWater Technology | поставщик | США | Резонаторы, корпусирование | C[276] |
| IonQ | поставщик | США | Владеет SkyWater с 2026-07-31 | G[19] |
Деньги. 2025-11-06 · SQC · грант QBI Stage B · до USD 15 M · DARPA · присуждён факт. 2026-03-24 и 2026-06-11 · SQC · вхождение в капитал · A$60 M суммарно · Australia's NRFC · закрыто факт. 2026-07-31 · IonQ · приобретение поставщика SkyWater · ~USD 1.8 B · закрыто G[19].
Рынок и цепочка поставок. Установку для размещения атомов на СТМ на рынке никто не продаёт: актив SQC — это ноу-хау, поэтому второй источник купить негде. ²⁸Si — единственный вход с двумя поставщиками P[348]; стоимость в расчёте на один донор не публикуется. Работает на G2 и G3 по точности, а не по числу кубитов.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Базовые патенты восходят к линии UNSW/Simmons; датированного подсчёта семейств по поименованной базе по состоянию на 4 сентября 2026 г. нет.
Дорожные карты и послужной список. SQC (2026-06 · коммерческий масштаб к 2033 Rфакт · не выполнено; 11 кубитов — опубликованный максимум). Компания выполняет то, что публикует, но 2033 год предполагает схему распараллеливания, отсутствующую в литературе, — это скорее нефальсифицируемо, чем агрессивно.
Стратегическое прочтение. Если донорные спины и победят, то победят как прецизионный регистр, приболченный к фабричному массиву точек, и SQC достанется от этого немного: ей принадлежит процесс записи, а не пластина. Острый риск: её поставщиком корпусирования в США владеет конкурент.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить/понизить (12–24 месяца): устройство более чем на 11 кубитов или датированная схема параллельной записи — подтверждают; молчание до конца 2028 понижает технологию до физического стенда. В лучшем случае к 2029: несколько десятков донорных кубитов выше 99.5%. В худшем случае: одиннадцать так и остаётся рекордом. Открыто: (1) поддаётся ли распараллеливанию формирование рисунка по водородному резисту; (2) сохранит ли новый владелец SkyWater эти отношения; (3) профинансирует ли SQC этап QBI Stage C; (4) каково распределение выхода годных по размещению.
Литература
- [19] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of SkyWater Technology,” Jul. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Gionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [192] H. Edlbauer et al., “An 11-qubit atom processor in silicon,” Nature, vol. 648, no. 8094, pp. 569–575, Dec. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09827-w. arXiv:2506.03567. D
- [276] Silicon Quantum Computing, “SkyWater x SQC: Advancing Hybrid Quantum-Classical Computing,” Nov. 20, 2025. [Online]. Available: https://sqc.com/
news/ Cskywater-and-sqc-advancing-hybrid-quantum-classical-computing - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [348] U.S. Department of Energy, “DOE Advances Domestic Supply of Silicon, Germanium Isotopes for Quantum Computing,” HPCwire, Jul. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
off-the-wire/ Pdoe-advances-domestic-supply-of-silicon-germanium-isotopes-for-quantum-computing/ - [357] M. Fuechsle et al., “A single-atom transistor,” Nat. Nanotechnol., vol. 7, no. 4, pp. 242–246, Apr. 2012, doi: 10.1038/nnano.2012.21. D
- [358] Silicon Quantum Computing, “Silicon Quantum Computing — News,” sqc.com. [Online]. Available: https://sqc.com/
news/ C
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Двухрельсовое кодирование (со стираниями)
Одно возбуждение, поделённое между двумя модами; потеря выводит систему из кодового пространства и сопровождается оповещением (heralded) как локализованное стирание (erasure), а не как неизвестная ошибка Паули.
Вердикт. Самый чистый канал ошибок в сверхпроводниковой аппаратуре (≈0.5% стирания, 0.03% остаточной ошибки Паули на CZ), купленный удвоением числа мод; выше восьми кубитов не подтверждён. Понизить ранг, если к концу 2027 г. ни один двухрельсовый прибор не покажет кодовой Λ > 2.
Λ = коэффициент подавления ошибки на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Двухрельсовый кубит — это один квант возбуждения, поделённый между двумя модами: |0_L⟩ = |10⟩, |1_L⟩ = |01⟩. Доминирующая аппаратная ошибка — потеря фотона в резонаторе, распад по T₁ у трансмона, поглощение в волноводе — представляет собой оператор уничтожения на одном из рельсов и переводит оба логических состояния в |00⟩, за пределы кодового пространства. Поэтому измерение полного числа возбуждений коммутирует с логическими операторами: распад ловится и локализуется, не возмущая закодированное состояние, и крупнейший член ошибки превращается из неизвестной ошибки Паули в стирание с оповещением. Остаётся дифференциальная дефазировка между двумя рельсами, которые никогда не бывают в точности одинаковыми.
Двухрельсовый кубит — природный кубит фотоники: Chuang и Yamamoto (1995) назвали его «простой формой коррекции ошибок» S[398]; Knill, Laflamme и Milburn построили на нём линейную оптику в 2000 г. S[337]. Перенос на сверхпроводники был осознанным: AWS предложила пары трансмонов (2022-08) S[334], Yale — резонаторы (2022-12) S[399], и обе схемы продемонстрированы в июле 2023 г. D[400], [401].
Атрибуты из графа технологий (a — сродство; b — время; c — считывание; d — подвижность; e — управление @ размещение; f — ошибки; g — производство):
- a = 0.25, изготавливается — инженерно созданные моды, а не природные уровни.
- b = н/д; собственного времени вентиля нет.
- c = отсутствует; проверка является отдельным примитивом.
- d = отсутствует.
- e = отсутствует @ отсутствует.
- f = стирание: локализованная потеря с оповещением.
- g = отсутствует; это выбор схемы соединений, а не объект.
Ранг 6 из 111; общее для фотонного и сверхпроводникового семейств.
Физика и пределы
Энергетический масштаб — один квант: микроволновый фотон 6 GHz или оптический 1.5 µm; временной масштаб — время жизни одиночного возбуждения на худшем из рельсов. Распасться может любой из рельсов, поэтому скорость стирания примерно вдвое выше скорости потерь одиночной моды: такой кубит отказывает чаще, чем голый, и выигрывает лишь тогда, когда код обходится с локализованными ошибками дешевле. Так и есть: знание мест стирания поднимает порог поверхностного кода до 50% в идеальном пределе против ≈19% для деполяризующего шума, а при 1% стирания допустимая скорость ошибок Паули растёт в 5.2× S[334], [402].
Суть — в измеренной иерархии: двухштыревой резонатор Yale дал стирание со скоростью 3.981(3) ms⁻¹ против дефазировки внутри кодового пространства ниже 0.17 ms⁻¹ D[403]; пара трансмонов AWS — стирание 2.19(2)×10⁻³ на однокубитный вентиль при остаточной ошибке примерно в 40 раз ниже и миллисекундной когерентности кодового пространства, полученной из трансмонов с куда меньшим временем жизни D[400].
Четыре нижние границы имеют внутреннюю природу: асимметрия рельсов, чей дифференциальный сдвиг частоты дефазирует кодовое пространство и не улучшается с ростом времени жизни; ложноотрицательные срабатывания, возвращающиеся в систему как невидимая утечка (leakage) (3.7% D[404], 6–8% в кутритном варианте D[405]); нагрев с выходом из многообразия одиночного возбуждения; и собственная экспозиция самой проверки. Сдвинуть их могут только более длинные времена жизни, согласованные сдвиги и более быстрые проверки.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее продемонстрированное по состоянию на 3 сентября 2026 г.: резонаторный двухрельсовый CZ за ~500 ns при ≈0.5% стирания на вентиль и постселектированной ошибке Паули 0.029(6)% D[84]. Типичное на масштабе: ничего сверх шестнадцати позиций — OQC GENESIS, 16 двухрельсовых позиций без опубликованного запутывающего вентиля (2025-09), 8-кубитный Aqumen Seeker от Quantum Circuits (2024-11) C[86], четыре двухрельсовых трансмона SUSTech (2025-04) D[406].
Хронология рекордов
| Год | Показатель | Кто | Свидетельство |
|---|---|---|---|
| 2023-07 | стирание 2.19(2)×10⁻³ на однокубитный вентиль, остаточная ошибка примерно в 40 раз ниже | AWS | D[400] |
| 2025-04 / 2026-03 | четыре двухрельсовых трансмона: логический CNOT с процессной точностью 98.1% при доле стираний 13%, трёхкубитное состояние GHZ 93.9% (версия Nature Physics, 2026-03; arXiv v1 от 2025-04: состояние Белла 98.8%, CNOT 96.2%, GHZ 93.5%) | SUSTech | D[406] |
| 2026-04 | проверка за 384 ns; стирание 2.54(1)×10⁻², остаточная 6.0(2)×10⁻⁴, смещение 42(1) | AWS | D[85] |
| 2026-08 | CZ ~500 ns; стирание ≈0.5% на вентиль, Паули 0.029(6)%, переворот бита (bit-flip) 2.8(4)×10⁻⁶ | Quantum Circuits | D[84] |
| 2025 | фотонный двухрельсовый кубит: слияние (fusion) по Беллу 99.22(12)%, SPAM (приготовление и измерение) 99.98(1)% | PsiQuantum | D[169] |
Доминирующий член сегодня: дефазировка управляющего кубита во время вентиля в резонаторах — втрое больше, чем у целевого D[84]; экспозиция проверки и ложноотрицательные срабатывания в трансмонах D[85]; потери в фотонике.
Производство, материалы и цепочка поставок
Механически изготовленные резонаторы (алюминий высокой чистоты, вспомогательные кубиты на сапфировом основании) дают самые длинные времена жизни фотона и не имеют фабричного маршрута — это линия Quantum Circuits. Планарные пары трансмонов (AWS, SUSTech) наследуют обычное сверхпроводниковое производство, но занимают вдвое большую площадь кристалла на узел и добавляют требование, которого у голых трансмонов нет: рельсы должны быть согласованы по частоте и по связи, так что проблема частотных коллизий, ограничивающая выход годных трансмонов, теперь действует попарно. Ни один поставщик не публикует для двухрельсовых кубитов ни выхода годных, ни стоимости, ни энергии на кубит. Фотонный двухрельсовый кубит — лучший случай, поскольку в волноводе кодирование по путям бесплатно: платформа PsiQuantum на нитриде кремния 300 mm работает при потерях в волноводе 1.8(2) dB/m и медианной эффективности детекторов 93.4% при ~2 K D[169].
Сверхпроводниковые варианты едут на экспортно контролируемом стеке: рефрижераторы, усилители, микроволновый ввод-вывод (позиции BIS ECCN 3A904, 4A906, 3B904) G[301] факт. Фотоника зависит от фабрики КМОП-фотоники 300 mm, коммутаторов на титанате бария и нанопроволочных детекторов — риск единственного источника есть и там, и там.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Кодирование удваивает разветвление управления: две линии возбуждения на кубит либо два резонатора плюс вспомогательный трансмон со своим считыванием. AWS сворачивает это обратно одним считывающим резонатором, симметрично связанным с парой, так что проверка сводится к одному импульсу длительностью 384 ns ценой дефазировки 8(3)×10⁻⁵ D[85] факт; резонаторному варианту нужно измерение вспомогательного кубита в режиме числового расщепления, 1.82 µs автономно D[404], теперь свёрнутое внутрь вентиля D[84]. Системная нагрузка — это тракт флагов: один бит на кубит за раунд должен дойти до декодера внутри синдромного цикла, тогда как круговой обход NVQLink занимает 3.84 µs факт. При 10³ кубитах это 2×10³ мод и 10³ флаговых каналов; при 10⁴ полоса флагов ~10 Gb/s вынуждает агрегировать их на холодной ступени; при 10⁶ выживают только планарный или фотонный варианты.
Роль в стеке
Двухрельсовое кодирование лежит на двух архитектурах: «Двухрельсовые кубиты со стираниями» — как основное кодирование (Quantum Circuits/D-Wave, AWS, OQC, SUSTech) — и «Фотоника на основе слияний (FBQC)» — как альтернативное (PsiQuantum, Quandela, QuiX). Оно требует внутрисхемной проверки на стирание и является именно тем, что эта проверка считывает; без неё это просто кубит с бо́льшими потерями. Оно замещает голое кодирование ценой удвоения числа мод и конфликтует с обычным поверхностным кодом, который отбрасывает оповещающие сигналы. Оно покупает структуру ошибки площадью, а не скорость ошибки когерентностью.
Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс: 2.8×10⁻⁶ s на двухрельсовой архитектуре — четыре слоя CZ по 5.0×10⁻⁷ s D[84] поверх проверки за 4.0×10⁻⁷ s D[85], — и на резонаторном, и на трансмонном маршруте такт задают вентили. Уход с этого кодирования дёшев в аппаратуре и дорог в программной части: декодер, калибровка и бенчмарки предполагают наличие оповещающих сигналов. Соседние пустые слоты: логическая двухрельсовая память на повторяющихся раундах и код со смещением под стирание, потребляющий оповещающие сигналы и это смещение.
Свидетельства — как измерены числа
Каждое ключевое число здесь получено с постселекцией: скорости стирания берутся из томографии с оповещением или чередующегося бенчмаркинга с отбрасыванием помеченных выстрелов, поэтому «вентиль с 99.9%» — это условная точность, а полезность прибора определяет её парная величина, доля выживших событий. Протоколы не улавливают коррелированную потерю на обоих рельсах, нагрев в |11⟩, дрейф асимметрии рельсов и долю стираний при двухкубитных вентилях в повторяющемся цикле, а не в холостом режиме. Ложноотрицательные срабатывания — наименее публикуемая величина — задают ту границу утечки, которой декодер не видит никогда.
Воспроизводимость реальна: трансмоны AWS 2023 → SUSTech 2025 → AWS 2026; резонаторы Yale 2023 → 2025 → Quantum Circuits 2026. Противоречия: вентиль из Nature 2026 г. даёт постселектированную ошибку Паули < 0.1% (0.12% на глубине) при доле стираний ≈80% в основном отчёте, 0.029(6)% на вентиль, цитируемые по той же статье, и «ниже 0.1%» в аннотации arXiv D[84] — «на вентиль» против экстраполяции по глубине; величины приводятся как есть, а не сводятся воедино. Второе: потери в волноводе PsiQuantum — 0.5 dB/m в основном отчёте против 1.8(2) dB/m в Nature D[169].
Доля стираний ≈80% на уровне вентиля для резонаторного CZ взята из основного отчёта; аннотация arXiv приводит только ≈0.5% стираний на вентиль, и ни один первичный источник эту долю не даёт. Перспективная статья OQC о кубитах со стиранием S[402] — обзор промышленной группы, а не аппаратное обязательство, и релиз OQC о серии C не называет цели по двухрельсовому кодированию C[60]. Не опубликовано: являются ли кубиты Quandela и QuiX с путевым кодированием в линейной оптике двухрельсовыми, поэтому никакие числа им не приписаны; датированный первичный показатель накладных расходов «физические на логический» у Quantum Circuits, который в других местах приводится как 10–20 физических на логический и отсутствует на её пояснительной странице о двухрельсовом кодировании C[411]; выход годных, стоимость или энергия на двухрельсовый кубит — ни одним участником, ни сверхпроводниковым, ни фотонным; датированное число патентных семейств по двухрельсовому кодированию; финансирование двухрельсовых программ в AWS, SUSTech и Yale отдельно от головных организаций. Не опубликовано в аннотации [84]: материалы резонаторов, добротности и корпусирование устройства Quantum Circuits 2026 года.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с этим кодированием | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Quantum Circuits Inc. (подразделение D-Wave) | разработчик | США | резонаторный двухрельсовый кубит; Seeker; дорожная карта DR17–DR181 | D[84] C[86] факт |
| AWS Center for Quantum Computing | разработчик | США | трансмонный двухрельсовый кубит; проверка с симметричным считыванием | D[400] факт |
| Yale University | исследования | США | источник резонаторного кодирования; C2QA | D[399], [401], [403] факт |
| PsiQuantum | разработчик | США | фотонный двухрельсовый кубит с кодированием по путям, 300 mm | D[169] факт |
| SUSTech | исследования | Китай | четыре двухрельсовых трансмона; логическое состояние Белла, CNOT | D[406] факт |
| Oxford Quantum Circuits | разработчик | Великобритания | GENESIS, 16 двухрельсовых позиций, развёрнута 2025-09; отраслевой обзор кубитов со стиранием | S[402] факт |
| UMass Amherst | исследования | США | кубит со стиранием на трансмонном кутрите | D[405] |
| ORCA Computing | разработчик | Великобритания | патенты на линейно-оптические GHZ-измерения на двухрельсовых кубитах | G[407] |
Деньги.
- 2024-08-15 · Quantum Circuits · раунд серии B · > $60 M · ARCH, F-Prime, Sequoia · ≈$84 M накопленным итогом P · закрыт факт
- 2025-09-10 · PsiQuantum · раунд серии E · $1 B при оценке $7 B · BlackRock · закрыт факт
- 2025-11-04 · Минэнерго США · продление NQISRC, C2QA · $125 M из $625 M · выделено факт
- 2025-11-06 · DARPA QBI, этап B · до $15 M каждому, одиннадцать команд, ни одного поставщика двухрельсовых кубитов G[65] факт
- 2026-01-07 · D-Wave · приобретает Quantum Circuits · $550 M ($300 M акциями + $250 M деньгами) · закрыто 2026-01-20 факт
- 2026-05-21 · D-Wave; PsiQuantum · письма о намерениях Минторга США по CHIPS · по $100 M каждому · письмо о намерениях факт
- 2026-06-03 · Oxford Quantum Circuits · раунд серии C · £260 M · Bullhound · закрыт C[60] факт
- 2026-07-22 · PsiQuantum · расширение DARPA QBI, этап C · $125 M · верификация и валидация коммутатора и криогеники факт
- 2026-08-06 · D-Wave · Q2-2026 · выручка $3.1 M, денежные средства $546.2 M, грант NSF $1.57 M · отчёт опубликован C[15] факт
Рынок и цепочка поставок. Само кодирование не продаёт никто; оно оценивается как аппаратная кратность — две моды плюс вспомогательный кубит на узел — плюс тракт считывания, читающий оповещающий сигнал. На сверхпроводниках это 2–3-кратная площадь кристалла либо механически изготовленная резонаторная сборка без фабричного маршрута, поэтому значимыми поставщиками оказываются производители рефрижераторов и усилителей, находящиеся под контролем BIS G[301]. В фотонике оно бесплатно, а спецификация материалов — это фабрика, коммутатор и детектор. Сегодня платит G2 — за постселектированную точность, именно её и продаёт Seeker C[86]; G3 и G4 заплатят, когда коды пойдут на 10⁵–10⁶ раундов; G6 платит со стороны фотоники; G1, G5 и G7 не платят.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Патент Amazon Technologies US 11,748,652 B1 на оповещение распада с амплитудным затуханием для QEC (выдан 2023-09-05) покрывает трансмонное воплощение G[336] факт; патент Yale US 12,288,135 на обработку с асимметричным каналом ошибок (выдан 2025-04-29) относится к резонаторным семействам, перешедшим к D-Wave в январе 2026 г. G[408]; ORCA Computing владеет US 12,437,225 на линейно-оптические кодированные GHZ-измерения (2025-10-07) G[407]. Датированного подсчёта патентных семейств из именованной базы данных получить не удалось; стандарта не существует, а де-факто интерфейсом декодера служит HERALDED_ERASE в Stim P[397].
Дорожные карты и послужной список.
- D-Wave/Quantum Circuits: обещано 2026-06-01, переформулировано 2026-08-06 · DR17 (17 кубитов, двукратное снижение логической ошибки) в 2026 г., DR49 с 20× в 2027 г., DR181 с 2 000× в 2028 г., 10 логических в 2030 г., 100 логических в 2032 г., Λ = 10 · по состоянию на 2026-09-03 не выполнено R[409] факт.
- PsiQuantum: обещан полезный масштаб «до 2033 г.» · закладка объекта в Моретон-Бей сдвинулась на 2026-06-17 · под риском факт.
- AWS: двухрельсового продукта не обещала · выдала три статьи в 2022–2026 гг. D[85], [400]. Oxford Quantum Circuits: TITAN объявлен вместе с раундом серии C · датированной цели по двухрельсовым кубитам нет C[60].
Достоверность: Quantum Circuits/D-Wave публикует лучшие в области числа по каналу ошибок и поставила лишь 8-кубитный Seeker; AWS публикует и ничего не обещает; компоненты PsiQuantum охарактеризованы лучше, чем где-либо, а её системы сдвигаются по срокам.
Стратегическое прочтение. Если двухрельсовое кодирование побеждает, выигрывают те, у кого долгоживущие моды и дешёвая площадь, — производители резонаторов и фотонные фабрики; проигрывают трансмонные дорожные карты, тратящие весь бюджет на T₁, поскольку кодирование превращает T₁ в обнаруживаемую, а не фатальную статью расходов. Замещение сильнее всего давит изнутри самого семейства: кубиту со стиранием на трансмонном кутрите нужны один трансмон и один вспомогательный кубит, а не два рельса, при логическом T₁ > 500 µs против физического ~55 µs D[405]; двухрельсовые кошачьи коды добавляют к той же структуре смещение S[410]. Переговорная сила остаётся у поставщиков платформ.
Перспективы и открытые вопросы
Подтверждение, если в течение 12–24 месяцев: DR17 будет поставлен с измеренным двукратным снижением логической ошибки; какая-либо группа исполнит код на ≥ 10 двухрельсовых кубитах с Λ > 2 и опубликует долю выживших событий; кто-нибудь сообщит долю стираний при двухкубитных вентилях в повторяющемся цикле. Понизить ранг, если к концу 2027 г. не случится ничего из перечисленного либо если кубит со стиранием на кутрите сравняется со смещением двухрельсового кубита при вдвое меньшей аппаратуре. Лучший сценарий к 2029 г.: машина на 181 кубит с обещанным подавлением. Худший: удвоенное число мод и мёртвое время проверки съедают выигрыш по порогу, и кодирование выживает лишь там, где оно бесплатно, — в фотонике.
Открытые вопросы. (1) Сохраняется ли доля стираний при двухкубитных вентилях на глубине? (2) Какова частота ложноотрицательных срабатываний у серийной проверки и масштабируется ли она? (3) Может ли планарный двухрельсовый кубит достичь времён жизни резонаторного класса? (4) Существует ли режим, в котором удвоение числа мод выгоднее удвоения кодового расстояния? Следить за квартальными раскрытиями D-Wave и за первой статьёй о двухрельсовой памяти на повторяющихся раундах.
Литература
- [15] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Reports Second Quarter 2026 Results,” Aug. 6, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ Cnewsroom/ press-release/ d-wave-reports-second-quarter-2026-results/ - [60] A. Curbison, “OQC raises £260m in Europe's largest ever private quantum computing funding round,” OQC, Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://oqc.tech/
company/ Cnewsroom/ series-c - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [84] N. Mehta et al., “An entangling gate for dual-rail erasure qubits,” Nature, vol. 656, no. 8126, pp. 47–53, Aug. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10822-y. arXiv:2503.10935. D
- [85] J. S.-C. Hung et al., “Fast, High-Fidelity Erasure Detection of Dual-Rail Qubits with Symmetrically Coupled Readout,” arXiv:2604.16292, Apr. 2026. D
- [86] Quantum Circuits, “Quantum Circuits Makes Error-Detecting Qubits,” Nov. 19, 2024. [Online]. Available: https://quantumcircuits.com/
resources/ Cquantum-circuits-make-error-detecting-qubits/ - [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
- [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [334] A. Kubica et al., “Erasure Qubits: Overcoming the T₁ Limit in Superconducting Circuits,” Phys. Rev. X, vol. 13, no. 4, Art. no. 041022, Nov. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.041022. arXiv:2208.05461. S
- [336] A. M. Kubica and A. Retzker, “Heralding of amplitude damping decay noise for quantum error correction,” Google Patents, Sep. 5, 2023. [Online]. Available: https://patents.google.com/
patent/ GUS11748652B1/ en - [337] E. Knill, R. Laflamme, and G. Milburn, “Efficient Linear Optics Quantum Computation,” Nature, vol. 409, pp. 46–52, Jun. 2000, doi: 10.1038/35051009. arXiv:quant-ph/0006088. S
- [397] quantumlib, “Gates supported by Stim,” GitHub. [Online]. Available: https://github.com/
quantumlib/ PStim/ blob/ main/ doc/ gates.md - [398] I. L. Chuang and Y. Yamamoto, “Simple quantum computer,” Phys. Rev. A, vol. 52, Art. no. 3489, 1995, doi: 10.1103/PhysRevA.52.3489. arXiv:quant-ph/9505011. S
- [399] J. D. Teoh et al., “Dual-rail encoding with superconducting cavities,” Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 120, no. 41, Art. no. e2221736120, Oct. 2023, doi: 10.1073/pnas.2221736120. arXiv:2212.12077. S
- [400] H. Levine et al., “Demonstrating a long-coherence dual-rail erasure qubit using tunable transmons,” Phys. Rev. X, vol. 14, no. 1, Art. no. 011051, Mar. 2024, doi: 10.1103/PhysRevX.14.011051. arXiv:2307.08737. D
- [401] K. S. Chou et al., “Demonstrating a superconducting dual-rail cavity qubit with erasure-detected logical measurements,” arXiv:2307.03169, Jul. 2023. D
- [402] M. Violaris et al., “Developments in superconducting erasure qubits for hardware-efficient quantum error correction,” arXiv:2601.02183, Jan. 2026. S
- [403] A. Koottandavida et al., “Erasure Detection of a Dual-Rail Qubit Encoded in a Double-Post Superconducting Cavity,” Phys. Rev. Lett., vol. 132, no. 18, Art. no. 180601, May 2024, doi: 10.1103/PhysRevLett.132.180601. arXiv:2311.04423. D
- [404] S. J. de Graaf et al., “A mid-circuit erasure check on a dual-rail cavity qubit using the joint-photon number-splitting regime of circuit QED,” npj Quantum Inf., vol. 11, no. 1, Jan. 2025, doi: 10.1038/s41534-024-00944-4. arXiv:2406.14621. D
- [405] B.-J. Liu et al., “Hardware-Efficient Erasure Qubits With Superconducting Transmon Qutrits,” arXiv:2604.08672, Apr. 2026. D
- [406] W. Huang et al., “Logical multi-qubit entanglement with dual-rail superconducting qubits,” Nat. Phys., vol. 22, no. 4, pp. 591–597, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03211-9. arXiv:2504.12099. D
- [407] ORCA Computing Limited, “Linear-optical encoded GHZ measurements and fault-tolerant quantum computation and communication,” Justia Patents, Oct. 7, 2025. [Online]. Available: https://patents.justia.com/
patent/ G12437225 - [408] Justia, “Shruti PURI Inventions, Patents and Patent Applications - Justia Patents Search.” [Online]. Available: https://patents.justia.com/
inventor/ Gshruti-puri - [409] M. Abdel-Kareem, “D-Wave Demonstrates Two-Qubit Gate Breakthrough for Dual-Rail Erasure Qubits in Nature,” Quantum Computing Report, Aug. 6, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
d-wave-demonstrates-two-qubit-gate-breakthrough-for-dual-rail-erasure-qubits-in-nature/ R - [410] D. Biswas et al., “Bias-Preserving Gates and Quantum Error Correction With Dual-Rail Cat Codes,” arXiv:2607.00786, Jul. 2026. S
- [411] Quantum Circuits, “What are Quantum Circuits' Dual-Rail Qubits and Why are They a Breakthrough?,” Sep. 17, 2024. [Online]. Available: https://quantumcircuits.com/
dual-resonator-qubits-breakthrough/ C
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Метастабильное («omg») кодирование со стираниями
Кубит живёт в метастабильном мультиплете, поэтому его доминирующий распад детектируемо выводит систему из подпространства, превращая паулиевские ошибки в локализованные стирания (erasure).
Вердикт. Физика подтверждена на атомах и ионах, но измеренная доля преобразования составляет 38–50%, а не 98%, которые предполагала теория, и ни один поставщик её не отгружает. Понизить, если до конца 2027 г. не появится вентиль с долей преобразования >70%.
Λ — коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI — DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 — классы целей, принятые в отчёте (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
omg-кодирование помещает вычислительный базис внутрь долгоживущего метастабильного мультиплета, выбранного так, чтобы доминирующий распад уводил атом или ион наружу из подпространства кубита — в состояние, которое подсвечивает циклический переход. Тогда ошибка есть не паулиевский переворот неизвестного кубита, а локализованная потеря с оповещением (heralded), то есть стирание.
Название взято из ионного эскиза архитектуры: optical–metastable–ground — три мультиплета в одном ионном виде, так что один ион служит и кубитом, и анциллой, и охладителем (Allcock, Campbell, Chiaverini, Chuang, Hudson, Wineland и коллеги, 2021) D[333]. Wu, Kolkowitz, Puri и Thompson перевели это в количественную форму для нейтральных атомов: 98% ошибок ¹⁷¹Yb преобразуемы в стирания, порог растёт с 0.937% при паулиевском шуме до 4.15% при шуме стирания S[8]. Kang, Campbell и Brown перенесли подход на ионы S[392]. Первая аппаратная реализация: Princeton, 2023 D[141].
Атрибуты (граф технологий): a сродство к носителю 0.0, естественные носители. b характерного времени нет, собственного механизма запутывания нет. c собственного считывания нет; оно делегируется той внутрисхемной проверке на стирание, которую само же кодирование и делает возможной. d подвижности нет. e ни модальности управления, ни размещения. f структура ошибок с точки зрения кода: стирание. g производства нет. Кодирование общее для обоих семейств носителей — нейтральных атомов и ионов в ловушках.
Физика и пределы
Механизм — это иерархия времён жизни. В ¹⁷¹Yb кубитом служит ядерный спин часового состояния 6s6p ³P₀; в ⁴⁰Ca⁺ — два зеемановских подуровня D₅/₂. Оба живут долго на фоне длительности схемы и распадаются в основной мультиплет, который рассеивает фотоны на сильном переходе, тогда как метастабильный — нет. Поэтому короткая флуоресцентная проверка сообщает, какой именно узел покинул кодовое пространство, не задевая те, что остались: наведённую ошибку на выживших Princeton измерил на уровне ниже 10⁻⁵ D[141].
Пол задаётся ошибками, которые остаются внутри мультиплета: рамановским рассеянием обратно в подпространство кубита, магнитной дефазировкой на малых зеемановских расщеплениях, нерезонансной связью между вычислительными подуровнями — всё это паулиевский шум без оповещения. Oregon измерил это разделение: детектируется ~94% спонтанного рамановского рассеяния и практически все события распада, но преобразована лишь половина полного бюджета ошибок D[393]; в запуске [[4,2,2]] у Princeton преобразовано 38(6)% D[142]. Стирание даёт больше на единицу частоты — при 1% стираний поверхностный код терпит 0.51% паулиевской ошибки, в 5.2× больше стандартного протокола S[334]факт, — но выигрыш масштабируется вместе с долей преобразования, так что остаток образует пол, снимаемый только улучшением физики вентиля.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее продемонстрированное по состоянию на 3 сентября 2026 г.: двухкубитный вентиль с точностью (fidelity) 99.16% после вычитания стираний на ⁴⁰Ca⁺ D[393] и блок [[4,2,2]], распад которого замедляется в 1.9(4)× при использовании информации о стираниях D[142]. Типичное при масштабе: ничего — все поставляемые машины работают на кубитах в основном мультиплете.
Хронология рекордов
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2022-01 | 98% ошибок ¹⁷¹Yb преобразуемы в стирания; порог 0.937% → 4.15% | Princeton | S[8] |
| 2023-10 | Метастабильный ¹⁷¹Yb: 1Q 0.9990(1), CZ 0.980(1), ошибка проверки <10⁻⁵ | Princeton | D[141] |
| 2023-10 | ⁸⁸Sr, белловское состояние ≥0.9971 после исключения стираний | Caltech | D[143] |
| 2024-11 | ⁴⁰Ca⁺, белловское состояние 97.73% «сырое» → 99.16% с вычитанием стираний, ≈400 µs | Oregon | D[393] |
| 2026-06 | [[4,2,2]]: CZ 0.984(1), 38(6)% стираний, распад медленнее в 1.9(4)× | Princeton | D[142] |
| 2026-08 | Внутрисхемное охлаждение в основное состояние и считывание анциллы | Oregon | D[394] |
Доминирующий вклад — непреобразованный остаток: половина «сырой» вентильной ошибки ⁴⁰Ca⁺ величиной ≈1.4% переживает проверку D[393], равно как и 62(6)% ошибки CZ величиной 1.6(1)% на ¹⁷¹Yb D[142] — намного хуже, чем 99.854% «сырых» на Rb-массиве Harvard D[4] или 7.9×10⁻⁴ на Helios D[97].
Производство, материалы и цепочка поставок
Шага изготовления нет: атрибут производства — «отсутствует», а кодирование едет на той ловушке, которую использует носитель. Меняется оптика: лазер перевода на полку / часовой лазер (578 nm для ¹⁷¹Yb, 674 nm для Ca⁺, 1762 nm для Ba⁺), перекачка обратно из мультиплета, а в случае Oregon — рамановская пара на 976 nm с отстройкой −43 THz, оплаченная мощностью D[393]. Поставщики — обычный для этой области набор: Toptica, M Squared, Menlo Systems и NKT Photonics для источников; Stable Laser Systems для резонаторов из стекла со сверхнизким расширением; Hamamatsu и Andor для камер проверки. Единые точки отказа: ULE-резонатор и часовой лазер, оба — рынки менее чем на десяток поставщиков. Уязвимость к экспортному контролю идёт через лазеры, а не через кодирование: ограничения Wassenaar категории 6 и квантовое правило US BIS от 2024-09-06 действуют независимо от того, какой мультиплет несёт кубит.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Число линий на кубит не меняется — это главная коммерческая привлекательность кодирования. Растут число длин волн и объём калибровки: дополнительная подготовка состояния, точность перевода на полку и проверка, чья частота ложных срабатываний идёт на вход декодеру. Решающая величина — стоимость проверки в единицах такта, и она благоприятна на обоих носителях. Атомные массивы и так платят 0.5–1 ms за регистрацию флуоресценции внутри раунда длительностью 1–4.5 ms D[4]S[31], поэтому проверка, которая и есть эта регистрация, обходится почти даром; ионные машины идут ~55 ms на слой D[97], так что флуоресцентная проверка длительностью в несколько сотен µs составляет от него ~1%. Yale и AWS показали, что кубиты со стиранием выигрывают лишь тогда, когда время проверки мало́ по сравнению с циклом S[395]факт, — здесь это выполняется. Стена на 10³–10⁶ кубитах — полоса декодера, а не ввод-вывод: флаги стирания примерно удваивают полезную нагрузку синдрома.
Роль в стеке
Технологию несут три архитектуры: Ридберговский массив пинцетов — щёлочноземельные атомы (Yb/Sr), естественные стирания как основное кодирование (Atom Computing совместно с Microsoft, Princeton, Caltech) и две ионные архитектуры как альтернативное — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией (IonQ, AQT, Quantum Art) и электронное управление кубитами (СВЧ / РЧ вентили) (IonQ совместно с Oxford Ionics, eleQtron). Оно требует щёлочноземельного атома или иона в ловушке с доступным метастабильным мультиплетом; оно даёт структуру детектируемого распада, которую потребляет внутрисхемная проверка на стирание; оно заменяет сверхтонкое кодирование в основном мультиплете. Переход стоит перекалиброванной цепочки подготовки и считывания плюс одного-двух лазеров. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс: 1.5×10⁻³ s на ионной архитектуре с электронными вентилями (задаётся вентилями), где кодирование добавляет ≈1%, и 1.3×10⁻³ s на щёлочноземельном массиве пинцетов (задаётся транспортом), где оно не добавляет ничего. Редкий узел слоя 2 без штрафа по такту, поэтому следить надо за долей преобразования, а не за быстродействием. Соседние пустые слоты: нет нативного для стирания кодирования для искусственных носителей и нет проверки на стирание быстрее 100 µs для ионов D[394].
Свидетельства — как измерены числа
Ключевые числа получены из оценок по белловским состояниям и рандомизированному бенчмаркингу с постселекцией: прогоны, в которых сработала проверка, отбрасываются, поэтому точность «с вычитанием стираний» является условной — законной для канала и незаконной как системный показатель качества. Результат Princeton по [[4,2,2]] — честная форма: 1.9(4)× относится к логическому уровню, причём информация о стираниях действительно используется D[142]. Не охвачено: частоты ложных срабатываний и пропусков проверки, способные вдвое сократить эффективное расстояние S[395], и коррелированная утечка.
Конфликты. (i) Запись графа фиксирует улучшение на [[4,2,2]] как 3.6×; arXiv:2506.13724 v1 и v2 обе указывают 1.9(4)×, что мы и используем, считая 3.6× устаревшим факт. (ii) Точности белловских состояний у Oregon читаются как 98.56%/99.14% в HTML на arXiv и как 98.61%/99.16% в Physical Review A, отстройка −43 против −44 THz; использованы журнальные значения D[393]. (iii) Доля преобразования 98% S[8] — верхняя граница по идеализированной описи ошибок, а не сорванная цель.
Не опубликовано: длительность и точность неразрушающего считывания метастабильного состояния методом квантовой логики в Орегоне [394].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Princeton | исследования | США | Породил преобразование ошибок в стирания на метастабильном Yb-171; демонстрация [[4,2,2]] | D[8], [141], [142] |
| University of Oregon | исследования | США | Единственный вентиль на метастабильных ионах с преобразованием ошибок в стирания; внутрисхемное охлаждение в архитектуре omg | D[393], [394] |
| Caltech | исследования | США | Исключение стираний на ридберговских состояниях Sr | D[143] |
| UCLA | исследования | США | Соавтор эскиза архитектуры omg; теория метастабильных ионов | D[333], [392] |
| MIT Lincoln Laboratory | исследования | США | Соавтор эскиза архитектуры; коррекция логического кубита на спиновом кошачьем состоянии одиночного иона | D[333], [396] |
| Duke | исследования | США | Сравнение на поверхностном коде: ионы в основном и в метастабильном мультиплете | S[392] |
| Atom Computing | разработчик | США | Массивы ¹⁷¹Yb, внедрение возможно без смены атомного вида; QBI Stage B | факт |
| QuEra | разработчик | США | Массивы Rb, использующие потерю атома, а не метастабильное стирание | Cфакт |
| Infleqtion | разработчик | США | Массивы Sr/Rb, 12 логических кубитов с коррекцией потерь | факт |
| IonQ | разработчик | США | Безлазерные вентили устраняют ту самую ошибку, которую оповещает о omg | D[102]факт |
| Quantinuum | разработчик | США | Ba⁺ Helios; естественный носитель для omg, но метастабильной программы нет | D[97] |
| Microsoft | пользователь | США | Продаёт Magne совместно с Atom Computing; декодирование с учётом стираний | факт |
Деньги. Ни одно событие финансирования не выделено специально под метастабильное кодирование; эти деньги покупают платформы-носители.
- 2025-09-17 · IonQ · M&A, Oxford Ionics · $1.075 B · объявлено 2025-06-09 · закрыто факт
- 2025-11-04 · US DOE · продление пяти National QIS Research Centers · $625 M / пять лет · закрыто факт
- 2025-11-06 · DARPA · QBI Stage B, 11 команд, среди них Atom Computing, QuEra, IonQ · ≤$15 M каждой · отобраны факт
- 2026-02-17 · Infleqtion · IPO, NYSE (INFQ) · >$550 M брутто · закрыто факт
- 2026-04-27 · Quantum Art · расширение раунда серии A · $140 M · закрыто P[125]
- 2026-05-21 · US Dept of Commerce · письма о намерениях по CHIPS, Atom Computing $100 M, Infleqtion $100 M · $2.013 B суммарно · необязывающие факт
- 2026-06-16 · Atom Computing · раунд серии C плюс письмо о намерениях DoC · >$300 M накопленным итогом · Third Point · закрыто + LOI C[154]факт
- 2026-06 · Quantinuum · IPO, Nasdaq (QNT) · $1.68 B · после $600 M при оценке $10 B до размещения · закрыто G[123]
- 2026-07 · IonQ · M&A, SkyWater Technology · $1.8 B · закрыто G[19]
- 2026-08-28 · Pasqal · завершение сделки SPAC · ~$360 M денежными средствами · выручка €16.5 M за 2025 г. · закрыто P[156]
Рынок и цепочка поставок. Продукта omg никто не продаёт; обеспечивающие его лазеры, резонаторы и камеры и так являются зависимостью каждой платформы-носителя, так что внедрение добавляет один-два лазерных канала к системам вроде Magne (€80 M, 50 логических) факт. Платят за это только G3 и G4 (ранняя и крупномасштабная отказоустойчивость); G1 выигрывает незначительно — через исключение стираний в симуляторах D[143]. G2 и G5–G7 не выигрывают.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Патентного семейства, специфичного именно для метастабильного кодирования со стиранием, в поименованной базе по состоянию на 3 сентября 2026 г. не найдено; ближайший выданный аналог — Amazon Technologies US 11,748,652 B1 на оповещение распада с амплитудным затуханием (2023-09-05) факт. Судебных споров нет, органа по стандартизации нет; Stim моделирует это кодирование программно C[397].
Дорожные карты и послужной список. (2021 · эскиз архитектуры omg · выполнен частично — запутывание в Oregon в 2024 г. D[393], внутрисхемное охлаждение в 2026 г. D[394]; продукта нет.) (2022-01 · доля преобразования 98% · промах в 2.6×, измерено 38(6)% D[142].) (2028 · QuEra Libra, >256 логических · есть в дорожной карте, обязательств по метастабильному варианту нет факт.) (2026/27 · Magne, 50 логических · в стадии установки, Yb в основном мультиплете факт.) Обещаний по omg поставщики не давали, так что и нарушать нечего.
Стратегическое прочтение. Выиграли бы поставщики щёлочноземельных атомов и те ионные поставщики, которые всё ещё применяют лазерные вентили; проиграли бы декодерные стеки, настроенные на паулиевский шум. Замещение подступает с обеих сторон: потеря атома составляет >80% утечки в массиве, и Harvard детектировал её на Rb в основном мультиплете, получив 2.14(13)× ниже порога D[4], тогда как безлазерные ионные вентили на уровне 8.4×10⁻⁵ попросту уничтожают ту ошибку, которую ловит omg D[102].
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если для вентиля будет заявлена доля преобразования >70% полной ошибки при остатке ниже 3×10⁻³ либо если поставщик объявит продуктовую линейку на метастабильных состояниях. Понизить, если до конца 2027 г. не будет опубликована доля преобразования выше 50% либо если безлазерный ионный вентиль с ошибкой ниже 10⁻⁴ пойдёт в серийную поставку. В лучшем случае к 2029 г.: щёлочноземельный массив исполняет код расстояния 5 с декодированием, учитывающим стирания, и сообщает Λ выше базовой линии, построенной на одних лишь потерях. В худшем случае: потеря атома остаётся единственным стиранием, которое кому-либо нужно, и всё это остаётся программой двух лабораторий.
Открытые вопросы. (1) Почему измеренная доля преобразования составляет 38–50%, когда модель обещает 98%, — виноват вентиль, проверка или опись ошибок? (2) Помогает ли информация о стираниях по-прежнему, если на расстоянии ≥5 учесть пропуски? (3) Чем задана остаточная паулиевская ошибка — выбором подуровней или вентильным лазером? (4) Можно ли считать метастабильную анциллу неразрушающим образом внутри атомного цикла в 1 ms? Следить за следующей работой Princeton, за тем, откроет ли Atom Computing доступ к метастабильному мультиплету, и за тем, имеет ли неопубликованное «новое семейство кодов» Quantinuum структуру стирания.
Литература
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. D
- [8] Y. Wu, S. Kolkowitz, S. Puri, and J. D. Thompson, “Erasure conversion for fault-tolerant quantum computing in alkaline earth Rydberg atom arrays,” Nat. Commun., vol. 13, Art. no. 4657, 2022, doi: 10.1038/s41467-022-32094-6. arXiv:2201.03540. S
- [19] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of SkyWater Technology,” Jul. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Gionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [31] H. Zhou et al., “Resource Analysis of Low-Overhead Transversal Architectures for Reconfigurable Atom Arrays,” Proc. 52nd Annu. Int. Symp. Comput. Archit. (ISCA), 2025, doi: 10.1145/3695053.3731039. arXiv:2505.15907. S
- [97] A. Ransford et al., “A 98-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all connectivity,” Nature, vol. 655, no. 8121, pp. 81–86, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10676-4. arXiv:2511.05465. D
- [102] A. C. Hughes et al., “Trapped-ion two-qubit gates with >99.99% fidelity without ground-state cooling,” arXiv:2510.17286, Oct. 2025. D
- [123] Quantinuum, “Quantinuum Announces Pricing of Upsized Initial Public Offering,” Jun. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
press-releases/ Gquantinuum-announces-pricing-of-upsized-initial-public-offering - [125] M. Abdel-Kareem, “Quantum Art Extends Series A to $140M to Scale Trapped-Ion Architecture,” Quantum Computing Report, Apr. 27, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
quantum-art-extends-series-a-to-140m-to-scale-trapped-ion-architecture/ P - [141] S. Ma et al., “High-fidelity gates with mid-circuit erasure conversion in a metastable neutral atom qubit,” Nature, vol. 622, p. 279, 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06438-1. arXiv:2305.05493. D
- [142] B. Zhang et al., “Logical qubits with erasure conversion using metastable neutral atoms,” Nat. Phys., vol. 22, no. 6, pp. 910–916, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03309-0. arXiv:2506.13724. D
- [143] P. Scholl, A. L. Shaw, R. B.-S. Tsai, R. Finkelstein, J. Choi, and M. Endres, “Erasure conversion in a high-fidelity Rydberg quantum simulator,” Nature, vol. 622, p. 273, 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06516-4. arXiv:2305.03406. D
- [154] Atom Computing, “Atom Computing Raises More Than $300 Million to Accelerate Deployment of Fault-Tolerant, Neutral-Atom Quantum Computers,” PR Newswire, Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Catom-computing-raises-more-than-300-million-to-accelerate-deployment-of-fault-tolerant-neutral-atom-quantum-computers-302800832.html - [156] M. Swayne, “Pasqal Completes SPAC Merger With $360 Million in Cash,” The Quantum Insider, Aug. 28, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P08/ 28/ pasqal-completes-spac-merger-with-360-million-in-cash/ - [333] D. T. C. Allcock et al., “omg blueprint for trapped ion quantum computing with metastable states,” Appl. Phys. Lett., vol. 119, no. 21, Art. no. 214002, Nov. 2021, doi: 10.1063/5.0069544. arXiv:2109.01272. D
- [334] A. Kubica et al., “Erasure Qubits: Overcoming the T₁ Limit in Superconducting Circuits,” Phys. Rev. X, vol. 13, no. 4, Art. no. 041022, Nov. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.041022. arXiv:2208.05461. S
- [392] M. Kang, W. C. Campbell, and K. R. Brown, “Quantum Error Correction with Metastable States of Trapped Ions Using Erasure Conversion,” PRX Quantum, vol. 4, no. 2, Art. no. 020358, Jun. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.020358. arXiv:2210.15024. S
- [393] A. Quinn et al., “High-fidelity entanglement of metastable trapped-ion qubits with integrated erasure conversion,” Phys. Rev. A, vol. 113, no. 4, Art. no. L040601, Apr. 2026, doi: 10.1103/p3cy-8yjk. arXiv:2411.12727. D
- [394] S. Brudney et al., “Mid-circuit ground-state cooling and ancilla readout in the omg architecture,” arXiv:2608.13181, Aug. 2026. D
- [395] K. Chang et al., “Surface Code with Imperfect Erasure Checks,” PRX Quantum, vol. 6, no. 4, Art. no. 040355, Dec. 2025, doi: 10.1103/d1v7-nctj. S
- [396] K. DeBry et al., “Error correction of a logical qubit encoded in a single atomic ion,” Nat. Phys., vol. 22, no. 9, pp. 1446–1452, Sep. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03315-2. D
- [397] quantumlib, “Gates supported by Stim,” GitHub. [Online]. Available: https://github.com/
quantumlib/ CStim/ blob/ main/ doc/ gates.md
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
GKP-кодирование (решётка)
Кубит, закодированный в периодических сеточных состояниях одной бозонной моды — микроволнового резонатора или оптической, — исправляющий малые сдвиги квадратур и передающий декодеру аналоговый синдром.
Вердикт. Единственное кодирование с непрерывным синдромом и единственное, у которого всякое ключевое число до сих пор получено с постселекцией. Безусловная логическая ошибка на обеих ветвях остаётся неопубликованной.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (стадия A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей настоящего отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Gottesman, Kitaev и Preskill (Phys. Rev. A 64, 012310, 2001) кодируют кубит в гребёнке координатно-импульсных сеточных состояний одного осциллятора: стабилизаторами служат коммутирующие смещения, а сдвиги меньше половины периода решётки исправимы S[413]. Идеальные сеточные состояния требуют бесконечной энергии, поэтому всякое устройство приближает их при конечном сжатии. Дата 2020 в графе технологий — это Campagne-Ibarcq et al. (Yale, Nature 584, 2020-08-19): квадратные и гексагональные состояния кода Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP) в сверхпроводниковом микроволновом резонаторе, где логические ошибки подавляются обратной связью по неразрушающему измерению, а не постселекцией D[414].
Атрибуты: частично искусственное (0.75) — мода с непрерывными переменными внутри изготовленного резонатора или фотонной схемы; ни собственного канала управления, ни считывания, ни транспорта; гауссова структура ошибок. «Сеточные состояния в бозонной (микроволновый резонатор) или оптической моде; исправляет малые сдвиги; требует ~10 dB сжатия» (запись графа технологий).
Физика и пределы
Синдром аналоговый: измерение каждой квадратуры по модулю периода решётки возвращает вещественное число, так что декодер получает величину сдвига, а не бит. Эта мягкая информация и есть архитектурный аргумент GKP и причина, по которой каскадирование GKP под внешним кодом выигрывает у каскадирования голого кубита. Предел снизу задаётся сжатием: конечное сжатие уширяет каждый зуб гребёнки, и как только распределение сдвигов набирает вес за пределами половины периода решётки, коррекция прикладывает неверное смещение и ошибка становится логической. Указанные в графе технологий ~10 dB — рабочее требование, зависящее от архитектуры, а не константа, и расходуются они на потери. Что сдвигает этот предел: резонаторы с более высокой добротностью, фотоника с меньшими потерями, разведение состояний (breeding), поднимающее эффективное сжатие выше физического, и внешний код, ослабляющий требование в расчёте на моду.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее из продемонстрированного — память, а не вычисление. Наибольший выигрыш по когерентности среди всех бозонных кодов по-прежнему принадлежит Yale — 2.27(7), на GKP-кубите с коррекцией в реальном времени, настроенной обучением с подкреплением D[415]; кудитное расширение даёт 1.82(3) для кутрита и 1.87(3) для кукварта при T₁ резонатора = 631 µs D[83]. Одномодовый сеточный кубит Nord Quantique достигает логической ошибки 0.0081(2) на раунд и ошибки приготовления и измерения (SPAM) 7(7)×10⁻⁴ на кардинальных состояниях, но только на тех прогонах, что пережили постселекцию по полному согласию: 0.24 при подготовке × 0.39 при измерении D[82]. Ничто здесь не напоминает Λ-масштабирование, и доминирующим членом бюджета оказывается доля принятых прогонов, а не приводимая условная частота ошибок.
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2023-03 | Коррекция GKP в реальном времени за точкой безубыточности (break-even), выигрыш 2.27(7) | Yale | D[415] |
| 2025-05 | GKP-кудиты за безубыточность: кутрит 1.82(3), кукварт 1.87(3) | UCSB/Google Quantum AI | D[83] |
| 2025-06 | GKP-состояние на интегральном SiN-чипе при комнатной температуре, эффективное сжатие 0.62 dB | Xanadu | D[174] |
| 2026-07 | Одномодовый сеточный кубит: 0.0081(2) на раунд, выживаемость 0.24×0.39 | Nord Quantique | D[82] |
Производство, материалы и цепочка поставок
У двух ветвей нет общей цепочки поставок. Микроволновый GKP изготавливается механической обработкой, а не литографией: алюминиевые или ниобиевые объёмные резонаторы — у Nord Quantique это конструкция с двумя штырями (double-post) — плюс вспомогательный трансмон-ancilla и тракт считывания на каждую моду, и рефрижератор, объём которого, а не площадь пластины, задаёт число кубитов D[82]. Оптический GKP — это процесс на нитриде кремния на 300 mm при комнатной температуре, где драйверами стоимости выступают генерация сжатого света, детектирование с разрешением числа фотонов и корпусирование; Xanadu сообщает о потерях торцевой стыковки 0.085 dB на грань, совместно с Corning и DISCO Cфакт. Специфичного для GKP экспортного контроля не существует; микроволновая ветвь наследует ECCN 3A904 G[301].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Микроволновый GKP тяжёл по управлению в расчёте на моду. Стабилизация требует импульсов условного смещения и обратной связи внутри времени жизни резонатора, а каждая мода несёт вспомогательный трансмон, чьи ошибки в неё проникают: практическим пределом при хранении 360 µs–1 ms оказывается ancilla, а не резонатор D[82], [83]. Единицей ввода-вывода служит мода плюс полный трансмонный тракт управления и считывания, поэтому на 10³ мод нагрузка на разводку превосходит голую трансмонную решётку; эффективность окупается лишь тогда, когда одна мода заменяет много физических кубитов. Оптический GKP взамен требует гомодинного детектирования на каждую моду и упреждающей связи (feed-forward) на GHz-скоростях по тысячам детекторных каналов, что на системном уровне не подтверждено D[173].
Роль в стеке
GKP требует бозонной резонаторной моды в микроволновой ветви и моды со сжатием порядка 10 dB в оптической; он поставляет внутренний кубит для бозонного каскадирования и является прямой альтернативой кошачьему коду в этом слоте. Он лежит на бозонной резонаторной архитектуре кошачьих кубитов и GKP как альтернативное кодирование (Nord Quantique; Alice & Bob и AWS — на варианте с кошачьим кодом) и на фотонной GKP-архитектуре с непрерывными переменными как основное (Xanadu), конструкция которой каскадирует GKP под внешним qLDPC-кодом Cфакт. Переход от кошачьего кода к GKP меняет смещённый канал на несмещённый с аналоговым синдромом: внешний код приходится проектировать заново. Запись графа технологий не фиксирует характерного времени, поэтому его вкладом в производный такт (= сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс, 1.44 µs на архитектуре кошачьих кубитов и GKP) является раунд стабилизации, который не публикует ни один участник.
Свидетельства — как измерены числа
Три величины сообщаются так, как если бы они были соизмеримы. Выигрыш — это отношение скоростей распада к лучшему пассивному кодированию D[83], [415]; логическая ошибка на раунд условна по выживаемости D[82]; эффективное сжатие — мера качества состояния D[174]. Ни одна из них не переводится в другую. Эффективное сжатие Xanadu в 0.62 dB несопоставимо с сырым квадратурным сжатием вроде 1.4 dB на периодически поляризованном тонкоплёночном ниобате лития D[345], а её «24.1× выше порога» — метрика системных потерь Rфакт. Независимого воспроизведения результатов Nord Quantique или UCSB/Google по состоянию на 4 сентября 2026 г. не существует.
Требование к сжатию ~10 dB зависит от архитектуры; ни одна отдельная статья о пороге его не устанавливает. «100+ логических к 2029 г.» у Nord Quantique взято из материалов сайта компании, без датированного релиза. Не опубликовано: безусловная (без постселекции) логическая частота ошибок для какой-либо демонстрации GKP ни в одной из ветвей; связь показателя системных потерь Xanadu «в 24.1× выше порога» с её эффективным сжатием 0.62 dB; патентное семейство или категория экспортного контроля, специфичные для GKP.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Nord Quantique | Разработчик | Канада | Одномодовые микроволновые сеточные кубиты | D[82] |
| Xanadu | Разработчик | Канада | Оптические источники GKP на кристалле; архитектура «GKP под qLDPC» | D[174] |
| Google Quantum AI | Исследования | США | Кудитный GKP за безубыточность, совместно с UCSB | D[83] |
| Corning | Поставщик | США | Корпусирование волоконных сборок для чипов Xanadu | Cфакт |
Деньги.
- 2025-11-06 · Nord Quantique и Xanadu · отбор в Stage B программы DARPA QBI · $5 M первоначально, до $15 M каждой · DARPA · закрыто факт
- 2026-03-26 · Xanadu · листинг через SPAC с Crane Harbor · ~$302 M брутто, ~40% ниже плана · закрыт; ликвидность ~US$686 M на 2026-06-30 Cфакт
- 2026-05-18 · Nord Quantique · раунд роста · $30 M при оценке $1.4 B · закрыт Cфакт
- 2026-08-28 · Xanadu · финансирование завода в Toronto · CAD 195 M · Government of Canada · объявлено факт
Рынок и цепочка поставок. GKP никто не продаёт; обе ветви закупают оборудование своей несущей платформы — механическую обработку резонаторов, TWPA-считывание и рефрижераторы с одной стороны, узкий круг поставщиков сжатого света и детекторов с разрешением числа фотонов плюс специализированное корпусирование с другой. За GKP платят только цели G3 и G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного подсчёта патентных семейств именно по GKP найти не удалось; агрегированные отраслевые цифры (IBM 4 388, Google 2 385 семейств в обзоре PatSnap, опубликованном 2026-06-30) не выделяют кодирования с непрерывными переменными P[312]. Конструкция 2001 года представляет собой предшествующий уровень техники, что выталкивает защитимую ИС в схемы подготовки состояний, breeding и управления вспомогательным кубитом. Стандартизационной активности не обнаружено.
Дорожные карты и послужной список. Xanadu (обещано 2026-08-31): потери 24.1× выше порога в 2026 году → 1.0× в 2030 году, 200 логических кубитов к 2029 году, 1 000+ к 2031 году, на архитектуре «GKP плюс qLDPC» Rфакт. Nord Quantique (материалы компании): 100+ логических к 2029 году при «1:1 физических к логическим» R[93]. Xanadu количественно оформила свою дорожную карту, но привлекла ~40% ниже плана при лучшем опубликованном состоянии в 0.62 dB; утверждение Nord Quantique опирается на устройство, совокупная выживаемость которого ниже 10%.
Стратегическое прочтение. GKP — это ставка на аппаратную эффективность против грубой силы поверхностного кода: если разрывы по сжатию и по доле принятых прогонов закроются, одна мода заменит те десятки-сотни физических кубитов, которых требует внешний код. Если разрывы устоят, оба разработчика откатятся к кошачьим кодам или кодированиям с дискретными переменными и потеряют аргумент о числе кубитов, стоящий за их оценками, тогда как действующие игроки поверхностного кода не потеряют ничего. Угроза замещения в том же слоте — кошачий код.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить или понизить в статусе в течение 12–24 месяцев: опубликует ли хоть одна GKP-демонстрация безусловную частоту логических ошибок; поднимет ли Nord Quantique совокупную выживаемость выше 10%; преодолеет ли оптическое GKP-состояние 1 dB эффективного сжатия. В лучшем случае к 2029 году: многомодовый логический GKP-кубит ниже точки безубыточности без постселекции, под внешним qLDPC-кодом. В худшем случае: он остаётся памятью с постселекцией, а бозонную архитектуру несут кошачьи коды и кодирования со стиранием (erasure).
Литература
- [82] S. Turcotte et al., “Quantum error correction of a grid-state qubit with state preparation and measurement errors below 10⁻³,” arXiv:2607.06718, Jul. 2026. D
- [83] B. L. Brock et al., “Quantum error correction of qudits beyond break-even,” Nature, vol. 641, no. 8063, pp. 612–618, May 2025, doi: 10.1038/s41586-025-08899-y. D
- [93] Nord Quantique, “Company website.” [Online]. Available: https://www.nordquantique.com/ R
- [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
- [174] M. V. Larsen et al., “Integrated photonic source of Gottesman–Kitaev–Preskill qubits,” Nature, vol. 642, no. 8068, pp. 587–591, Jun. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09044-5. D
- [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [312] PatSnap, “Quantum Computing Patent Landscape 2026,” Jun. 30, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ Pblog/ rd-blog/ quantum-computing-patent-landscape/ - [345] X. Shi et al., “Squeezed Light Generation in Periodically Poled Thin-Film Lithium Niobate Waveguides,” arXiv:2508.08599, Aug. 2025. D
- [413] D. Gottesman, A. Kitaev, and J. Preskill, “Encoding a qubit in an oscillator,” Phys. Rev. A, vol. 64, no. 1, Art. no. 012310, Jun. 2001, doi: 10.1103/PhysRevA.64.012310. arXiv:quant-ph/0008040. S
- [414] P. Campagne-Ibarcq et al., “Quantum error correction of a qubit encoded in grid states of an oscillator,” Nature, vol. 584, no. 7821, pp. 368–372, Aug. 2020, doi: 10.1038/s41586-020-2603-3. D
- [415] V. V. Sivak et al., “Real-time quantum error correction beyond break-even,” Nature, vol. 616, no. 7955, pp. 50–55, Apr. 2023, doi: 10.1038/s41586-023-05782-6. D
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Кошачье кодирование (смещённый шум)
Кубит на когерентных состояниях, стабилизированный двухфотонной диссипацией: перевороты бита (bit-flip) падают экспоненциально с числом фотонов, тогда как перевороты фазы (phase-flip) растут с ним линейно.
Вердикт. Асимметрия реальна, но там, где её измеряли, невелика — асимметрия > 25 под CX при n̄ = 2; ресурсные оценки подразумевают время жизни резонатора около 50 ms, вдвое больше лучшего когда-либо построенного.
Λ — коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 — классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Кубит, натянутый на два когерентных состояния моды резонатора и удерживаемый там инженерно организованным двухфотонным обменом с диссипативным буфером. Переворот бита обязан пересечь фазовое пространство между лепестками и потому подавлен экспоненциально по n̄; потеря одного фотона переворачивает фазу, что линейно по n̄. Продемонстрировано примерно с 2020 года (Lescanne, Leghtas и коллеги), коммерциализировано Alice & Bob и AWS. Собственного времени вентиля и собственного считывания у кодирования нет; его единственный продукт — асимметрия.
Физика и пределы
Γ_Z ≈ n̄/T1: кодирование напрямую превращает время жизни резонатора в качество логики, а число фотонов покупает подавление переворотов бита по линейной цене. Ocelot замыкает эту цепочку: при n̄ = 2 время жизни хранения составляет 57–68 µs D[80]. Если проделать ту же арифметику в рабочей точке, которую предполагают оценки, — n̄ ≈ 19 и переворот фазы 10⁻³ за цикл, — требуемое T1 резонатора получается n̄·t/p ≈ 53 ms S[80], [95]. Лучшая опубликованная резонаторная память — 25.6 ms, и она построена развязкой моды от её анциллы, то есть ровно противоположным тому, что делает стабилизированный кошачий кубит D[319]. Это и есть предел: аргумент о числе кубитов является утверждением о времени жизни резонатора под сильным воздействием. Сдвинуть его способны меньшие однофотонные потери при высокой мощности накачки либо сжатые кошачьи кубиты D[78].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2025-02 | На один CX при n̄ = 2: переворот фазы 9.6(4)×10⁻², переворот бита 3.5(4)×10⁻³ → асимметрия > 25, в покое > 30; повторяющий код 1.75(2)% (d=3, n̄=1) → 1.65(3)% (d=5, n̄=1.5) за цикл 2.8 µs | AWS/Caltech | D[80] |
| 2025-09 | Чип на 12 кошачьих кубитов: среднее время переворота бита 44 мин, пик 252 мин, предварительно | Alice & Bob | C[77] |
| 2025-02 | Вариант со сжатым кошачьим кубитом: переворот бита 22 s | Alice & Bob | D[78] |
Доминирует переворот фазы: ~10⁻¹ за цикл там, где код реально работал, против предполагаемых ~10⁻³; подавление переворотов бита перестало быть проблемой ещё два года назад.
9.6×10⁻² — это ошибка фазового переворота вентиля CX при n̄ = 2, а не показатель на цикл коррекции ошибок; смещение шума > 25 при CX и > 30 в простое, а циркулирующие «27–33» — это времена фазового переворота в µs, а не величины смещения D[80]. Среднее время до переворота бита 44 минуты у 12-кат-чипа (сентябрь 2025 г.) предварительное и опубликовано производителем, без рецензируемого продолжения, а страница дорожной карты производителя для того же периода называет пиковое значение 252 минуты. Требование к времени жизни резонатора 53 ms выведено из Γ_Z ≈ n̄/T1 при допущениях самих оценок; ни один источник его не приводит. Награда Nord Quantique на этапе B программы QBI [65] финансирует её путь GKP, который это кодирование не использует.
Производство, материалы и цепочка поставок
Собственного технологического шага у кодирования нет: к несущему резонатору добавляются непрерывная параметрическая накачка и буферная мода. Именно накачка составляет цену по вводу-выводу: на каждый кошачий кубит приходятся линия возбуждения, линия накачки и тракт считывания на каждый кошачий кубит — через общую трансмон-анциллу у Ocelot, через буфер у Alice & Bob Cфакт. Ocelot тратит пять буферов и четыре трансмона-анциллы на пять кошачьих кубитов D[80]. На уровне 10³ кошачьих кубитов стеной становятся число линий накачки и тепловыделение от накачки в одном рефрижераторе растворения; для 10⁴–10⁶ нужно мультиплексированное криогенное возбуждение, здесь не продемонстрированное. Цепочка поставок и экспозиция по экспортному контролю — те же, что у несущего резонатора.
Роль в стеке
Архитектура: бозонные кубиты в резонаторах — кошачьи кубиты и GKP (код Готтесмана–Китаева–Прескилла), где это основное кодирование. Требует бозонной моды резонатора; даёт асимметричный внутренний кубит для каскадирования repetition-cat и LDPC-cat, а также для CNOT между кошачьими кубитами. Заменяет голое двухуровневое кодирование, конкурирует с GKP и конфликтует с поверхностным кодом, рассчитанным на симметричный шум. Производный раунд 1.44 µs, задан вентилями, против измеренного цикла съёма синдрома 2.8 µs D[80]. Верификация: точки для расстояния 3 и расстояния 5 сняты при n̄ = 1 и n̄ = 1.5, поэтому формулировка «плоско по расстоянию» смешивает расстояние с рабочей точкой D[80]. Среднее время переворота бита 44 мин предварительно; дорожная карта того же поставщика приводит по тому же прогону пик 252 мин C[77]C[412].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Alice & Bob | разработчик | Франция | Рекорды по переворотам бита, Helium на 18 кошачьих кубитов, дорожная карта только на кошачьих кубитах | C[77] |
| AWS | разработчик | США | Ocelot — единственный опубликованный кошачий код с бюджетом ошибок | D[80] |
| DARPA | инвестор | США | На этапе B выбран Nord Quantique, а не Alice & Bob | факт |
Деньги.
2025-01-28 · Alice & Bob · раунд серии B · €100 M · — · закрыт факт
2026-05-22 · Alice & Bob · расширение раунд серии B · сумма не раскрыта · лид NVentures · закрыт C[88]
Рынок и цепочка поставок. На этом слое ничего не продаётся; кодирование — проектное решение поверх резонаторной цепочки поставок, покупаемое как обещание по G3 и G4. На нём держится бизнес Alice & Bob.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства, специфичного именно для кошачьего кодирования, не найдено; заявки привязаны к вентилям, накачкам и считыванию.
Дорожные карты и послужной список. Опубликованная лестница идёт так: Helium (18 кошачьих кубитов, 1 логический, 10⁻², поставлен 2026-06) → Lithium (48/4, 10⁻³) → Beryllium (250/5, 10⁻⁴) → Graphene (2 000/100, 10⁻⁶, 2030) R[412]. Чипы выходят в срок, но ни для одного из них не опубликована логическая частота ошибок, так что каждая определяющая цифра остаётся обещанием. AWS не публиковала дорожной карты по кошачьим кубитам дальше Ocelot.
Стратегическое прочтение. Если переворот фазы за цикл упадёт на два порядка, кошачье кодирование выигрывает по числу физических кубитов; если нет — ветвь остаётся технологией памяти, а бюджет уходит на qLDPC или двухрельсовое стирание (erasure).
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к 2027, если переворот фазы за цикл опустится ниже 10⁻² при асимметрии выше 100 и фиксированном n̄; понизить оценку заявлений об эффективности, если он останется около 10⁻¹. В лучшем случае к 2029 г.: кошачий кубит при n̄ ≥ 5 с миллисекундным временем жизни под активной стабилизацией. В худшем случае: асимметрия насыщается, и оценки на 758 кошачьих кубитов и на 126 133 кошачьих кубита остаются недостижимыми S[95], [96]. Открытые вопросы: переживёт ли сжатие переход к многокубитным операциям; можно ли поднимать мощность накачки, не нагружая T1? Следить за Lithium и за любым преемником Ocelot.
Литература
- [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [77] N. Coppola, “Alice & Bob Shares Preliminary Results Vastly Surpassing Previous Bit-Flip Time Record,” Alice & Bob, Sep. 25, 2025. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
newsroom/ Calice-bob-surpasses-bit-flip-stability-record - [78] N. Coppola, “Alice & Bob Improves Error Suppression in Quantum Computers by 'Squeezing' Cat Qubits,” Alice & Bob, Mar. 11, 2025. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
newsroom/ Dsqueezed-cat-qubit/ - [80] H. Putterman et al., “Hardware-efficient quantum error correction via concatenated bosonic qubits,” Nature, vol. 638, no. 8052, pp. 927–934, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-08642-7. D
- [88] N. Coppola, “Alice & Bob announces Series B Extension,” Alice & Bob, May 22, 2026. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
newsroom/ Calice-bob-announces-series-b-extension/ - [95] É. Gouzien, D. Ruiz, F.-M. Le Régent, J. Guillaud, and N. Sangouard, “Performance Analysis of a Repetition Cat Code Architecture: Computing 256-bit Elliptic Curve Logarithm in 9 Hours with 126133 Cat Qubits,” Phys. Rev. Lett., vol. 131, Art. no. 040602, Jul. 2023, doi: 10.1103/PhysRevLett.131.040602. arXiv:2302.06639. S
- [96] D. Ruiz, J. Guillaud, A. Leverrier, M. Mirrahimi, and C. Vuillot, “LDPC-cat codes for low-overhead quantum computing in 2D,” Nat. Commun., vol. 16, Art. no. 1040, 2025, doi: 10.1038/s41467-025-56298-8. arXiv:2401.09541. S
- [319] O. Milul et al., “Superconducting Cavity Qubit with Tens of Milliseconds Single-Photon Coherence Time,” PRX Quantum, vol. 4, no. 3, Art. no. 030336, Sep. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.030336. D
- [412] Alice & Bob, “Roadmap,” Jun. 23, 2026. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
roadmap/ C
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе
Два сверхтонких или ядерно-спиновых подуровня основного состояния в нечувствительной к полю часовой точке — кубит по умолчанию у всякого вендора ионных ловушек и нейтральных атомов.
Вердикт. Наименее дифференцирующий слой в ионно-атомном стеке — универсальный, а потому ни защитного рва, ни блокировки конкурентов; состязание идёт слоем выше, в том, как кубит возбуждают.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (стадия A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей настоящего отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Два сверхтонких (или ядерно-спиновых) подуровня основного состояния при том подмагничивающем поле, где зеемановский сдвиг первого порядка обращается в ноль и остаётся лишь квадратичный член: когерентность от секунд до часов, причём одноионные памяти достигают часового масштаба [104]. Происхождение здесь — происхождение самой области: первый логический вентиль в ионной ловушке у NIST хранил кубит во внутренних состояниях одного лазерно-охлаждённого иона (Monroe, Meekhof, King, Itano, Wineland, PRL 75, 4714, 1995) [374], и с тех пор это выбор по умолчанию для ионов, а позже и для атомов.
f = Паули + утечка (leakage) — утечка на соседние подуровни, невидимая для паулевского декодера; охват: четыре архитектуры — ионы QCCD и ионы с электронными вентилями, щелочные и щёлочноземельные атомы [запись графа].
Физика и пределы
Часовая точка убивает чувствительность к полю в первом порядке; остаются квадратичный зеемановский член и градиенты поля по регистру, так что память деградирует с ростом размера регистра, а не только со временем. Ограничением служит не память, а возбуждение. Рамановские вентили несут ошибку спонтанного рассеяния, спадающую лишь как ~1/Δ, и рассеянный фотон обычно уводит систему за пределы кубитного многообразия: это утечка, а не ошибка Паули. Убрать лазер — значит убрать и этот член: точность двухкубитного вентиля 99.97(1)%, однокубитного — 99.99916(7)% на десятикубитной семизонной ловушке Dфакт, 8.4×10⁻⁵ без охлаждения до основного состояния D[102]. Предел двигает способ управления, а не кодирование.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2024-12-05 | Кубит на часовом переходе ⁴³Ca⁺, микроволновый резонатор на кристалле, комнатная температура, без экранирования: 1.5(4)×10⁻⁷ на клиффорд, T₂ ≈ 70 s | Oxford | D[103]факт |
| 2025-11 | Парк Helios (98 Ba⁺): 1Q 2.5×10⁻⁵, 2Q 7.9×10⁻⁴, утечка 1.1×10⁻⁵ на клиффорд | Quantinuum | D[97] |
На атомах сверхтонкое T₂ у Cs составляет 12.6 s в массиве из 6 100 атомов D[138]. Член масштаба парка машин — утечка на двухкубитном вентиле: ~10⁻⁵ на клиффорд на ионах против ~10⁻⁴ на атом на вентиль в массивах.
Подсчёты PatSnap смешивают патенты и статьи. Не опубликовано: изотоп и переход памяти на Yb⁺ с часовым временем хранения, которую её аннотация называет «a single Yb ion-qubit memory»; многокубитный среднепарковый эквивалент оксфордского 1.5(4)×10⁻⁷; датированный поставщик изотопно обогащённых ¹³⁷Ba или ¹⁷¹Yb, поэтому узкое место обогащения не подтверждено.
Производство, материалы и цепочка поставок
Выделенного техпроцесса нет; кодирование едет на том, что окружает выбранный сорт частиц (Ba⁺, Yb⁺, Ca⁺, Cs, Rb, Sr). Два семейства управления — две цепочки поставок: рамановским вентилям нужен оптический стек (Helios работает более чем на семи длинах волн при 1 228 электродах), тогда как микроволновые дорожки на кристалле его упраздняют и переносят нагрузку на изготовление ловушки — что IonQ и интернализовала покупкой SkyWater C[19]; eleQtron продаёт ту же идею под маркой MAGIC C[129]. Правдоподобным узким местом выглядят обогащённые ¹³⁷Ba и ¹⁷¹Yb, но датированного факта по поставщику найти не удалось; отдельного ECCN нет.
Роль в стеке
Архитектуры: основное кодирование всех трёх ионных архитектур (QCCD; линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией; электронное управление кубитами) и ридберговского массива пинцетов на щелочных атомах, альтернативное — на щёлочноземельном массиве пинцетов. Не требует ничего — это базовое кодирование, самый переиспользуемый узел дерева. Его ребро «заменяет», ведущее к omg, на деле является расширением: omg сохраняет эти основные состояния и добавляет метастабильное многообразие, так что один сорт ионов поставляет и кубит, и вспомогательный кубит, и охладитель факт. К производному такту оно не добавляет ничего: на архитектуре QCCD такт задаётся транспортом — раунд 9.66 ms против измеренного слоя полной ширины ~55 ms (≈18 слоёв/s) и вентиля в 70 µs. Верификация: 1.5(4)×10⁻⁷ у Oxford — это один кубит в специально выделенной установке, а 2.5×10⁻⁵ у Quantinuum — среднее по парку из 98 ионов; между ними три порядка, и архитектурным входным параметром служит только парковая цифра.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Quantinuum | разработчик | США | Helios, 98 кубитов Ba⁺ | D[97] |
| IonQ | разработчик | США | Электронные вентили, собственное производство ловушек | D[102]C[19] |
| University of Oxford | исследования | Великобритания | Однокубитный рекорд на ⁴³Ca⁺ | D[103] |
| Atom Computing | разработчик | США | Кубиты на часовом переходе на ядерном спине Yb | C[154] |
Деньги.
2026-06-03 · Quantinuum · IPO, Nasdaq QNT, после раунда сентября 2025 г. при оценке $10 B pre-money · $1.68 B брутто · закрыт Cфактфакт
2026-07-31 · IonQ · приобретение SkyWater закрыто · ~$1.8 B Cфакт
Рынок и цепочка поставок. Под названием «сверхтонкое кодирование» не продаётся ничего: деньги лежат в возбуждении — лазерные тракты против микроволновых ловушек. Концентрация в оптике низкая и растёт в ловушках теперь, когда у IonQ есть собственная фабрика. Платит по G3/G4/G7, будучи подложкой почти под всяким продемонстрированным до сих пор логическим кубитом.
Интеллектуальная собственность и стандарты. PatSnap Eureka (2026) ставит IonQ на первое место среди поименованных правообладателей: 9+ записей (5 JP, 2 EP, 2 IL на рассмотрении) по вентильным импульсам и колебательным модам; подсчёт смешивает патенты со статьями P[375].
Дорожные карты и послужной список. Quantinuum: Sol в 2027 году, Apollo в 2029 году (обещано 2024-09-10); Helios в срок 2025-11-05, темп 10×/год по квантовому объёму выдержан. IonQ: 256 кубитов при 99.99% сдвинуты на H1 2027, а 4 000 кубитов к 2026 году (обещано в 2020 году) провалены примерно в ~40×. Quantinuum поставляет даты, IonQ — физику.
Стратегическое прочтение. Смысл именно в универсальности: пользуются ею все, а значит, это ни защитный ров, ни средство блокировки. Состязание идёт за способ возбуждения. Если полностью электронное управление отмасштабируется дальше десяти кубитов, лазерный тракт станет обузой для Quantinuum и для всякого атомного вендора; если нет — IonQ купила фабрику ради лабораторного результата.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если полностью электронное управление выйдет на среднее по парку ниже 10⁻⁵ с опубликованной утечкой либо вторая группа воспроизведёт 8.4×10⁻⁵; понизить в статусе, если оно останется результатом на десяти кубитах. В лучшем случае к 2029 году: сверхтонкие кубиты с микроволновым возбуждением становятся выбором по умолчанию. В худшем случае: ограниченная градиентами утечка удерживает ионы вблизи 10⁻⁵, а базу забирает omg.
Литература
- [19] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of SkyWater Technology,” Jul. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [97] A. Ransford et al., “A 98-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all connectivity,” Nature, vol. 655, no. 8121, pp. 81–86, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10676-4. arXiv:2511.05465. D
- [102] A. C. Hughes et al., “Trapped-ion two-qubit gates with >99.99% fidelity without ground-state cooling,” arXiv:2510.17286, Oct. 2025. D
- [103] M. C. Smith, A. D. Leu, K. Miyanishi, M. F. Gely, and D. M. Lucas, “Single-qubit gates with errors at the 10⁻⁷ level,” Phys. Rev. Lett., vol. 134, no. 23, Art. no. 230601, Jun. 2025, doi: 10.1103/42w2-6ccy. arXiv:2412.04421. D
- [104] P. Wang et al., “Single ion-qubit exceeding one hour coherence time,” Nat. Commun., vol. 12, Art. no. 233, Jan. 2021, doi: 10.1038/s41467-020-20330-w. arXiv:2008.00251. D
- [129] A. Cordes, “Quantum computing scale-up eleQtron secures €57 million in one of the largest Series A funding rounds worldwide,” eleQtron, May 5, 2026. [Online]. Available: https://eleqtron.com/
en/ Cquantum-computing-scale-up-eleqtron-secures-57-million-in-one-of-the-largest-series-a-funding-rounds-worldwide/ - [138] H. J. Manetsch, G. Nomura, E. Bataille, K. H. Leung, X. Lv, and M. Endres, “A tweezer array with 6100 highly coherent atomic qubits,” Nature, vol. 647, pp. 60–67, 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09641-4. arXiv:2403.12021. D
- [154] Atom Computing, “Atom Computing Raises More Than $300 Million to Accelerate Deployment of Fault-Tolerant, Neutral-Atom Quantum Computers,” PR Newswire, Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Catom-computing-raises-more-than-300-million-to-accelerate-deployment-of-fault-tolerant-neutral-atom-quantum-computers-302800832.html - [374] C. R. Monroe, D. M. Meekhof, B. E. King, W. M. Itano, and D. J. Wineland, “Demonstration of a Fundamental Quantum Logic Gate,” Phys. Rev. Lett., vol. 75, no. 25, pp. 4714–4717, Dec. 1995, doi: 10.1103/PhysRevLett.75.4714. D
- [375] PatSnap, “Trapped Ion Quantum Computing: Technology Landscape 2026,” Apr. 23, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ Pblog/ rd-blog/ trapped-ion-quantum-computing-2026-patsnap-eureka/
G Smith, Leu, Miyanishi, Gely, Lucas (Oxford), "Single-qubit gates with errors at the 10^-7 level", arXiv:2412.04421 (2024-12-05, rev 2025-05-28): 43Ca+ hyperfine clock qubit in a mi… · 2024-12-05 · https://arxiv.org/abs/2412.04421
G Loschnauer, Mosca Toba, Hughes, King, Weber, Srinivas, Matt, Nourshargh, Allcock, Ballance, Matthiesen, Malinowski, Harty, "Scalable, high-fidelity all-electronic control of trappe… · 2024-07-10 · https://arxiv.org/abs/2407.07694
G Allcock, Campbell, Chiaverini, Chuang, Hudson, Moore, Ransford, Roman, Sage, Wineland, "omg blueprint for trapped ion quantum computing with metastable states", Applied Physics Let… · 2021 · https://cua.mit.edu/dev_site/publications/omg-blueprint-for-trapped-ion-quantum-computing-with-metastable-states
G Quantinuum raised $600 M at a $10 B pre-money valuation (NVentures, Quanta, QED, JPMorgan), 2025-09-04 · 2025-09-04 · https://www.honeywell.com/us/en/news/press-releases/2025/09/honeywell-announces-600-million-capital-raise-for-quantinuum-at-10b-pre-money-equity-valuation-to-advance-quantum-computing-at-scale
G Quantinuum IPO priced 2026-06-03: 28 000 000 shares at $60 = $1.68 B gross, Nasdaq QNT; Q2-2026 revenue $8.0 M, cash $2.1 B, FY guidance $28–32 M · 2026-06-03 · https://www.quantinuum.com/press-releases/quantinuum-announces-pricing-of-upsized-initial-public-offering
G IonQ acquired SkyWater Technology: $15.00 cash + 0.4883 IonQ shares per share (~$1.8 B at announcement 2026-01-26), closed 2026-07-31 · 2026-07-31 · https://www.ionq.com/news/ionq-completes-acquisition-of-skywater-technology
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Кодирование на одиночном спине (Лосса–ДиВинченцо) / ядерном спине
Один кубит на спин-1/2 — локализованный электрон, дырка или ядро — без кодированного подпространства, что даёт минимальную занимаемую площадь и отсутствие канала утечки (leakage).
Вердикт. Кодирование по умолчанию на всех кремниевых, германиевых, донорных и дефектных платформах; оно покупает минимальную площадь и чистую паулиевскую модель ошибок ценой резонансного возбуждения на каждый кубит.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Один физический спин-1/2 — это один кубит: электрон или дырка в точке, задаваемой затворами, либо ядро, связанное с донором или дефектом. Лосс и ДиВинченцо изложили это в 1998 году — спины электронов, локализованных в точках, повороты локальным резонансным полем, двухкубитные вентили импульсным обменом D[819]. Ядерный вариант возбуждает ядро ³¹P или ядро дефекта радиочастотой через сверхтонкую связь с электроном, разменивая скорость на когерентность: ядра как данные, электроны как анциллы. Атрибуты: сродство — почти естественный носитель без составной структуры; ошибка — когерентная дефазировка плюс паулиевская ошибка, подпространства утечки нет, собственной модальности управления или собственного производства нет.
Физика и пределы
Вычислительное пространство — это вся двухуровневая система: утекать наружу нечему, поэтому всякая ошибка паулиевская или когерентная, как и предполагают коды, — но и отфильтровать при этом тоже нечего. T2* задаётся остаточной сверхтонкой связью с ²⁹Si и зарядовым шумом, превращённым в сдвиг частоты через g-фактор или микромагнит; очистка до ²⁸Si убирает первый член. Сегодня ограничивает не когерентность: безмикроволновый массив QuTech даёт для своего вентиля на перескоке границу ≥99.50(6)% D[820], а двухкубитные вентили фабричного изготовления держатся на 99.04–99.56% D[189] — это плато, ограниченное калибровкой, а не пределом по T2. Более глубокая очистка, управление в основной полосе частот (baseband) и холодная калибровка сдвигают этот пол.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2025-07-01 | ≥99.50(6)% для вентиля на перескоке (нижняя граница), без микроволн, массив 2×2 | QuTech/TU Delft | D[820] |
| 2025-09-24 | 99.04–99.56% для двухкубитного вентиля на 300 mm фабричном SiMOS | Diraq | D[189] |
| 2025-12-17 | Донорный регистр из 11 кубитов, 9 ядерных плюс 2 электронных, 99.10–99.99% | Silicon Quantum Computing | D[192] |
Доминирующий член: дрейф калибровки по массиву; ни одно устройство свыше 12 кубитов не публикует точностей (fidelity) по всем парам.
Точность CZ на ядерных спинах доноров 99.90% невозможно выделить в аннотации SQC, опубликованный диапазон которой — 99.10–99.99%. Заявление Intel о «масштабировании до сотен точек» не содержит ни даты, ни контрольной точки.
Производство, материалы и цепочка поставок
Кодирование не добавляет никакой структуры — одна точка или один донор на кубит, примерно треть от числа точек, нужных чисто обменному кубиту, — и наследует техпроцесс носителя: 300 mm EUV-линия Intel с >24 000 приборов на пластину D[199] и 96% выхода годных по настройке на 232 приборах одной пластины D[766], а также 22FDX, FD-SOI и 300 mm от imec. Нагрузка, которую оно накладывает, — управляющая: одно резонансное возбуждение на каждую кубитную частоту, поэтому на 10³ кубитах стеной становится теснота по частоте и микроволновая мощность при милликельвинах, а на 10⁴–10⁶ — число адресуемых тонов.
Роль в стеке
Базовое кодирование для архитектуры «спины на квантовых точках кремния и германия», донорной архитектуры и сетевых узлов на спинах дефектов. В части конструкций его заменяет чисто обменное кодирование — это и есть центральная развилка: микроволновая аппаратура ради минимальной площади и отсутствия утечки против лишних точек ради управления только в основной полосе частот и появляющегося канала утечки. К производному такту = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс оно ничего не добавляет; на кремнии тот остаётся определяемым считыванием на уровне 8.5×10⁻⁶ s. Верификация: 99.50(6)% — это нижняя граница, а сопровождающие её ~49 µs по эху Хана — максимум, и то и другое регулярно перецитируется как точечные оценки D[820]; «99.90% для донорного ядерного CZ» из основного отчёта противоречит опубликованному диапазону SQC D[192]; а однокубитная ошибка HRL 2×10⁻⁴ относится к чисто обменному кодированию, а не к этому D[190].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Intel | разработчик | США | Приборы с одиночными спинами на 300 mm EUV | D[199] |
| Diraq | разработчик | Австралия | Электронные спины на 300 mm SiMOS от imec | D[189] |
| QuTech/TU Delft | исследования | Нидерланды | Безмикроволновое управление в основной полосе частот | D[820] |
| Silicon Quantum Computing | разработчик | Австралия | Кодирование в ядерных спинах на донорах | D[192] |
| Quobly | разработчик | Франция | Одиночные спины на FD-SOI от STMicroelectronics | Cфакт |
Деньги. 2026-06-03 · Quobly · раунд серии A · €115 M · Bpifrance, SEALSQ, STMicroelectronics · €134 M накопленным итогом · закрыт Cфакт. 2026-06 · SQC · NRFC · A$60 M · Australia's National Reconstruction Fund · закрыт факт.
Рынок и цепочка поставок. Специфичного именно для этого кодирования поставщика нет — это выбор топологии и импульсной последовательности на общих КМОП-линиях, — а его единственное отличительное требование, резонансное возбуждение на каждый кубит, и есть то, что продаёт дуополия управляющей электроники. Работает на G2, G3 и G6.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Предложение 1998 года — уровень техники, срок патентной охраны которого давно истёк D[819]; датированного патентного семейства по кодированию в одиночном спине в поименованной базе по состоянию на 4 сентября 2026 г. не найдено.
Дорожные карты и послужной список. Intel (2026-01-06 · 12 кубитов в Argonne, «масштабировать до сотен точек» · чипа-преемника нет, датированной дорожной карты нет) факт. Diraq (2026-08-27 · 150 k физических, 1 k логических к 2029 · в релизе от 2026-07-09 говорилось «тысячи к 2029») Rфакт. И то и другое на порядки превосходит любое продемонстрированное устройство.
Стратегическое прочтение. Откатиться к нему может любая спиновая команда, поэтому оно никого не выделяет: стоимость оседает на фабрике и в управляющем стеке. Если управление в основной полосе частот созреет, микроволновые поставщики лишатся своего сильнейшего аргумента; если победят кодированные кубиты, площадь будет значить меньше, чем экономика пластины.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить или понизить в статусе за 12–24 месяца: точности по всем парам на более чем 12 кубитах; управление в основной полосе частот за пределами массива 2×2. В лучшем случае к 2029: управление в основной полосе частот вместе с работой при 1 K снимает большую часть микроволнового ввода-вывода при двухкубитной точности >99.5%. В худшем случае: плато сохраняется. Открыто: (1) масштабируется ли управление вентилем на перескоке дальше четырёх кубитов; (2) обобщается ли диагноз «ограничено калибровкой»; (3) какая платформа покажет логический кубит ниже порога.
Литература
- [189] P. Steinacker et al., “Industry-compatible silicon spin-qubit unit cells exceeding 99% fidelity,” Nature, vol. 646, no. 8083, pp. 81–87, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09531-9. D
- [190] Members of the HRL Quantum Team and Collaborators, “A digitally controlled silicon quantum processing unit,” arXiv:2604.16216, Apr. 2026. D
- [192] H. Edlbauer et al., “An 11-qubit atom processor in silicon,” Nature, vol. 648, no. 8094, pp. 569–575, Dec. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09827-w. arXiv:2506.03567. D
- [199] H. C. George et al., “12-spin-qubit arrays fabricated on a 300 mm semiconductor manufacturing line,” Nano Lett., vol. 25, no. 2, pp. 793–799, Dec. 2024, doi: 10.1021/acs.nanolett.4c05205. arXiv:2410.16583. D
- [766] S. F. Neyens et al., “Probing single electrons across 300-mm spin qubit wafers,” Nature, vol. 629, no. 8010, pp. 80–85, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07275-6. D
- [819] D. Loss and D. P. DiVincenzo, “Quantum computation with quantum dots,” Phys. Rev. A, vol. 57, no. 1, pp. 120–126, Jan. 1998, doi: 10.1103/PhysRevA.57.120. D
- [820] F. K. Unseld et al., “Baseband control of single-electron silicon spin qubits in two dimensions,” Nat. Commun., vol. 16, no. 1, Art. no. 5605, Jul. 2025, doi: 10.1038/s41467-025-60351-x. D
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Оптический кубит на узком переходе (S–D иона, часовой переход атома)
Кубит, разделённый между основным уровнем и метастабильным уровнем на один оптический фотон выше — квадрупольная линия S₁/₂–D₅/₂ у ⁴⁰Ca⁺ или ⁸⁸Sr⁺ либо часовая линия ¹S₀–³P₀ у нейтральных Sr/Yb, — причём все вентили возбуждает один узкополосный лазер.
Вердикт. Подтверждён на обоих носителях — ⁴⁰Ca⁺ в поставляемых машинах AQT, кубиты на часовом переходе ⁸⁸Sr с точностью (fidelity) запутывающего вентиля 99.62(3) % в лаборатории, — но когерентность задают лазер и магнитное поле, а не атом: 90(30) ms против времени жизни D₅/₂ 1.168(7) s в демонстраторе AQT. По состоянию на 2026-09-26 planqc, единственная в реестре компания с атомным кубитом на часовом переходе, не публикует ни собственной ошибки вентиля, ни собственного времени когерентности.
T₂ = время фазовой когерентности по Рамзи; MS = вентиль Мёльмера–Соренсена; CZ = вентиль controlled-Z (управляемый Z); SPAM = подготовка состояния и измерение (state preparation and measurement); QV = квантовый объём (quantum volume); TRL = уровень технологической готовности (technology readiness level); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
В ионной реализации |1⟩ хранится в |4S₁/₂, m = −1/2⟩, а |0⟩ — в |3D₅/₂, m = −1/2⟩ иона ⁴⁰Ca⁺; их связывает электрическая квадрупольная линия 729 nm D[253]. В 2003 году в Innsbruck выполнили CNOT Цирака–Цоллера на двух таких ионах D[376]; на этом кодировании построены и отказоустойчивый универсальный набор вентилей Innsbruck 2022 года D[255], и продукты AQT. Родственный ион — ⁸⁸Sr⁺ на 674 nm; время жизни его уровня D₅/₂ измерено на одиночном ионе в NPL D[377]. Атомная реализация использует уровни ¹S₀ и ³P₀ нейтрального стронция — линию часов на оптической решётке; в пинцетах она работает с 2019 года D[378], а ридберговское запутывание щёлочноземельных атомов показано с 2020 года D[379]. Атрибуты: естественный носитель; ни собственного характерного времени, ни подвижности, ни управления; ошибки — паулиевские плюс утечка (leakage).
Физика и пределы
Три потолка. Время жизни: τ(D₅/₂, ⁴⁰Ca⁺) = 1.168(7) s D[253], поэтому T₂ ≤ 2τ ≈ 2.3 s; распад из m = −1/2 может привести в S₁/₂, m = +1/2, за пределы кубитной пары, — это утечка G. Уровень ³P₀ у Sr живёт дольше атомной когерентности >3 s, измеренной в часах на пинцетах D[378]. Поле: у ⁴⁰Ca⁺ нет сверхтонкой структуры, а значит, нет и нечувствительной к полю линии; при g(D₅/₂) = 6/5 и g(S₁/₂) ≈ 2.002 линия кубита смещается на 0.40 μ_B B ≈ 5.6 kHz на µT, так что шум в 0.1 µT сдвигает её на 560 Hz — радиан фазы за 0.3 ms S. Способы подавления: экранирование, упреждающая компенсация сетевых помех (feed-forward), динамическая развязка, пары, свободные от декогеренции. Часовая линия J = 0 → J = 0 не имеет электронного зеемановского сдвига первого порядка G. Лазер: каждый вентиль привязан к фазе лазера, поэтому T₂ — это когерентность лазера на протяжении схемы. AQT измерила T₂ по Рамзи = 90(30) ms на оптическом кубите против 18(1) ms на зеемановском кубите основного состояния, назвав причиной магнитный шум от электросети и соседних магнитов на временах свыше 25 ms D[253], — в 26× ниже предела, заданного временем жизни S.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2003-03 | CNOT Цирака–Цоллера на двух S–D-кубитах ⁴⁰Ca⁺ | Innsbruck | D[376] |
| 2019 | Часы на пинцетах со Sr, когерентность >3 s, коэффициент заполнения (duty cycle) до 96 % | JILA | D[378] |
| 2021-06 | τ(D₅/₂) 1.168(7) s; T₂ 90(30) ms; точность GHZ на 24 ионах 0.544(7) | AQT/Innsbruck | D[253] |
| 2022-08 | Белловское состояние на кубитах на часовом переходе Sr 92.8(2.0) % с поправкой на SPAM; когерентность белловского состояния 4.2(6) s | JILA | D[380] |
| 2024-10 | Запутывающий вентиль на кубитах на часовом переходе ⁸⁸Sr 99.62(3) %; считывание через анциллу | Caltech | D[381] |
| 2026-05 | LYNX, QV 32 768; первые установки в Q4 2026 | AQT | C[128] |
Показатели поставляемых машин: IBEX Q1, 12 кубитов, точность однокубитного вентиля 99.97(1) %, двухкубитного — 98.7(3) % по всем парам, QV 128 C[382]; MARMOT, 20 кубитов, точность двухкубитного вентиля (98.47 ± 0.3) % на 11-кубитном регистре C[383]. По точности лидируют атомы, по развёртыванию — ионы.
Производство, материалы и цепочка поставок
Изготавливаемых деталей нет; главный элемент — узкополосный лазер (729 nm для Ca⁺, 674 nm для Sr⁺, 698 nm для Sr), стабилизированный по опорному резонатору высокой резкости (finesse) G. Демонстратор AQT использует семь длин волн (375, 397, 423, 515, 729, 854, 866 nm); лазер тушения (quench) на 854 nm нужен лишь потому, что кубитный уровень метастабилен D[253]. IBEX Q1 занимает две 19-дюймовые стойки, 2 m², <2 kW, при (22.0 ± 1.5) °C C[382].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Один фазово-стабильный лазер на каждый сорт частиц, разделённый на индивидуально адресуемые пучки 729 nm на ионной цепочке D[255]; фазовый шум волокон и модуляторов ложится прямо на кубит S. Считывание идёт методом электронной полки (electron shelving) — D₅/₂ остаётся тёмным на циклической линии 397 nm — камерой или фотодиодом, ~99.9 % за 300 µs D[253]; атомы добавляют считывание через анциллу с неразрушающим условным сбросом D[381].
Роль в стеке
Слот 2 архитектур «Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией» и «Ридберговский массив пинцетов — щёлочноземельные атомы (Yb/Sr), естественные стирания», рядом с enc_hf и enc_omg. Кодирование требует либо ion (квадрупольный переход S–D), либо ae_atom (¹S₀–³P₀ у Sr/Yb). Его заменяет enc_hf, чья нечувствительная к полю пара уровней основного состояния меняет возбуждение одним лазером на рамановское или микроволновое управление. Оно даёт универсальность на одном лазере и считывание методом полки, а также метастабильное многообразие, которое переиспользует схема стирания (erasure) omg S[333]; оно задаёт метрику канала τ(D₅/₂) = 1.17 s. Реестр: IBEX Q1 (Marmot / PINE / LYNX) ✅ и University of Innsbruck / IQOQI research trap ✅; PIAST-Q 🔎 (20 кубитов AQT, сорт ионов не назван — согласуется с MARMOT); MAQCS and DiNAQC 🔎. Пробел G-enc-clock закрыт: 10–100 ms из журнала пробелов — это диапазон planqc из профиля компании в прессе P[247], в 30–300× ниже опубликованных значений для массивов кубитов на часовом переходе D[380], так что эта цифра измеряет лазер, а не кодирование.
Свидетельства — как измерены числа
Значение AQT 98.7(3) % — среднее по всем парам, заявленное для продукта C[382]; второе значение в реестре, 97.7 %, остаётся несогласованным. Значение демонстратора 0.997(6) — точность белловского состояния двух ионов, а не результат рандомизированного бенчмаркинга D[253]. Значение Caltech 99.62(3) % усреднено по симметричным входным состояниям D[381]. Для LYNX опубликован QV без числа кубитов и без точности C[128]. Ни один вендор не приводит T₂ рядом с τ по состоянию на 2026-09-26.
Не опубликовано: рабочий вид атомов и переход у planqc — её страницы о технологии и о LRZ не называют ни стронций, ни часовой переход, — а также вид атомов и продукт PIAST-Q.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно они делают с этой технологией | Свидетельства |
|---|---|---|---|---|
| AQT | разработчик | Австрия | IBEX Q1, MARMOT, LYNX на ⁴⁰Ca⁺ | C[383] |
| University of Innsbruck | исследования | Австрия | Родоначальник; отказоустойчивые вентили на ⁴⁰Ca⁺ | D[255] |
| planqc | разработчик | Германия | Кубиты на часовом переходе Sr; MAQCS в LRZ | P[247] |
| JILA / группа Kaufman | исследования | США | Белловские состояния на кубитах на часовом переходе Sr | D[380] |
| Caltech / группа Endres | исследования | США | Вентили на кубитах на часовом переходе ⁸⁸Sr, считывание через анциллу | D[381] |
Деньги.
- 2024-07 · planqc · раунд серии A · €50 M · закрыт P[247]
- 2026-09-09 · planqc / LRZ · MAQCS, доставлено первое оборудование · почти €20 M (BMFTR) · строится C[161]
Рынок и цепочка поставок. Точка концентрации — один сверхстабильный лазер с резонатором на каждый сорт частиц. Работает на G2, G3 и G7.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Патентный поиск не проводился; ни один стандарт не определяет, как сообщать T₂, ограниченное лазером, по состоянию на 2026-09-26.
Дорожные карты и послужной список. (AQT · первые установки LYNX · Q4 2026) C[128]; (planqc · сопроцессор MAQCS · конец 2027, TRL 5 сегодня, цель — 6–7) R[161].
Стратегическое прочтение. На ионах это кодирование — наследие AQT, и глубину схем на нём ограничивает τ; на атомах это кубит на часовом переходе с лучшими вентилями, а главный приз — лазер часового класса на процессоре.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить атомную ветвь, если planqc до 2027-12-31 опубликует T₂ кубита на часовом переходе и точность CZ на аппаратуре MAQCS; если нет — понизить её до метрологии. Подтвердить ионную ветвь, если LYNX будет поставлен в Q4 2026 с попарными показателями двухкубитных вентилей. Открытые вопросы. (1) Какая ширина линии лазера довела бы T₂ у ⁴⁰Ca⁺ до предела 2.3 s? (2) Чем заданы 10–100 ms у planqc — решёткой, лазером или полем? (3) Какая доля распадов D₅/₂ даёт утечку, а какая — переворот? (4) Перейдёт ли AQT на сорт ионов для сверхтонкого кодирования или для omg? (5) Сможет ли один часовой лазер обслуживать 10³ узлов?
Литература
- [128] Alpine Quantum Technologies GmbH, “AQT Sets New European Industry Standard: Introducing the ‘LYNX’ Series with Record-Breaking Quantum Volume,” AQT, May 5, 2026. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
lynx-quantum-volume-record/ C - [161] planqc, “MAQCS takes shape as first quantum computing hardware arrives at LRZ,” Sep. 9, 2026. [Online]. Available: https://planqc.eu/
news/ Cmaqcs-takes-shape-as-first-quantum-computing-hardware-arrives-at-lrz - [247] M. Ivezic, “Planqc,” PostQuantum, May 22, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-computing-companies/ Pplanqc/ - [253] I. Pogorelov et al., “Compact Ion-Trap Quantum Computing Demonstrator,” PRX Quantum, vol. 2, no. 2, Art. no. 020343, Jun. 2021, doi: 10.1103/PRXQuantum.2.020343. arXiv:2101.11390. D
- [255] L. Postler et al., “Demonstration of fault-tolerant universal quantum gate operations,” Nature, vol. 605, pp. 675–680, 2022, doi: 10.1038/s41586-022-04721-1. arXiv:2111.12654. D
- [333] D. T. C. Allcock et al., “omg blueprint for trapped ion quantum computing with metastable states,” Appl. Phys. Lett., vol. 119, no. 21, Art. no. 214002, Nov. 2021, doi: 10.1063/5.0069544. arXiv:2109.01272. S
- [376] F. Schmidt-Kaler et al., “Realization of the Cirac–Zoller controlled-NOT quantum gate,” Nature, vol. 422, pp. 408–411, Mar. 2003, doi: 10.1038/nature01494. D
- [377] V. Letchumanan, M. A. Wilson, P. Gill, and A. G. Sinclair, “Lifetime measurement of the metastable 4d ²D₅/₂ state in ⁸⁸Sr⁺ using a single trapped ion,” Phys. Rev. A, vol. 72, Art. no. 012509, Jul. 2005, doi: 10.1103/PhysRevA.72.012509. D
- [378] M. A. Norcia et al., “Seconds-scale coherence on an optical clock transition in a tweezer array,” Science, vol. 366, p. 93, 2019. arXiv:1904.10934. D
- [379] I. S. Madjarov et al., “High-fidelity entanglement and detection of alkaline-earth Rydberg atoms,” Nat. Phys., vol. 16, pp. 857–861, May 2020, doi: 10.1038/s41567-020-0903-z. arXiv:2001.04455. D
- [380] N. Schine, A. W. Young, W. J. Eckner, M. J. Martin, and A. M. Kaufman, “Long-lived Bell states in an array of optical clock qubits,” Nat. Phys., vol. 18, pp. 1067–1073, Aug. 2022, doi: 10.1038/s41567-022-01678-w. arXiv:2111.14653. D
- [381] R. Finkelstein et al., “Universal quantum operations and ancilla-based read-out for tweezer clocks,” Nature, vol. 634, pp. 321–327, Oct. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-08005-8. D
- [382] Alpine Quantum Technologies, “19-inch rack-mounted quantum computer,” AQT. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
products/ Cibex-q1/ - [383] Alpine Quantum Technologies (AQT), “Quantum computer products built for performance,” AQT. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
products/ C
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
«Голый» физический кубит (без кодирования)
Подпространство {|0⟩,|1⟩} слабо ангармонического джозефсоновского осциллятора, используемое непосредственно как кубит, без надстройки в виде бозонной структуры, стирания (erasure) или асимметрии ошибок.
Вердикт. Выбор по умолчанию у всех магистральных поставщиков сверхпроводниковых кубитов по состоянию на 2026-09-04; его структурная цена — утечка (leakage) плюс симметричная модель ошибок, что ограничивает измеренную Λ значениями 1.4–2.1 там, где кодирования со стиранием дают в моделировании на порядок больше.
Λ — коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 — классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Использование двух нижних уровней джозефсоновской схемы напрямую в качестве кубита старо, как ящик куперовских пар (Nakamura, 1999); трансмон (Koch et al., 2007) сделал его выбором по умолчанию, купив нечувствительность к заряду ценой пониженной ангармоничности, — что и порождает проблему утечки.
Атрибуты: собственных характерных времён, считывания, подвижности, управления и технологии изготовления оно не добавляет — всё это принадлежит носителю.
Структура ошибок, как её видит код: симметричные ошибки Паули плюс утечка за пределы подпространства.
Физика и пределы
Определяющий масштаб — α ≈ −EC ≈ 2π × 200–300 MHz: он задаёт минимальное время вентиля и утечку на один вентиль, которую DRAG подавляет, но устранить не может. Повышение α оплачивается зарядовой дисперсией, растущей как exp(−√(8E_J/E_C)); именно этот размен здесь и является пределом. Утечка живёт там, где ошибка Паули не выживает: второй возбуждённый уровень переживает десятки циклов QEC при цикле Willow в 1.1 µs D[1], подавая декодеру коррелированные ложные синдромы. Отсюда выделенные механизмы удаления: полностью микроволновая схема USTC подавляет утечку в 72×, до остаточных 6.4(5)×10⁻⁴ после 40 циклов D[3]. Предел сдвигают декодирование с учётом утечки и более быстрый сброс многоуровневых состояний.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
Лучшее в классе — одна охарактеризованная пара IQM, CZ 99.93% на протяжении 40 h D[38]; типичное на масштабе — EPLG парка IBM 3.7×10⁻³, лучший показатель 1.9×10⁻³ D[34], и медиана 99.1% на 108-кубитной машине Rigetti C[36].
Подавление утечки в 72× и остаточная утечка 6.4(5)×10⁻⁴ получены на одном устройстве USTC и по состоянию на 2026-09-04 не воспроизведены; статья не называет процессор, и обозначение «Zuchongzhi 3.2» взято не из неё. Не опубликовано: показатель утечки для парка IBM, чей EPLG агрегирует все механизмы ошибок.
Производство, материалы и цепочка поставок
Собственного нет ничего: наследуются литография Nb/Al на пластинах 300 mm, разброс выхода годных и по одной линии возбуждения плюс одной линии считывания на кубит. В этом и состоит весь коммерческий аргумент: двухрельсовое стирание добавляет по рельсу и по проверке на кубит (384 ns, стирание 2.54×10⁻² D[85]), кошачьи коды — накачку и буферную моду. Стена по вводу-выводу принадлежит носителю: коаксиал на кубит, ~10³ кубитов на криостат. На уровне 10⁴–10⁶ это кодирование добавляет удаление утечки внутри каждого цикла 1.1 µs и требуемую для этого полосу декодера. Экспозиция по экспортному контролю — носителя (US EAR ECCN 3A901).
Роль в стеке
Кодирование слоя 2 по умолчанию на решётке трансмонов с перестраиваемыми элементами связи (IBM, Google, Rigetti, IQM, OQC, USTC/Zhejiang, Fujitsu). Его вытесняют двухрельсовое стирание или кошачье кодирование, когда поставщик меняет сложность управления на более дружественную структуру ошибок: Alice & Bob, AWS и D-Wave/Quantum Circuits это сделали, IBM и Google — нет. Цена поддаётся счёту: измеренные ошибки двухрельсовых вентилей дают в моделировании Λ ≈ 27 против 14 при 0.1% деполяризующего шума S[84], тогда как для этого кодирования измеряются 2.14 и 1.40(6) D[1], [3]. В производный такт оно не добавляет ничего: раунд остаётся 0.65 µs внутри измеренного цикла носителя 1.1 µs. Верификация: 72× — это одно невоспроизведённое устройство USTC, а утечка декларируется самими авторами при отсутствии межвендорного протокола.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| IBM | разработчик | США | Весь парк машин и дорожная карта Starling — на голых трансмонах | D[34] |
| разработчик | США | QEC на Willow и рекорд логической ошибки при d=7 | D[1] | |
| USTC | исследования | Китай | Подпороговый d=7 за счёт подавления утечки | D[3] |
Деньги.
2026-06-02 · IBM · инвестиционное обязательство · > $10 B в течение пяти лет · объявлено G[57]факт
2026-07-02 · IQM · листинг на Nasdaq и в Helsinki · денежные средства pro forma €337 M · закрыт C[58]факт
Рынок и цепочка поставок. Собственной цепочки поставок нет; концентрация лежит слоем ниже — в литографии Nb/Al и рефрижераторах растворения. Будучи бесплатным, оно и есть то, что покупает любой бюджет G1–G4 на этой архитектуре.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства по борьбе с утечкой в голом подпространстве по состоянию на 2026-09-04 не найдено; подсчёты PatSnap от 2026-06-30 не специфичны по кодированиям Pфакт.
Дорожные карты и послужной список. IBM (2025-06-10 · Starling, 200 логических / 10⁸ вентилей в 2029 · Nighthawk идёт по плану, Kookaburra сдвинулся на год факт). Google (2025 · долгоживущий логический кубит на уровне 10⁻⁶ · преемника Willow нет). Ни один из них не публикует целевого показателя по утечке.
Стратегическое прочтение. Его преимущество в том, что оно бесплатно, поэтому развилка проходит по распределению капитала: деньги, потраченные на переход к стиранию, не идут на масштабирование парка машин с голым кодированием. Если Λ останется около 2, кодирования со стиранием выиграют по числу физических кубитов на логический; иначе поле остаётся за действующими игроками.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к концу 2027: подавление утечки ≥ 50× в подпороговом коде вне USTC либо публикация утечки отдельной строкой в логическом бюджете ошибок какого-либо поставщика; иначе понизить это до утверждения об одном устройстве. В лучшем случае к 2029 г.: утечка опускается ниже предела по коррелированным событиям (≈10⁻¹⁰, ежечасные всплески на Willow D[1]); в худшем — Λ остаётся около 2, а число физических кубитов на логический — выше 10³. Что доминирует на 10⁴ кубитов: утечка или двухкубитная ошибка? Успеет ли удаление на уровне 10⁶? Перейдёт ли преобразование ошибок в стирания когда-нибудь в коммерческую плоскость?
Литература
- [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
- [3] T. He et al., “Experimental Quantum Error Correction below the Surface Code Threshold via All-Microwave Leakage Suppression,” Phys. Rev. Lett., vol. 135, no. 26, Art. no. 260601, Dec. 2025, doi: 10.1103/rqkg-dw31. D
- [34] IBM Quantum, “What's new at IBM Quantum - Q2 2026.” [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Dblog/ whats-new-q2-2026 - [36] Rigetti Computing, Inc., “Rigetti Announces General Availability of 108-Qubit System,” Apr. 7, 2026. [Online]. Available: https://investors.rigetti.com/
news-releases/ Cnews-release-details/ rigetti-announces-general-availability-108-qubit-system - [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
- [57] IBM Quantum, “Why IBM is investing $10 billion into quantum computing,” Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Gblog/ 10-billion-investment-faq - [58] IQM Quantum Computers, “IQM Quantum Computers Becomes First European Quantum Computing Company Listed on a Major U.S. Exchange,” Jul. 2, 2026. [Online]. Available: https://iqm.tech/
press-releases/ Ciqm-quantum-computers-becomes-first-european-quantum-computing-company-listed-on-a-major-u-s-exchange/ - [84] N. Mehta et al., “An entangling gate for dual-rail erasure qubits,” Nature, vol. 656, no. 8126, pp. 47–53, Aug. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10822-y. arXiv:2503.10935. S
- [85] J. S.-C. Hung et al., “Fast, High-Fidelity Erasure Detection of Dual-Rail Qubits with Symmetrically Coupled Readout,” arXiv:2604.16292, Apr. 2026. D
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Чисто обменное / синглет-триплетное спиновое кодирование
Один логический кубит в подпространстве полного спина трёх обменно-связанных спинов (чисто обменное кодирование) или двух спинов в градиенте поля (синглет-триплетное кодирование), управляемый исключительно импульсами напряжения в основной полосе частот (baseband), где утечка (leakage) — цена отказа от микроволнового управления.
Вердикт. Единственное спиновое кодирование, на котором коррекция ошибок работала без электроники реального времени при комнатной температуре; оно стоит трёх точек на кубит и канала утечки, а его ключевой результат по коду получен только для переворотов бита (bit-flip).
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Два или три спина в соседних точках кодируют один кубит в подпространстве с фиксированным полным спином, и каждый вентиль есть импульс гейзенберговского обмена — напряжение в основной полосе частот, но никогда не микроволновый тон. Основание — DiVincenzo, Bacon, Kempe, Burkard и Whaley, Nature 408, 339 (2000): одного лишь обмена достаточно для реализации любой схемы, поэтому локальное однокубитное возбуждение исчезает S[416]. Масштабированные демонстрации на трёх точках известны примерно с 2013 года. Атрибуты: сродство — полностью составное, противоположный полюс по отношению к «голому» спину; ошибка — утечка плюс когерентная ошибка обмена, собственной модальности управления или собственного производства нет.
Физика и пределы
Три спина натягивают восемь состояний, а кубит использует два, поэтому населённость утекает в мультиплет со спином 3/2, невидимый для декодера, работающего в паулиевском фрейме, если только эту утечку не преобразовать в детектируемую ошибку. Это и есть специфичный для кодирования пол: 0.015% на клиффорд при постоянно включённой двухобменной работе против среднего 0.029% при одиночном обмене D[417]. Взамен получается подпространство, свободное от декогеренции по отношению к однородному шуму поля, но обмен экспоненциально зависит от напряжения на барьере, так что зарядовый шум входит прямо в вентиль. Ни один из членов не доминирует: HRL относит примерно 80% своей ошибки CNOT к внешним факторам — управлению и калибровке D[190]. Работа в оптимальной рабочей точке, постоянно включённая импульсная накачка (1.9 против 2.7 импульса на клиффорд D[417]) и холодная калибровка сдвигают этот пол.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
Доминирующий член: внешнее управление и калибровка, затем утечка; лучший воспроизводимый CNOT 9×10⁻⁴ D[190].
При бенчмаркинге как единой системы, а не как набора закодированных кубитов, 48 спинов 54-точечного устройства HRL охватывают всё пространство с нулевым полным спином размерности C₂₄ ≈ 2⁴⁰ (число Каталана), включающее состояния, которые трёхспиновое кодирование считает утечкой; зеркальный рандомизированный бенчмаркинг даёт ошибку 3.2×10⁻⁴ на обменный импульс (2.2×10⁻⁴ по всему устройству по бенчмаркингу перекрёстной энтропии) с крио-КМОП-контроллером 4 K в контуре P[900]. Это ошибка на обменный импульс, а не ошибка двухкубитного вентиля: при 37 обменах на закодированный CNOT аддитивная оценка составляет около 1%. В этом пространстве нет локальных кубитов, и пока нет метода, который компилировал бы в нём программы или выполнял коррекцию ошибок P[900].
Показатель 0.2 W на кубит выведен из опубликованных HRL мощности контроллера и числа кубитов; статья не приводит масштабной оценки. Отнесение HRL ~80% ошибок к внешним причинам сделано самой компанией, и ни результат UCLA, ни результат HRL независимо не воспроизведены. Не опубликовано: двухкубитные точности для всех пар ни для одного устройства только на обмене.
Производство, материалы и цепочка поставок
Три точки на кубит — две в синглет-триплетном варианте — втрое увеличивают плотность стека затворов на одну логическую единицу в принимающем 300 mm техпроцессе, не требуя ни одного специфичного для кодирования шага. Выигрыш — в управлении: только основная полоса частот, ни микроволновых линий, ни микромагнитов, секвенсор внутри контроллера на 4 K, выполненного в серийном радиочастотном КМОП-техпроцессе 130 nm — 366 ЦАП, 296 линий, ≤3.5 W, никакой электроники реального времени при комнатной температуре D[190], — первый признак того, что управляющая стойка способна превратиться в холодную ASIC. Это же задаёт и стену: ≤3.5 W на 18 кубитов — это ≈0.2 W на кубит, поэтому 10³ кубитов потребуют сотен ватт при 4 K, на один-два порядка больше, чем даёт стандартная ступень импульсной трубы S[190]. Проблема масштабирования — мощность на кубит, а не число линий.
Роль в стеке
Требует носителя «квантовая точка, задаваемая затворами» из расчёта три точки на кубит, в архитектуре «спины на квантовых точках кремния и германия»; заменяет кодирование в одиночном спине — это и есть центральная развилка. Обменные импульсы длятся наносекунды, но на один клиффорд их уходит около двух, так что кодирование умножает число вентилей, а не их длительность; производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс по-прежнему задаётся считыванием и равен 8.5×10⁻⁶ s, из которых 6.3 µs — само считывание. Верификация: Λ₅/₃ = 4.7 и логическая ошибка 5.0×10⁻³ получены на повторяющем коде расстояния 5, только для переворотов бита, а не в подпороговой работе полноценного кода; точность (fidelity) 0.95 для [[4,2,2]] получена с постселекцией D[190]. 99.86% от UCLA — это слепой бенчмаркинг одного кубита, а не показатель по всему устройству D[417]; ни один из двух результатов не воспроизведён.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| HRL Laboratories | разработчик | США | 18 чисто обменных кубитов, контроллер на 4 K | D[190] |
| IBM | разработчик | США | Приобрела HRL; спиновой вехи в её дорожной карте нет | Cфакт |
| UCLA | исследования | США | Постоянно включённый двухобменный кубит | D[417] |
| Quantum Machines | поставщик | Израиль | Названный поставщик управляющего стека для HRL | Cфакт |
Деньги. 2026-06-02 · IBM · обязательство по квантовой программе · >$10 B за пять лет · объявлено Cфакт. 2026-08-26 · IBM · приобретение HRL завершено · сумма не раскрыта · закрыто Cфакт.
Рынок и цепочка поставок. Специфичной для этого кодирования цепочки поставок не существует; отличительный актив — криогенный контроллер HRL, ныне собственность IBM. Устранение генерации микроволн сокращает долю стоечных поставщиков в счёте — это единственное спиновое кодирование, угрожающее дуополии в управлении. Работает на G3.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Результат 2000 года об универсальности обмена — уровень техники с истёкшим сроком патентной охраны S[416]; покупка HRL со стороны IBM — самая отчётливая консолидация ИС, условия не раскрыты Cфакт. Датированного патентного семейства по этому кодированию в поименованной базе по состоянию на 4 сентября 2026 г. нет.
Дорожные карты и послужной список. IBM и HRL (2026-08-26 · приобретение завершено · датированной вехи по числу кубитов нет, спиновой записи ни в Starling 2029, ни в Blue Jay нет) Cфакт. Статья от июля 2026 г. — физическая демонстрация, а не обещание масштабирования.
Стратегическое прочтение. Если при масштабировании утечка удержится вблизи 10⁻⁴ на клиффорд, три точки на кубит откупают собой микроволновую подсистему и стойку целиком — системный выигрыш для IBM и для любой фабрики, печатающей плотные массивы. Если же кодирование в одиночном спине закроет калибровочный разрыв, эти накладные расходы окажутся чистой платой по площади, а стоечные поставщики сохранят свои позиции.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить или понизить в статусе за 12–24 месяца: вторая лаборатория, воспроизводящая результат на 18 кубитах; полноценный код ниже порога; датированная веха от IBM. В лучшем случае к 2029: IBM встраивает холодный секвенсор в устройство фабричного масштаба с безусловными характеристиками. В худшем случае: результат остаётся достоянием одной лаборатории. Открыто: (1) упадёт ли мощность контроллера на кубит на два порядка; (2) останется ли утечка неизменной по мере роста массивов; (3) станет ли постоянно включённая импульсная накачка стандартом.
Литература
- [190] Members of the HRL Quantum Team and Collaborators, “A digitally controlled silicon quantum processing unit,” arXiv:2604.16216, Apr. 2026. D
- [416] D. P. DiVincenzo, D. Bacon, J. Kempe, G. Burkard, and K. B. Whaley, “Universal quantum computation with the exchange interaction,” Nature, vol. 408, no. 6810, pp. 339–342, 2000, doi: 10.1038/35042541. arXiv:quant-ph/0005116. S
- [417] J. D. Broz, J. C. Hoke, E. Acuna, and J. R. Petta, “Demonstration of an always-on exchange-only spin qubit,” Nat. Commun., vol. 17, no. 1, Art. no. 4794, Apr. 2026, doi: 10.1038/s41467-026-70943-w. D
- [900] HRL Quantum Team and Microsoft collaborators, “Benchmarking exchange-only control of a 48-spin singlet manifold,” arXiv:2610.07393, Oct. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Аналоговый кубит основное–ридберговское состояние
Двухуровневый кубит, образованный основным состоянием атома |g⟩ и ридберговским состоянием |r⟩ и возбуждаемый глобально под гамильтонианом изингового типа: вычислительный базис аналоговых ридберговских симуляторов, а не код, подавляющий ошибки.
Вердикт. Его потолок — ограниченное излучением чёрного тела время жизни ридберговского состояния (~150 µs для Rb 70S при 300 K), но рабочее окно задаётся доплеровской и лазерно-фазовой дефазировкой (T2* ≈ 5–6 µs), которая ограничивает длительность программ Aquila величиной 4 µs. По состоянию на 2026-09-26 у него нет ни памяти, ни кода, а линейки вентильной модели обоих поставщиков используют вместо него сверхтонкий базис.
Ω = частота Раби; Δ = отстройка; C6 = коэффициент Ван-дер-Ваальса; Rb = радиус блокады; T2* = время дефазировки по Рамси; T2echo = время когерентности по спиновому эху; G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Кубит — это пара уровней внутри одного атома: |g⟩ в основном многообразии 5S1/2 и |r⟩ = |70S1/2⟩ в машине Aquila компании QuEra на Rb-87, достигаемое двухфотонным возбуждением 420 nm + 1013 nm через 6P3/2 C[262]. «Кодирование» здесь называет вычислительный базис аналоговой машины, а не код: программа — это гамильтониан, выход — узор из g и r. Линия начинается с 51-атомного симулятора изингового типа Harvard–MIT 2017 года D[384], соавтором которого был CEO QuEra Alexander Keesling C[262]; архитектурная статья Pasqal называет это аналоговым уровнем — «программированием гамильтоновых последовательностей» C[385]. Атрибуты: естественный носитель, ничего не изготавливается; нет ни собственного времени шага, ни собственной модальности управления, ни собственного размещения; ошибки потерь и когерентные ошибки.
Физика и пределы
Aquila реализует H(t) = (Ω/2)Σᵢ(e^{iφ}|gᵢ⟩⟨rᵢ| + h.c.) − ΔΣᵢnᵢ + Σ_{i<j} C6/|xᵢ−xⱼ|⁶ nᵢnⱼ, nᵢ = |rᵢ⟩⟨rᵢ|, где C6 = 5.42×10⁶ rad µm⁶ µs⁻¹ для 70S, |Ω| ≤ 15.8 rad/µs, |Δ| ≤ 125 rad/µs C[262]; Pulser использует то же соглашение для базиса «ground-rydberg» у Pasqal C[386]. Блокада запрещает два возбуждения в пределах Rb = (C6/Ω)^{1/6} ≈ 8.4 µm при полной амплитуде возбуждения S[262].
На |r⟩ действуют три предела. Распад: Rb 70S живёт 410 µs при 0 K, но 152 µs при 300 K (60S: 104 µs) S[387], причём на излучение чёрного тела приходится ~63% скорости распада — это потолок и одновременно канал потерь. Доплеровский сдвиг: для встречных пучков (k_eff ≈ 8.8 µm⁻¹) при 10 µK разброс отстройки σ ≈ 0.27 rad/µs даёт время спада рамсеевского сигнала до 1/e ≈ 5 µs S[262], что совпадает с измеренным T2* = 4.5(1) µs D[388]. Фазовый шум и рассеяние: эхо оставляет T2 = 32(6) µs; T1 = 51(6) µs складывается из времени жизни ридберговского состояния 146 µs и ~80 µs рассеяния через 6P3/2 D[388]. Сверхтонкое T2 = 12.6(1) s массива пинцетов на Cs D[138] здесь неприменимо: |r⟩ нельзя перенести на уровень хранения (shelving), поэтому памяти нет.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2017-07-13 | Программируемая модель изингового типа на 51 атоме с кубитами g–r | Harvard/MIT | D[384] |
| 2018-05 | Затухание осцилляций Раби g–r сведено к нескольким эффектам величиной в несколько процентов | группа Browaeys–Lahaye | D[389] |
| 2018-09 | T2* 4.5(1) µs, T2echo 32(6) µs, точность (fidelity) белловского состояния 0.97(3) | Harvard/MIT | D[388] |
| 2023-06-20 | Aquila: 256 позиций, T2* 5.8 µs, T2echo 11.4 µs, ограничение 4 µs | QuEra | C[262] |
| 2023-10-11 | Sr: точность белловского состояния g–r ≥0.9971 после исключения стираний (erasure) | Caltech | D[143] |
| 2024-10-21 | Разрыв струны в (2+1)D, массив-кагоме, квенч (quench) с локальной отстройкой | QuEra, Zoller, Lukin | D[226] |
Окно почти не сдвинулось: T2* вырос с 4.5 до 5.8 µs, а Aquila обрывает программы на 4 µs — «приблизительной временной шкале когерентной эволюции» C[262].
Производство, материалы и цепочка поставок
На этом слое ничего не изготавливается; изготовление относится к fab_optics. Требование спектральное: пара ридберговских лазеров рядом с пинцетами на 780 nm C[262], у которой когерентность задаёт фазовый шум, а не мощность; выигрыш 2018 года дали фильтрация опорным резонатором (FWHM ≈ 2π × 500 kHz) и инжекционная синхронизация (injection locking) D[388]. Холодный экран сдвинул бы 70S со 152 µs к 410 µs S[387]; реестр описывает коммерческие машины как работающие при комнатной температуре.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Aquila подаёт один глобальный набор Ω(t), Δ(t), φ(t) C[262], поэтому ввод-вывод возбуждения не растёт с числом атомов; локальная отстройка, первая ручка управления с разрешением по позициям, задала квенч в эксперименте по разрыву струны D[226] и обещана для Vela от Pasqal R[390]. Считывание — разрушающая регистрация флуоресценции на камере с асимметричным бюджетом ошибок: ридберговское состояние прочитано как основное 0.08, основное как ридберговское 0.01, ошибка заполнения 0.007 C[262], — поэтому населённости r занижаются S[262]. При менее чем 10 запусках (shots) в секунду C[262] 10⁴ запусков занимают больше четверти часа.
Роль в стеке
На архитектуре «Аналоговый симулятор на нейтральных атомах (ридберговские массивы, решёточные газы)» (atom_analog) технология занимает слот 2; слоты 7–9 (от кода до межсоединения) пусты. Она требует атома с ридберговским уровнем (alkali), даёт состояния «основное–ридберговское», которых требует g_rydanalog, и заменяется на enc_hf. Машины реестра: Aquila (основная, ✅), Fresnel / Fresnel 2 (основная, 🔎), Orion Alpha/Beta/Gamma (альтернативная, аналоговый режим на atom_rb, 🔎 выведено). Линии вентильной модели используют enc_hf: Gemini от QuEra — цифровая машина на 260 кубитов C[137]; вентильная работа Harvard–MIT кодирует в |F=1,mF=0⟩, |F=2,mF=0⟩ и заходит в 53S1/2 только во время вентилей D[391]; Pasqal возбуждает отдельный базис «digital» |g⟩,|h⟩ через рамановский канал C[386]. Запись журнала пробелов остаётся в силе: enc_hf не описывает аналоговые машины. Её размещение на atom_rb/atom_ae превратилось в atom_analog; у щёлочноземельного варианта D[143] нет машины в реестре.
Свидетельства — как измерены числа
Вентильные бенчмарки неприменимы; показатели — T2*, T2 по эху, затухание осцилляций Раби, когерентность блокированной пары и асимметрия считывания. Aquila публикует их все (Раби 7.5 µs, Раби блокированной пары 8.9 µs) C[262], ни один не перемерен независимо; за пределами классического моделирования программы проверяются по фазовым диаграммам D[226]. Оценки: Aquila ✅; Fresnel 🔎 — аннотация статьи подтверждает лишь разделение на аналоговый и цифровой режимы C[385]; Orion 🔎 — цитируемый блог не называет ни аналогового режима, ни кодирования C[390]; лучшее свидетельство — определение базиса в Pulser.
Страница продукта Gemini называет ⁸⁷Rb и цифровой режим, но не сверхтонкую пару; её отнесение к сверхтонкому кодированию опирается на статьи Harvard–MIT о вентилях. Аннотация о разрыве струны не называет Aquila; на неё указывает лишь авторство QuEra. Не опубликовано: ридберговский уровень, T2* и время эха для Fresnel и Orion у Pasqal — на страницах Pasqal; а в тексте об Aquila — геометрия пучков, принятая в оценке доплеровского эффекта, и подуровень F, mF состояния |g⟩ в аналоговом режиме.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно они делают с этой технологией | Свидетельства |
|---|---|---|---|---|
| QuEra Computing | разработчик | США | Aquila — машина g–r на 256 позиций с публичным бюджетом когерентности | C[262] |
| Pasqal | разработчик | Франция | Fresnel; базис «ground-rydberg» в Pulser | C[385]C[386] |
| Harvard/MIT (группа Lukin) | исследования | США | Происхождение симулятора g–r и анализ его когерентности | D[384]D[388] |
| Caltech (группа Endres) | исследования | США | Стронциевый кубит g–r с детектированием стираний | D[143] |
Деньги. По состоянию на 2026-09-26 нет ни одной датированной финансовой позиции, специфичной для кодирования «основное–ридберговское состояние».
Рынок и цепочка поставок. Два коммерческих участника, оба продают также машины вентильной модели; Pasqal перечисляет пять облаков-хостингов и пять площадок, режим не указан C[390]. Концентрация — в ридберговских лазерах и резонаторах. Работает на G1.
Интеллектуальная собственность и стандарты. По состоянию на 2026-09-26 стандарта для показателей аналоговых кубитов не найдено; общее соглашение о гамильтониане служит интерфейсом де-факто C[262]C[386].
Дорожные карты и послужной список. Pasqal (2026-01-29): Vela в 2026 году, более 256 кубитов с локальной отстройкой; измеримое квантовое преимущество до середины 2026 года R[390] — здесь не оценивается. Следующий продукт QuEra относится к вентильной модели C[137].
Стратегическое прочтение. Масштаб без поштучного управления кубитами, без кода и без хранения, ограниченный окном в несколько микросекунд. Если аналоговые результаты выдержат классическую проверку, кодирование сохранит нишу G1 как режим цифровых машин; если нет — оба поставщика уже продают сверхтонкую альтернативу.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если к 2027-12-31 коммерческая аналоговая машина опубликует T2 выше 20 µs; понизить, если Vela будет поставлена без показателей когерентности или если к 2027-06-30 не появится ни одного рецензируемого результата об аналоговом преимуществе. Открытые вопросы. (1) Почему время эха у Aquila составляет треть значения 2018 года? (2) Как T2 масштабируется с размером регистра? (3) Дойдут ли щёлочноземельные кубиты g–r с детектированием стираний до продукта? (4) На каком ридберговском уровне и с какой когерентностью работают Fresnel и Orion? (5) Смещает ли асимметрия считывания опубликованные фазовые диаграммы?
Литература
- [137] QuEra Computing Inc., “Gemini-Class Gate-Model Quantum Computer.” [Online]. Available: https://www.quera.com/
gemini C - [138] H. J. Manetsch, G. Nomura, E. Bataille, K. H. Leung, X. Lv, and M. Endres, “A tweezer array with 6100 highly coherent atomic qubits,” Nature, vol. 647, pp. 60–67, 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09641-4. arXiv:2403.12021. D
- [143] P. Scholl, A. L. Shaw, R. B.-S. Tsai, R. Finkelstein, J. Choi, and M. Endres, “Erasure conversion in a high-fidelity Rydberg quantum simulator,” Nature, vol. 622, p. 273, 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06516-4. arXiv:2305.03406. D
- [226] D. González-Cuadra et al., “Observation of string breaking on a (2 + 1)D Rydberg quantum simulator,” Nature, vol. 642, no. 8067, pp. 321–326, Jun. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09051-6. D
- [262] J. Wurtz et al., “Aquila: QuEra's 256-qubit neutral-atom quantum computer,” arXiv:2306.11727, Jun. 2023. C
- [384] H. Bernien et al., “Probing many-body dynamics on a 51-atom quantum simulator,” Nature, vol. 551, pp. 579–584, Nov. 2017, doi: 10.1038/nature24622. arXiv:1707.04344. D
- [385] L. Henriet et al., “Quantum computing with neutral atoms,” Quantum, vol. 4, Art. no. 327, Sep. 2020, doi: 10.22331/q-2020-09-21-327. arXiv:2006.12326. C
- [386] Pasqal (Pulser open-source project), “Conventions — Pulser 1.9.1 documentation,” Pulser documentation. [Online]. Available: https://pulser.readthedocs.io/
en/ Cstable/ conventions.html - [387] I. I. Beterov, I. I. Ryabtsev, D. B. Tretyakov, and V. M. Entin, “Quasiclassical calculations of blackbody-radiation-induced depopulation rates and effective lifetimes of Rydberg nS, nP, and nD alkali-metal atoms with n ≤ 80,” Phys. Rev. A, vol. 79, no. 5, Art. no. 052504, 2009, doi: 10.1103/PhysRevA.79.052504. arXiv:0810.0339. S
- [388] H. Levine et al., “High-fidelity control and entanglement of Rydberg-atom qubits,” Phys. Rev. Lett., vol. 121, no. 12, Art. no. 123603, Sep. 2018, doi: 10.1103/PhysRevLett.121.123603. arXiv:1806.04682. D
- [389] S. de Léséleuc, D. Barredo, V. Lienhard, A. Browaeys, and T. Lahaye, “Analysis of imperfections in the coherent optical excitation of single atoms to Rydberg states,” Phys. Rev. A, vol. 97, no. 5, Art. no. 053803, May 2018, doi: 10.1103/PhysRevA.97.053803. arXiv:1802.10424. D
- [390] L. Garbini, “Inside Pasqal's 2026 Vision on Quantum for Industry and Research,” Pasqal, Jan. 29, 2026. [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
blog/ Rinside-pasqals-2026-vision-on-quantum-for-industry-and-research/ - [391] S. J. Evered et al., “High-fidelity parallel entangling gates on a neutral-atom quantum computer,” Nature, vol. 622, no. 7982, pp. 268–272, Oct. 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06481-y. arXiv:2304.05420. D
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Кодирование в фермионной чётности (тетрон)
Один логический кубит в фермионной чётности четырёх майорановских мод на двух проводах; Z и X — чётности разных пар мод, обе нелокальные.
Вердикт. По состоянию на 4 сентября 2026 г. это не работающее кодирование — его X-канал живёт примерно в 1000 раз меньше, чем Z-канал; фальсифицируется как значимое для отказоустойчивости, если к 2028 году это отношение не опустится ниже 10×.
Λ = коэффициент подавления ошибки на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Четыре майорановские моды на двух проводах, соединённых сверхпроводящим хребтом, удерживают один кубит: Z — чётность пары мод одного провода, X — чётность пары, охватывающей оба провода, так что ни один из логических операторов не локален. Карциг с соавторами определили компоновки тетрона и гексона в 2017 году, с клиффордовскими операциями посредством измерений, а не плетения S[421]. С заявленной точностью (fidelity) считывалась только чётность Z-типа; X-измерение, которого требует это кодирование, — нет D[21].
a изготовлен (1.0) · b не вентиль · c считывания нет · d транспорта нет
e управления нет · f асимметричен, доминирует отравление · g наследует изготовление проводов
Физика и пределы
Защита — это длина и щель: расщепление чётности спадает экспоненциально по отношению длины к длине когерентности, отравление — по мере роста щели относительно температуры и плотности квазичастиц S[421]. Ни то, ни другое не опубликовано. Опубликовано другое: 12.4 ms на Z-петле против 14.5 µs на X-петле в одном приборе D[20]. Обе величины суть фермионные чётности, поэтому фактор ~1000× геометричен: X-петля охватывает оба провода и захватывает квазичастицы на большем сечении D[20]. Коду нужны сопоставимые скорости в обоих базисах, и это не полезная асимметрия: короткоживущий базис — как раз тот, который вентиль на основе измерений проецирует чаще всего. Сдвинуть этот пол означает увеличить щель (свинец заменил алюминий D[21]), обеспечить захват квазичастиц ловушками и уменьшить X-петлю.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2017 | Определены компоновки тетрона и гексона; клиффордовские операции только на измерениях | Microsoft | S[421] |
| 2025-07 | Z-петля 12.4 ms против X-петли 14.5 µs, один тетрон | Microsoft Quantum | D[20] |
| 2026-06 | Один провод одного тетрона в массиве; совместной чётности нет | Microsoft Quantum | D[21] |
Ни одно логическое состояние не приготовлено, ни одного X-измерения, ни времени когерентности, ни логической частоты ошибок для тетрона нет D[21].
Текст arXiv для [20] также приводит X ~4 µs и Z ~9.3 ms для других настроек — против 14.5 µs / 12.4 ms, приведённых выше. Тетронов не от Microsoft не существует. Не опубликовано: расщепление майорановских мод, отношение длины провода к длине когерентности или плотность квазичастиц ни для одного тетрона, поэтому заявленную защиту нельзя проверить численно; а также является ли асимметрия X/Z геометрической или внутренней.
Производство, материалы и цепочка поставок
Собственного процесса нет; кодирование фиксирует геометрию. Два провода, хребет и квантовые точки, замыкающие каждую петлю, стоят большей площади и большего числа операций, чем голый провод, а элементы связи X-петли — это ровно то, чего измерение только по Z позволяет избежать. Вывод на режим выполняется поприборно: радиочастотная методика 2026 года разрешает расщепление концевых состояний провода с точностью до µeV, чтобы массивные приборы вообще поддавались настройке D[21]. Ниже лежит собственная эпитаксия InAs–Pb, не воспроизведённая вне Microsoft; специфичной для неё категории экспортного контроля нет.
Роль в стеке
Архитектура: «Топологические — тетрон (майорановские)», где оно — основное кодирование. Оно требует двух проводов на кубит и поставляет ту логическую степень свободы, на которую действовал бы вентиль на основе измерений; больше его никто не потребляет, и такта оно не задаёт. Верификация односторонняя: телеграфная статистика на петлях чётности, никакой логической ошибки на цикл, никакого Λ, никакого независимого тетрона. Спор идёт глубже: Matters Arising Легга (2026-06-24) доказывает, что считывавшиеся в 2025 году области были разупорядоченными и бесщелевыми, что делает закодированный объект тривиальным, а не защищённым; ответ Microsoft, вышедший в тот же день, не уступает ничего D[22]. Кубит чётности от QuTech в связанных цепочках Китаева — альтернативное кодирование с ограниченной защитой, а не воспроизведение тетрона D[217].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что делают | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Microsoft Quantum | разработчик | США | Определили тетрон и владеют единственными данными по Z/X | D[20] |
| DARPA | инвестор | США | Финальная стадия US2QC Validation & Co-Design с 2025-02-06 | факт |
| QuTech | исследования | Нидерланды | Конкурирующее кодирование по чётности в связанных цепочках Китаева | D[217] |
| Nokia Bell Labs | исследования | США | Маршрут на анионах дробного квантового эффекта Холла, иное кодирование | Dфакт |
Деньги. 2025-02-06 · Microsoft · финальная стадия US2QC Validation & Co-Design · сумма не раскрыта · DARPA · объявлено факт. 2026-01-23 · Microsoft · Quantum Pioneers Program, QEC — одна из тем конкурса · ≤ USD 200 000 на заявку · объявлено Pфакт.
Рынок и цепочка поставок. Не продаётся ничего; кодирование потребляет провода и считывание и окупается только в G4, после того как появится X-измерение.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Компоновка тетрона — опубликованная родословная Microsoft S[421]; датированного числа патентов именно по ней по состоянию на 4 сентября 2026 г. нет.
Дорожные карты и послужной список. (тетрон как единица отказоустойчивости, обещан в 2017-м, переформулирован на 2029 год в 2026-м; статус на 4 сентября 2026 г.: ни X-измерения, ни логического кубита) C[215]. Девять лет от проекта до одного проводного измерения, без единой промежуточной вехи по отношению X/Z.
Стратегическое прочтение. Всякое топологическое утверждение выше по стеку опирается на это отношение. Если оно сомкнётся, производственное преимущество Microsoft превратится в код; если нет, тетрон уступит место более длинной цепочке Китаева, а стек проводов лишится своего оправдания. Риск — единственный поставщик и единственная конструкция.
Перспективы и открытые вопросы
Фальсифицируемо за 12–24 месяца: любое измерение чётности в X-базисе с заявленной ошибкой отнесения; отношение X/Z ниже 100×; совместное измерение по двум тетронам. Подтверждение — по первым двум пунктам; понижение до теории, если ничего не появится к концу 2027 года. В лучшем случае перепроектирование петли и увеличенная щель выводят X в миллисекунды; в худшем — отравление X-петли внутренне присуще, и конструкция забрасывается. Открытые вопросы: асимметрия геометрическая или внутренне присущая; строит ли кто-нибудь тетрон вне Microsoft.
Литература
- [20] M. Aghaee et al., “Distinct Lifetimes for X and Z Loop Measurements in a Majorana Tetron Device,” arXiv:2507.08795, Jul. 2025. D
- [21] M. Aghaee et al., “20 Second Parity Lifetime in an InAs–Pb Tetron Device,” arXiv:2606.03884, Jun. 2026. D
- [22] H. F. Legg, “On the robustness of topological gap detection via transport,” Nature, vol. 654, no. 8120, pp. E22–E26, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10567-8. arXiv:2503.08944. D
- [215] C. Nayak, “Majorana 2 – Microsoft's Scalable Quantum Processor With Reliable, Long-Lasting Qubits,” Microsoft Quantum. [Online]. Available: https://quantum.microsoft.com/
en-us/ Cinsights/ blogs/ majorana-2-scalable-quantum-processor - [217] F. Zatelli et al., “Majorana parity qubit in coupled minimal Kitaev chains,” arXiv:2607.09511, Jul. 2026. D
- [421] T. Karzig et al., “Scalable designs for quasiparticle-poisoning-protected topological quantum computation with Majorana zero modes,” Phys. Rev. B, vol. 95, no. 23, Art. no. 235305, Jun. 2017, doi: 10.1103/PhysRevB.95.235305. arXiv:1610.05289. S
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Time-bin / путевое фотонное кодирование
Фотонный двухрельсовый кубит во временных интервалах прихода или в волноводном пути; доминирующей ошибкой служат потери, и они сопровождаются оповещением (heralded) — это стирание (erasure) в известном месте, — а не скрытая ошибка.
Вердикт. Две половины разошлись: на кристалле победило кодирование по пути (PsiQuantum Omega), а time-bin выживает в волокне, поскольку задержка на кристалле обходится в 0.27 dB на ns. Если к 2028 году не появится логического кубита на слияниях (fusion), за ним останется роль кодирования для связи.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Один фотон, две ортогональные моды: два интервала времени прихода либо два волновода. Ничто непрерывное здесь не декогерирует, поэтому доминирующая ошибка — потеря, а потерянный фотон не даёт оповещающего сигнала и тем самым обнаруживается ровно там, где это произошло. Запутанность по временным интервалам пришла от Brendel, Gisin, Tittel и Zbinden в Женеве в 1999 году и создавалась под телекоммуникационное волокно D[418]; кодирование по пути — её потомок на кристалле, и Omega говорит об этом прямо: «кубит, кодированный по пути, с использованием фотона с оповещением и двухмодовых интерферометров» D[169]. Атрибуты: собственной мобильности нет, собственной модальности управления нет, собственного технологического маршрута нет; ошибки чистых потерь.
Физика и пределы
Пол задаётся бюджетом потерь, а не неточностью: каждый интерферометр, ответвитель и коммутатор отнимает амплитуду, и две половины этого узла платят за неё по-разному. Временной интервал в 1 ns требует ~0.15 m линии задержки на кристалле при групповом показателе преломления 2, что при измеренных PsiQuantum потерях в SiN 1.8 ± 0.2 dB/m D[169] обходится в ~0.27 dB — более половины бюджета ~0.5 dB на фотон, тогда как в волокне то же самое стоит ~0.04 mdB. Именно поэтому кристаллы кодируют по пути, а волокна — по временным интервалам: единым узлом это остаётся лишь в отвлечённом описании. Преимущество стирания (erasure) требует доверия к оповещающему сигналу: медианная эффективность интегральных детекторов в Omega равна 93.4% D[169], так что примерно одно событие с оповещением из пятнадцати есть непомеченная потеря, входящая в код как обычная ошибка.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2025-02 | Белловская точность слияния 99.22 ± 0.12%, между кристаллами 99.72 ± 0.04% | PsiQuantum | D[169] |
| 2025-02 | Потери в одномодовом SiN 1.8 ± 0.2 dB/m; интегральный сверхпроводниковый однофотонный детектор (SNSPD) 93.4% | PsiQuantum | D[169] |
| 2026-06-26 | Порог потерь для некодированного 6-кольца 0.38–0.82% | Löbl et al. | S[264] |
Логического кубита в этом кодировании не существует, а порог, которому оно обязано соответствовать, оспаривается: 2.7% на фотон для усиленного 6-кольца и 17.4% для состояния с кодированием {7,4} S[179] против 0.38–0.82% для некодированного S[264] — расхождение на порядок, никем не согласованное факт.
«Потери в волноводе 0.5 dB/m» в основном отчёте — это не показатель одномодового нитрида кремния Omega, равный 1.8 ± 0.2 dB/m факт. Пороги потерь для слияния 6-колец расходятся между источниками на порядок, и расхождение не устранено факт. Извлечение синдрома с объявленными потерями не продемонстрировано ни на одной платформе. Величина 0.27 dB на наносекунду задержки на кристалле выведена из опубликованных показателей потерь, а не измерена. Не опубликовано: используют ли развёртывания Toshiba 2025–26 гг. кодирование временными бинами; её публичные страницы этого не говорят [420].
Производство, материалы и цепочка поставок
Собственного технологического шага у него нет: кодирование едет на своём носителе — 300-mm нитриде кремния у PsiQuantum, квантовых точках III–V у Quandela, SiN-сетках у QuiX. Управление также унаследованное: отдельной линии возбуждения на кубит нет, но каждому интерферометру нужен фазовращатель, а каждому выходу — детектор, то есть тысячи криогенных каналов и их разветвление при 10³–10⁴ кубитах. Узкие места — поставщики детекторов (Single Quantum, ID Quantique, Photon Spot) и фабрики III–V и SiN Pфакт; применима позиция ECCN 4A906 факт.
Роль в стеке
Кодирование, лежащее в основании архитектуры в дискретных переменных на слияниях (PsiQuantum, Quandela, QuiX); ему требуется только источник одиночных фотонов, а единственный соперник там — двухрельсовое кодирование, основное на Omega от PsiQuantum и Carina от QuiX. Замена кодирования по пути на временные интервалы меняет требование фазовой стабильности интерферометров на потери в линии задержки, непозволительные на кристалле. Оно же ограничивает слияние сверху: пассивное линейно-оптическое белловское измерение над двухрельсовым кубитом успешно в 50% случаев и как минимум в 75% с незапутанными анциллами S[419]. Верификация: ни одна группа не выполнила цикл извлечения синдрома, в котором потеря с оповещением использовалась бы как флаг стирания, так что преимущество остаётся проектным доводом, а не измерением.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| PsiQuantum | разработчик | США | Кубиты с кодированием по пути на платформе Omega | D[169] |
| Quandela | разработчик | Франция | Фотонные QPU на источниках с квантовыми точками | Cфакт |
| QuiX Quantum | разработчик | Нидерланды | Ядро Carina поставлено в DLR, двухрельсовое кодирование | C[340] |
| Sparrow Quantum | поставщик | Дания | Единственный коммерческий поставщик источников одиночных фотонов | P[342] |
Деньги.
2025-04-10 · Sparrow Quantum · раунд серии A · EUR 21.5 M · ведущий инвестор не раскрыт · закрыт P[342]
2025-09-10 · PsiQuantum · раунд серии E · USD 1 B при оценке USD 7 B · BlackRock, Temasek · закрыт Cфакт
2026-07-22 · PsiQuantum · расширение DARPA QBI Stage C · USD 125 M · DARPA · объявлено Pфакт
Рынок и цепочка поставок. Sparrow — единственный коммерческий поставщик источников, отгружающий системную эффективность 20–35% против лабораторного рекорда 71.2% P[342], так что любая архитектура на слияниях платит налог на мультиплексирование, ставку которого задаёт выход годных одного-единственного поставщика. Окупается для G1/G2, служит субстратом G3–G4 для PsiQuantum и отдельно окупается в G6 через QKD.
Интеллектуальная собственность и стандарты. ORCA владеет патентом US 12,437,225 на линейно-оптические кодированные GHZ-измерения (выдан 2025-10-07) — единственное фотонное двухрельсовое семейство, которое обнаружил датированный поиск G[407]; стандарта со стороны вычислений не существует.
Дорожные карты и послужной список. PsiQuantum не опубликовала ни одного аппаратного результата со времён Omega, поэтому её прогресс за 2026 год читается только через V&V по линии DARPA Pфакт. QuiX обещала универсальную машину на 2026 год, а поставила ядро, а не машину C[340]. Quandela не выполнила веху первого логического кубита в 2025 году и по-прежнему целится в 50 к 2028-му R.
Стратегическое прочтение. Гонку слияний выигрывает тот, кто срежет потери на системном уровне, — а это, скорее всего, тот, кто контролирует эффективность детекторов и мультиплексирование источников, а не тот, кто проектирует само кодирование: кодирование бесплатно там, где его носитель — нет. Ту же физику монетизирует QKD, поэтому провал слияний оставляет на мели PsiQuantum и Quandela, но не QKD.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к 2027 году: аппаратный цикл извлечения синдрома, потребляющий потерю с оповещением как флаг стирания; без этого всё остаётся теорией. Лучший сценарий к 2029 году: небольшой логический кубит на слияниях; худший — коммерческая состоятельность только в QKD. Открытые вопросы: согласует ли кто-нибудь пороги 0.38% и 2.7%; сможет ли эффективность детекторов в масштабе достичь уровня, при котором оповещающему сигналу можно доверять.
Литература
- [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
- [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
- [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
- [340] QuiX Quantum, “QuiX Quantum Secures €15 Million to Deliver First-Generation Universal Photonic Quantum Computer,” Jul. 10, 2025. [Online]. Available: https://www.quixquantum.com/
news/ Cquix-quantum-series-a - [342] M. Abdel-Kareem, “Sparrow Quantum Secures €21.5M ($24M USD) in Series A Funding to Advance Photonic Quantum Chip Production,” Quantum Computing Report, Apr. 10, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
sparrow-quantum-secures-e21-5m-24m-usd-in-series-a-funding-to-advance-photonic-quantum-chip-production/ P - [407] ORCA Computing Limited, “Linear-optical encoded GHZ measurements and fault-tolerant quantum computation and communication,” Justia Patents, Oct. 7, 2025. [Online]. Available: https://patents.justia.com/
patent/ G12437225 - [418] J. Brendel, N. Gisin, W. Tittel, and H. Zbinden, “Pulsed Energy-Time Entangled Twin-Photon Source for Quantum Communication,” Phys. Rev. Lett., vol. 82, no. 12, pp. 2594–2597, Mar. 1999, doi: 10.1103/PhysRevLett.82.2594. arXiv:quant-ph/9809034. D
- [419] F. Ewert and P. van Loock, “3/4-Efficient Bell Measurement with Passive Linear Optics and Unentangled Ancillae,” Phys. Rev. Lett., vol. 113, no. 14, Art. no. 140403, Sep. 2014, doi: 10.1103/PhysRevLett.113.140403. arXiv:1403.4841. S
- [420] Toshiba Europe, “News Hub - The Latest Quantum Security News from Toshiba,” Toshiba Quantum Technology. [Online]. Available: https://www.toshiba.eu/
quantum/ Cnews/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
CZ через ридберговскую блокаду
Глобальные лазерные импульсы переводят соседние атомы в оптических пинцетах в ридберговское состояние, взаимодействие которого блокирует двойное возбуждение, давая детерминированный CZ за 270 ns.
Вердикт. Лучший запутывающий элемент по скорости среди естественных носителей; 99.854% без отбора по состоянию на апрель 2026 г., однако стандартная схема находится в пределах ~0.05% от собственного потолка, а её остаточная ошибка — потеря атома.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг расстояния кода; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей, принятые в отчёте (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Два атома на расстоянии ~2 µm друг от друга в оптических пинцетах возбуждаются на переходе «кубит — ридберговское состояние» одним лучом, накрывающим оба. Поскольку дважды возбуждённая пара отталкивается за счёт ван-дер-ваальсова сдвига V=C6/R6, много большего, чем накачка, двойное возбуждение выводится из резонанса, и пара приобретает фазу, определяемую тем, сколько атомов стартовало в связанном состоянии, — то есть вентиль управляемой фазы. Jaksch, Cirac, Zoller, Rolston, Côté и Lukin предложили это в 2000 г. D[427]; блокаду между двумя атомами наблюдали в 2009 г. (точность (fidelity) ~58%) P[140], а первые вентили и CNOT — в 2010 г. Levine с соавторами заменили трёхимпульсную адресуемую последовательность двухимпульсным глобальным времяоптимальным CZ в 2019 г. (97.4%) D[428] — именно эту форму до сих пор используют все ведущие группы, и именно поэтому вентилю не нужна отдельная управляющая линия на каждый кубит.
Атрибуты (граф технологий). a — сродство к носителю: полностью естественный; вентиль не добавляет к кубиту никаких искусственных структур. b — характерное время: 10-6.6 s ≈ 250 ns, детерминированное, а не с оповещением (heralded). c — считывание: здесь не задаётся; наследуется от узлов атома и регистрации флуоресценции. d — подвижность: связность обеспечивается физическим переносом атомов между зонами вентилей, а не фиксированными элементами связи. e — управление @ размещение: оптическое, целиком генерируемое при комнатной температуре. f — структура ошибки, как её видит код: потеря атома, утечка (leakage) из кубитного пространства, когерентный пере- или недоповорот. g — производство: оптика, а не литография.
Физика и пределы
Всё определяют три масштаба. Накачка Ω (Harvard: пик 2π×17 MHz, двухфотонная схема 420 + 1015 nm при промежуточной отстройке 7.8 GHz, Rb 53S1/2) фиксирует длительность вентиля на 270 ns D[134]D[4]; сдвиг блокады должен удовлетворять V≫ℏΩ, а остаточное двойное возбуждение стоит примерно (Ω/V)2. Время жизни ридберговского состояния (десятки µs при n≈53, ограничено чернотельным излучением) стоит времени пребывания в ридберговском состоянии, делённого на него. Увеличение Ω уменьшает распад и увеличивает утечку, поэтому оптимум пологий: обзор 2026 года суммирует спонтанное ридберговское излучение (0.05–0.1%), фазовый шум лазера (0.1–0.2%) и тепловое движение (~0.1%) и заключает, что стандартный CZ на блокаде имеет «физический предел 99.9%» в отсутствие новых механизмов вроде вентилей на фёрстеровском резонансе P[140].
Измеренный бюджет совпадает по форме, но не по главному виновнику. В апрельском результате Harvard 2026 года наибольший единичный член — это потеря атома, 0.087(5)% на вентиль, около 60% полной ошибки, при утечке на другие сверхтонкие уровни 0.008(1)% на атом на вентиль; остаток авторы относят на когерентность «основное — ридберговское состояние» (T2^), рассеяние на промежуточном состоянии и нежелательную связь с близлежащим ридберговским уровнем и прогнозируют 99.9–99.95% за счёт лучшего T2^, подавления этой связи и большей мощности лазера D[134]. Это делает вентиль структурно интересным: его доминирующий отказ детектируем — атома просто нет на изображении, — поэтому он превращается в стирание (erasure), а не в неизвестно где расположенную ошибку Паули. Постселекция по потерям поднимает те же данные с 99.854(4)% до 99.941(3)% D[134], а в архитектуре на 448 атомов >80% событий утечки — это потери атомов, используемые при декодировании как информация «суперпроверки» (supercheck) D[4]факт.
Что сдвигает нижний предел: однофотонное УФ-возбуждение, в котором нет промежуточного состояния для рассеяния, — путь Yb и Sr D[135]D[136]; спектрально чистые лазеры против фазового шума серво-выброса на частоте Ω; охлаждение до основного состояния против доплеровского уширения и разброса положения; и новая физика вентилей (фёрстеровский резонанс, модулированная нерезонансная накачка, циркулярные ридберговские состояния) P[140]. По состоянию на 3 сентября 2026 г. ни один из этих подходов не продемонстрирован выше 99.9% без отбора.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2009 | ~58% двухатомного запутывания через блокаду | Wisconsin (Saffman/Walker) | P[140] |
| 2019 | 97.4% CZ, двухимпульсная глобальная схема | Harvard/MIT (Levine) | D[428] |
| 2023 | 99.5% CZ, параллельно по всему массиву | Harvard/MIT/QuEra (Evered) | D[391] |
| 2024-07 | 99.71(5)% CZ, Sr, с поправкой на утечку | Caltech (Endres) | D[136] |
| 2024-11 | 99.72(3)% с постселекцией / 99.40(3)% без отбора, ядерный спин ¹⁷¹Yb | Atom Computing | D[135] |
| 2026-04 | 99.854(4)% без отбора / 99.941(3)% с постселекцией по потерям, стабильно 10 h | Harvard | D[134] |
| 2026 | 99.2% глобальный двухкубитный на продукте из 260 физических кубитов | QuEra Gemini | C[137] |
Вся суть — в разрыве между лучшим и типичным: рекорд получен примерно на 8 разреженно расположенных площадках вентилей при 20–30 Hz D[134], поставляемая цифра — 99.2% глобально на 260 кубитах C[137], крупнейший массив под отказоустойчивым управлением — 448 атомов D[4], а массивы на 6 100 и 11 000 атомов существуют, но без вентилей такой точности D[138]D[145].
Производство, материалы и цепочка поставок
Пластины здесь нет; производственная поверхность — это тракт лазеров и управления лучом. Двухфотонное возбуждение щелочных атомов требует источника 1013–1015 nm с волоконным усилением на десятки ватт плюс луча 420 nm с удвоением частоты; для Yb/Sr нужен один УФ-источник на ~300–320 nm; всем требуется подавление фазового шума вблизи частоты Раби, а также акустооптические дефлекторы (АОД) и пространственные модуляторы света (SLM) для размещения. Выход годных и однородность превращаются здесь в однородность интенсивности и фазы по массиву; десятичасовой прогон Harvard дрейфовал главным образом из-за мощности и наведения ридберговского лазера D[134]. Пул поставщиков узкополосных мощных лазеров, УФ-источников, АОД и SLM невелик — обычно называют TOPTICA, M Squared, Coherent, AA Opto-Electronic, Gooch & Housego, Hamamatsu, Meadowlark, — но ни одного датированного раскрытия закупки, связывающего конкретную установку с поставщиком, нет (см. «Открытые пункты верификации»). Экспортный контроль идёт через квантовые ограничения US BIS от сентября 2024 г. (ECCN 3A901 и смежные) и позиции по лазерам категории 6; какая из них применима к усилителю 10 W на 1013 nm, ни в одном найденном публичном разъяснении не определено.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Вентиль глобален: одна пара лучей запутывает сразу все блокированные пары, поэтому число управляющих линий на кубит масштабируется как O(1), а не O(N). Цена — оптическая мощность (удержание 2π×17 MHz на N атомах требует мощности, линейно растущей с N) и управление лучом: акустооптический дефлектор различает столько позиций, сколько даёт произведение его ВЧ-полосы на время пробега звука через пучок, и это же время ограничивает скорость перенаведения, а жидкокристаллические модуляторы сменяют кадр лишь с частотой в десятки герц. На 103 ничто не ломается; на 104 связывают мощность и наведение; на 106 требуются многоядерные оптические межсоединения, которые не продемонстрированы. Собственная латентность управления вентилем субмикросекундная, но сам вентиль находится внутри раунда, в котором доминирует транспорт между слоями вентилей ~0.8 ms при регистрации флуоресценции ~0.5 ms, что даёт измеренные раунды QEC длительностью ~1–4.5 ms D[4]S[31]; компенсирующая теория — трансверсальные вентили с коррелированным декодированием, удерживающие постоянное число раундов синдрома на один логический вентиль S[152].
Роль в стеке
Вентиль обслуживает обе архитектуры ридберговских массивов пинцетов — щелочную (Rb/Cs: Harvard/MIT, QuEra, Pasqal, Infleqtion, Google) и щёлочноземельную (Yb/Sr: Atom Computing/Microsoft, Princeton, Caltech). Ему требуются атом в оптическом пинцете плюс тракт лазеров и дефлекторов, а даёт он тот запутывающий канал, который потребляет любой код на атомах; замены внутри платформы при сопоставимой точности у него нет, так что цена переключения — это сама платформа. Естественный, а не искусственный носитель получает детерминированный субмикросекундный запутывающий элемент там, где ионы в ловушках платят 10–100 µs, — отсюда и то, что проблема такта у этой платформы живёт в регистрации флуоресценции и транспорте, а не в вентиле. Производный такт = сумма раунда синдрома (вентили 1×10⁻⁶ s, транспорт 8×10⁻⁴ s, однокубитные вентили 1×10⁻⁵ s, считывание 5×10⁻⁴ s) ≈ 1.3 ms на обеих архитектурах массивов пинцетов, и на вентиль приходится 0.08% этого. Соседние пустые слоты: неразрушающее считывание массива быстрее 100 µs и вентиль на блокаде, доминирующая ошибка которого не является потерей атома.
Свидетельства — как измерены числа
Рекорд 2026 года получен эхо-рандомизированным бенчмаркингом и симметричным стабилизаторным бенчмаркингом примерно на 8 разреженных площадках вентилей D[134]; Atom Computing использовала клиффордовский бенчмаркинг и RB в симметричном подпространстве с более чем 200 вентилями CZ на схему D[135]; Caltech построила теорию отклика точности и приводит 0.9971(5) с поправкой вниз на утечку D[136]. Чего эти протоколы не видят: постселекция по потерям убирает 60% ошибки, поэтому 99.941% — это не схемный показатель и его нельзя ставить против сырой сверхпроводниковой цифры; бенчмаркинг на разреженных площадках упускает перекрёстные помехи плотного массива и ошибку блокады со вторыми соседями; и ни один из них не измеряет вентиль внутри цикла транспорта и регистрации флуоресценции, где работают перезахват и нагрев. Противоречие: обзор от августа 2026 г. приводит в таблице CZ от USTC 2025 года с точностью 99.84% P[140], который не подтверждается ни одним первичным источником, поэтому настоящая справка использует 99.854(4)% от Harvard D[134]. Отметим также три разные конвенции за тремя ключевыми цифрами: у Atom Computing 99.72/99.40 — это с постселекцией и без отбора D[135], у Caltech — с поправкой на утечку D[136], у Harvard — без отбора плюс с постселекцией D[134].
Длительность вентиля 270 ns — значение из [4]; статья-рекорд за апрель 2026 г. даёт пиковую частоту Раби 2π×17 MHz, но длительности вентиля в ней не извлечь, поэтому обе величины отнесены к одной схеме. Не опубликовано: поставщик лазеров, АОД или SLM для какой-либо конкретной машины на нейтральных атомах в датированном раскрытии закупок — имена вендоров в разделе о производстве представляют обычный пул отрасли; решение экспортного контроля по мощным подсистемам ридберговских лазеров на 1013 nm (квантовые ECCN US BIS против позиций по лазерам категории 6); и дата доступности, площадка развёртывания и цена QuEra Gemini.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Harvard/MIT (Lukin, Greiner, Vuletić) | исследования | США | Держат рекорд по CZ и архитектуру на 448 атомов | D[134]D[4] |
| QuEra | разработчик | США | Коммерциализирует эту линию; Gemini поставляется с двухкубитными 99.2% | C[137]Cфакт |
| Atom Computing | разработчик | США | Ядерный спин ¹⁷¹Yb, однофотонное возбуждение; строит Magne | D[135]Cфакт |
| Microsoft | интегратор | США | Логический слой на оборудовании Atom; совместно продаёт Magne | Cфакт |
| Pasqal | разработчик | Франция | Массивы Rb, аналоговые и цифровые; листинг через SPAC в августе 2026 г. | Pфакт |
| Infleqtion | разработчик | США | Массивы Cs, логические кубиты с коррекцией потерь | Cфакт |
| Caltech (Endres) | исследования | США | Вентили на Sr, вырезание стираний, теория бенчмаркинга | D[136] |
| Princeton (Thompson) | исследования | США | Конверсия в стирание на метастабильном Yb для этого вентиля | D[142] |
| Google Quantum AI | разработчик | США | Направление нейтральных атомов, открытое под руководством Adam Kaufman | Cфакт |
| DARPA | финансирующая сторона | США | QBI Stage B включает Atom Computing и QuEra | факт |
| US Dept of Commerce | финансирующая сторона | США | Письма о намерениях CHIPS на $100 M для Atom Computing и Infleqtion | факт |
| QuNorth (EIFO + Novo Nordisk Fdn) | покупатель | Дания | Заказала Magne, 1 225 физических / 50 логических | Cфакт |
Деньги.
- 2025-07-17 · QuNorth · заказ (Magne, у Atom Computing/Microsoft) · €80 M · EIFO + Novo Nordisk Foundation · заказано Cфакт
- 2025-09-09 · QuEra · раунд финансирования · $230 M+ · Google, SoftBank Vision Fund 2, NVentures · закрыт Cфакт
- 2025-11-06 · Atom Computing, QuEra · DARPA QBI Stage B · до $15 M каждой · DARPA · отобраны факт
- 2026-02-17 · Infleqtion · IPO (NYSE: INFQ) · >$550 M брутто · SPAC · закрыт Cфакт
- 2026-03-24 · Google · программа аппаратуры на нейтральных атомах · сумма не раскрыта · внутренняя · объявлено Cфакт
- 2026-05-21 · Atom Computing, Infleqtion · письма о намерениях CHIPS · по $100 M каждой из $2.013 B на девять компаний · US Dept of Commerce · LOI, необязывающее факт
- 2026-06-16 · Atom Computing · раунд серии C плюс LOI · $100 M в капитал, накопленно >$300 M · Third Point · закрыт + LOI Cфакт
- 2026-08-28 · Pasqal · завершение SPAC (Nasdaq: PSQL) · ~$360 M денежными средствами; выручка 2025 г. €16.5 M · закрыто Pфакт
Рынок и цепочка поставок. Продаются системы, а не вентили: Magne оценивается в €80 M за 1 225 физических / 50 логических кубитов, то есть примерно €65 k за физический кубит Cфакт; Gemini упаковывает 260 физических кубитов с темпом 1 выстрел в секунду C[137]. Пул обеспечивающего оборудования — мощные усилители на 1013 nm, УФ-источники, АОД, SLM — достаточно узок, чтобы срок поставки одного вендора мог сдержать сборку машины, хотя он и разделяется с атомными часами и сенсорикой на холодных атомах. Сегодня за атомные массивы платят G1 (аналоговое моделирование) и G5 (оптимизация); обсуждаемая же здесь точность вентиля покупается почти исключительно ради G3 (ранняя отказоустойчивость) и — через Magne и Libra — ради G4. У G6 (сетевые задачи) нет продемонстрированной фотонной связи «атом — атом» на этом масштабе.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного счёта патентных семейств из поименованной базы данных по ИС на ридберговские вентили найти не удалось, поэтому он и не утверждается. Открытые стеки: Bloqade у QuEra, Pulser у Pasqal, Superstaq у Infleqtion, причём AWS Braket назван каналом поставки системы QuEra 2028 года Cфакт; по состоянию на 3 сентября 2026 г. ни стандарта уровня вентиля, ни консорциума, специфичного для ридберговского CZ, не существует.
Дорожные карты и послужной список. QuEra (обещано 2024-01 · 100 логических кубитов в 2026 г. · не поставлено; заменено в 2026-06 на Libra, >256 логических в 2028 г. — сдвиг на два года) Cфакт. Atom Computing/Microsoft (обещано 2025-07 · Magne, 50 логических, на рубеже 2026/27 гг. · по состоянию на 3 сентября 2026 г. идёт установка) Cфакт. Pasqal (обещано 2024-03 · 10 000 физических в 2026 г. · сдвинуто на 2028 г.; 100 логических в 2029 г.) Cфакт. Infleqtion (обещано 2025 · 30 логических в 2026 г. · на 3 сентября 2026 г. не верифицировано) C[150]. Суждение: аппаратные заявления Harvard/MIT пережили воспроизведение и наиболее достоверны; у Atom Computing есть заказчик, цена и дата поставки — самое сильное коммерческое обязательство здесь; QuEra и Pasqal сдвинули каждая по ключевой цифре на два года, так что их даты 2028–29 гг. читаются как намерения.
Стратегическое прочтение. Если точность без отбора перевалит за 99.9%, а потери останутся преобразуемыми в стирания, нейтральные атомы дойдут до отказоустойчивости без проблемы разводки: выиграют вендоры платформ и поставщики лазеров, а аргумент сверхпроводникового лагеря, что масштабируется только криогенная интеграция, будет проигран. Если же всё застрянет на 99.85%, миллисекундный цикл оставит атомы платформой аналогового моделирования и оптимизации, а отказоустойчивость заберут ионы и сверхпроводники. Угрозы замещения внутри платформы нет — этот вентиль использует каждая компания на нейтральных атомах, — из-за чего потолок становится отраслевым риском, а не риском отдельной компании, и даёт этим поставщикам лазеров больше переговорной силы, чем следует из их выручки.
Перспективы и открытые вопросы
Вехи подтверждения/понижения на 12–24 месяца: (1) сырой CZ ≥99.9% в плотном массиве к 2027-09 подтверждает, что потолок из обзора был инженерным, а не физическим; провал понижает вентиль до насыщенного; (2) приёмка Magne в QuNorth с 50 логическими кубитами к середине 2027 г.; (3) прогон памяти ниже порога на >50 раундов с непрерывной дозагрузкой, показывающий Λ>2 — 90-раундовый прогон торического кода Atom/Microsoft потерял подавление, как только дозагрузка была учтена D[148]; (4) точность CZ, измеренная внутри цикла QEC с транспортом и регистрацией флуоресценции. В лучшем случае к 2029 г.: 99.95% без отбора, потери, преобразованные в стирания, машины класса Libra на 256 логических кубитов в облачном канале. В худшем случае: 99.85% без отбора сохраняется, миллисекундный цикл остаётся, атомы удерживают G1/G5 и уступают G3/G4.
Открытые вопросы. Масштабируется ли канал потерь с плотностью массива и транспортом — или 0.087% на вентиль есть предел, задаваемый глубиной ловушки? Способно ли однофотонное УФ-возбуждение вернуть членам фазового шума и рассеяния приемлемые значения без новых потерь, индуцированных УФ? Реальна ли физика фёрстеровского резонанса или модулированной накачки выше 99.9%? Переживает ли преобразование в стирания переход на схемный уровень, где декодер должен локализовать потери в пределах бюджета 1 ms? Следить за рекордом без постселекции и за тем, опубликует ли атомное направление Google вентиль до 2027 г.
Литература
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. D
- [31] H. Zhou et al., “Resource Analysis of Low-Overhead Transversal Architectures for Reconfigurable Atom Arrays,” Proc. 52nd Annu. Int. Symp. Comput. Archit. (ISCA), 2025, doi: 10.1145/3695053.3731039. arXiv:2505.15907. S
- [134] S. J. Evered et al., “High-fidelity entangling gates and nonlocal circuits with neutral atoms,” arXiv:2604.25987, Apr. 2026. D
- [135] J. A. Muniz et al., “High-fidelity universal gates in the ¹⁷¹Yb ground state nuclear spin qubit,” arXiv:2411.11708, Nov. 2024. D
- [136] R. B.-S. Tsai, X. Sun, A. L. Shaw, R. Finkelstein, and M. Endres, “Benchmarking and linear response modeling of high-fidelity Rydberg gates,” arXiv:2407.20184, Jul. 2024. D
- [137] QuEra Computing Inc., “Gemini-Class Gate-Model Quantum Computer.” [Online]. Available: https://www.quera.com/
gemini C - [138] H. J. Manetsch, G. Nomura, E. Bataille, K. H. Leung, X. Lv, and M. Endres, “A tweezer array with 6100 highly coherent atomic qubits,” Nature, vol. 647, pp. 60–67, 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09641-4. arXiv:2403.12021. D
- [140] J. Wang, Z. Wang, L. Li, F. Wang, S. Liang, and K. Yan, “Neutral Atom Quantum Computing: Principles, Routes, Progress, and Challenges,” arXiv:2608.05010, Aug. 2026. P
- [142] B. Zhang et al., “Logical qubits with erasure conversion using metastable neutral atoms,” Nat. Phys., vol. 22, no. 6, pp. 910–916, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03309-0. arXiv:2506.13724. D
- [145] Y. Wang et al., “Trapping 11,000 Atoms in a Tweezer Array Generated by a Single Metasurface,” arXiv:2606.02715, Jun. 2026. D
- [148] Atom Computing and Collaborators, “Quantum error correction with the toric code,” arXiv:2606.04079, Jun. 2026. D
- [150] L. Roady, “Infleqtion Unveils New Architecture to Accelerate Its Quantum Computing Roadmap To Achieve 1000 Logical Qubits by 2030,” Infleqtion, Sep. 17, 2025. [Online]. Available: https://infleqtion.com/
infleqtion-unveils-new-architecture-to-accelerate-its-quantum-computing-roadmap-to-achieve-1000-logical-qubits-by-2030/ C - [152] H. Zhou et al., “Low-Overhead Transversal Fault Tolerance for Universal Quantum Computation,” Nature, vol. 646, no. 8084, pp. 303–308, 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09543-5. arXiv:2406.17653. S
- [391] S. J. Evered et al., “High-fidelity parallel entangling gates on a neutral-atom quantum computer,” Nature, vol. 622, no. 7982, pp. 268–272, Oct. 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06481-y. arXiv:2304.05420. D
- [427] D. Jaksch et al., “Fast Quantum Gates for Neutral Atoms,” Phys. Rev. Lett., vol. 85, no. 10, pp. 2208–2211, Sep. 2000, doi: 10.1103/PhysRevLett.85.2208. arXiv:quant-ph/0004038. D
- [428] H. Levine et al., “Parallel Implementation of High-Fidelity Multiqubit Gates with Neutral Atoms,” Phys. Rev. Lett., vol. 123, no. 17, Art. no. 170503, Oct. 2019, doi: 10.1103/PhysRevLett.123.170503. arXiv:1908.06101. D
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Электронный СВЧ-вентиль (ионы, без лазера: ближнее поле или статический градиент)
Токи в микроизготовленном чипе ловушки запутывают ионы через градиенты СВЧ-поля, без лазера и без охлаждения в основное состояние.
Вердикт. Держит наивысшую измеренную на любой модальности двухкубитную точность (ошибка 8.4×10⁻⁵), но только на чипах с ≤10 кубитами; понизить, если к концу 2027 г. ни одно устройство на ≥50 кубитов не опубликует время вентиля, нагрев и перекрёстные помехи.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (стадия A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей отчёта (см. Участники и экономика).
Сущность и происхождение
Запутывающий вентиль на ионных кубитах сверхтонкой структуры, управляемый исключительно токами в чипе ловушки. Переменные токи в электродах, отстоящих от иона на десятки микрометров, создают СВЧ-поле, у которого со спином и общей колебательной модой связан градиент, а не амплитуда; зависящая от состояния сила замыкает петлю в фазовом пространстве и наносит геометрическую фазу — так же, как в вентиле Мёльмера–Соренсена, — а поле с частотой ~10 GHz заменяет два лазерных луча. Продемонстрирован в NIST Boulder в 2011 г. (76(3)%, однокубитные импульсы 20 ns) D[444], доведён до практически полезной точности (fidelity) в Oxford в 2016 г. на динамически развязанных кубитах на часовом переходе ⁴³Ca⁺ D[445], промышленно освоен компанией Oxford Ionics — спин-оффом этой группы (Ballance/Harty), с 2025 г. входящим в IonQ, — под названием Electronic Qubit Control C[446]. Параллельная линия — Sussex (Hensinger), его спин-офф Universal Quantum и MAGIC компании eleQtron — использует глобальные СВЧ-поля на фоне статического градиента P[328], [447]; рекорды держит рассматриваемый здесь ближнепольный вариант.
Атрибуты (граф технологий):
- Сродство к носителю: полностью естественное — кубитом служит атомарный ион; изготавливается только ловушка.
- Характерное время: 2×10⁻⁴ s на запутывающую операцию, детерминированная, без оповещения (heralded).
- Считывание: данным узлом не определяется; наследуется флуоресцентная регистрация иона-носителя.
- Подвижность: общая колебательная шина внутри зоны, ионы транспортируются между зонами.
- Модальность и размещение управления: СВЧ, источники при комнатной температуре.
- Структура ошибок с точки зрения кода: паулиевская плюс когерентная составляющая.
- Производство: микроизготовленная планарная ловушка с заглублёнными токоведущими дорожками.
Физика и пределы
Темп вентиля задаётся СВЧ-градиентом в точке иона и параметром Лэмба–Дике; обе величины геометрические. Уменьшение расстояния ион–электрод вдвое примерно удваивает градиент, но резко повышает аномальный нагрев (поверхностный шум близок к d⁻⁴), так что скорость покупается ценой колебательной декогеренции — отсюда длительности 120–226 µs, а не субмикросекундные. Здесь отсутствует предел, связанный с рассеянием фотонов, — доминирующая фундаментальная ошибка лазерных вентилей, — и именно поэтому достижимый потолок выше D[102].
Взамен появляются переменный зеемановский сдвиг от неградиентной составляющей поля, шум магнитного поля и остаточная спин-колебательная запутанность при конечной температуре. С первыми двумя борются кубитами на часовом переходе и динамической развязкой D[445]; третья ограничивала всё вплоть до «гладкого вентиля» (smooth gate) 2025 г., в котором расстройка вентиля плавно изменяется во времени, адиабатически устраняя спин-колебательную запутанность и допуская горячую моду: он работал при среднем числе фононов n̄ = 9.4(3), выше доплеровского предела, а при ещё более высокой температуре давал ошибку ≲5×10⁻⁴ D[102]. Остаточная ошибка в значительной мере когерентна — неточно откалиброванные фаза и амплитуда градиента, — и код видит её как коррелированный, а не деполяризующий шум, поэтому логические экстраполяции, предполагающие паулиевский шум, оптимистичны. Дальнейшее снижение этого предела требует меньшего шума поверхности ловушки и лучшей стабильности амплитуды и фазы СВЧ, а не новой физики.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее продемонстрированное: двухкубитная ошибка 8.4(7)×10⁻⁵ (2025-10) на лабораторном чипе D[102]. Типичное на масштабе: ни одной вентильной цифры выше десяти кубитов не опубликовано — устройство 2024 г., давшее двухкубитную точность 99.97(1)% и однокубитную 99.99916(7)%, представляет собой семизонный чип, управляющий не более чем десятью кубитами D[257], а 30-ионная JION от eleQtron, развёрнутая 2026-09-03, вышла без указания точности вентиля. Этот разрыв — самый важный факт об этом узле.
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2011 | Первый ближнепольный СВЧ двухкубитный вентиль, 76(3)% | NIST Boulder (Ospelkaus, Leibfried, Wineland) | D[444] |
| 2016 | 99.7(1)% двухкубитный, кубиты на часовом переходе ⁴³Ca⁺, динамическая развязка | Oxford (Harty, Lucas) | D[445] |
| 2024-07 | 99.97(1)% двухкубитный, 99.99916(7)% однокубитный, семизонный чип, ≤10 кубитов | Oxford Ionics | D[257] |
| 2024-12 | Однокубитная ошибка 1.5(4)×10⁻⁷ на клиффорд, СВЧ-резонатор, интегрированный на чипе | Oxford (группа Lucas) | D[103] |
| 2025-10 | Двухкубитная ошибка 8.4(7)×10⁻⁵ при n̄ = 9.4(3), без охлаждения в основное состояние | Oxford Ionics / IonQ | D[102] |
Доминирующие вклады сегодня: зависящая от температуры остаточная спин-колебательная запутанность и когерентная ошибка управления. Ключевая цифра — оценка по рандомизированному бенчмаркингу с учётом утечки (leakage) из подпространства, а не по томографии D[102]. Длительность вентиля составляет 225.8 µs в 2025 г. и ≈120 µs (два импульса по 60 µs) в 2024 г. D[102], [257].
Производство, материалы и цепочка поставок
Ловушка — это чип с поверхностными электродами, заглублёнными токоведущими дорожками и локальными подстроечными электродами, изготавливаемый по стандартному полупроводниковому процессу; формулировка IonQ состоит в том, что управление живёт на «классических полупроводниковых чипах», выпускаемых на «существующих полупроводниковых фабриках» C[446]. Теперь это утверждение подкреплено вертикальной интеграцией: IonQ закрыла приобретение SkyWater Technology (~$1.8 B, объявлено 2026-01-26, закрыто 2026-07-31) Cфакт[19], получив собственную доверенную 200-mm фабрику в США вместо отношений с внешним подрядчиком. Названное слабое место — корпусирование: Oxford Ionics использует Bay Photonics для электрического, фотонного и электростатически экранированного корпусирования ловушечных устройств высокой плотности C[448]. Ни один участник не опубликовал цифр по выходу годных, однородности, плотности дефектов или стоимости в расчёте на кубит по состоянию на 3 сентября 2026 г. Экспортная уязвимость проходит через промежуточное окончательное правило BIS США от 2024-09-06, создавшее ECCN 4A906 для квантовых компьютеров (нижняя граница 34 кубита с градацией по уровню ошибок) плюс 3A904/3B904 для обеспечивающего оборудования факт[301]: система на электронных вентилях с ≥34 кубитами, удовлетворяющая порогам по ошибкам, попадает под него, а схема «разработка в Великобритании / материнская компания в США» превращает лицензирование в проектное ограничение.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Машина на лазерных вентилях сопоставимого замаха требует множества длин волн и позонной оптической адресации — Helios использует не менее семи лазерных длин волн и 1 228 электродов D[97]. Электронный вентиль устраняет вентильные лазеры, оставляя свет только для охлаждения, подготовки состояния и считывания, и подставляет вместо них СВЧ-источники комнатной температуры плюс драйверы электродов постоянного тока. Ввод-вывод в расчёте на кубит превращается в задачу смешанного сигнала на ASIC — когерентные СВЧ-каналы и множество линий постоянного тока, — то есть в привычное упражнение по масштабированию, а не в оптическое.
Стена смещается, но не исчезает. На 10³ кубитах это число независимых СВЧ-каналов и их фазовая когерентность, поскольку ошибки амплитуды и фазы — ведущий когерентный вклад. На 10⁴ это разводка токоведущих дорожек с тепловыделением на чипе и перекрёстными помехами между зонами; ни один участник не опубликовал цифр по перекрёстным помехам или нагреву для 2D-массива. На 10⁶ в открытых источниках нет ничего, что связывало бы этот вентиль с продемонстрированной 2D-ловушкой. Требования к задержке контура управления умеренные — достаточно синдромных циклов миллисекундного класса.
Роль в стеке
Узел лежит на архитектуре «Ионы в ловушках — электронное управление кубитами (СВЧ / РЧ вентили)» (IonQ/Oxford Ionics, eleQtron, QUDORA) как её основной вентиль и служит альтернативным вентилем на архитектуре «Ионы в ловушках — QCCD (перемещение между зонами)» (Universal Quantum). Он требует атома в ловушкерного иона в качестве носителя и интегрированного на чипе СВЧ-управления в качестве источника сигнала; вниз по стеку он не даёт ничего, чего не даёт лазерный вентиль, и напрямую заменяет лазерный вентиль Мёльмера–Соренсена. Цена перехода односторонняя: заглублённые дорожки и геометрия электродов проектируются совместно с вентилем, поэтому машина на электронных вентилях не может откатиться к лазерам, тогда как лазерная машина в принципе может добавить СВЧ-электроды. Здесь естественный, а не искусственный носитель управляется чисто электронными средствами: полупроводниковая цепочка поставок, приводящая в действие атомарный кубит. Вклад в производный такт: 2.3×10⁻⁴ s на запутывающий вентиль. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс для данной архитектуры ≈1.5×10⁻³ s, из которых 1.4 ms — слои вентилей; на многозонной машине вместо этого доминирует транспорт (Helios ~55 ms на слой полной ширины D[97]), так что преимущество вентиля по скорости на продуктовом масштабе незаметно. Соседний пустой слот — криогенная версия: нигде в публикациях электронные вентили не соединены с криогенной ловушкой, а именно там был бы выигран размен «нагрев против градиента».
Свидетельства — как измерены числа
Ключевые 8.4(7)×10⁻⁵ получены из рандомизированного бенчмаркинга с учётом утечки (leakage) из подпространства при доплеровской температуре, а не из томографии и не из чередующегося (interleaved) RB относительно независимого эталона D[102]. Двухкубитный RB твёрлингом сводит когерентные ошибки к эффективной скорости деполяризации, занижая когерентный остаток, и ничего не говорит о перекрёстных помехах на ионы-наблюдатели — а именно этот вклад решит вопрос производительности на масштабе. Ни одна независимая группа не воспроизвела электронный вентиль выше 99.9%: результаты Oxford 2016 г. D[445] и NIST 2011 г. D[444] — единственные зафиксированные ближнепольные СВЧ-вентили вне Oxford Ionics, а ни eleQtron, ни Universal Quantum не опубликовали сопоставимой точности по состоянию на 3 сентября 2026 г. Корпоративная формулировка «точность двухкубитного вентиля 99.99%» C[446] округляет 1 − 8.4(7)×10⁻⁵ из препринта — непротиворечиво, но без доверительного интервала и без указания ширины.
Длительность вентиля 225.8 µs для рекорда 2025 г. не указана в аннотации arXiv:2510.17286. Не опубликовано: патентное семейство или число патентов по Electronic Qubit Control компании Oxford Ionics / IonQ; какая-либо поставка или веха по контракту Universal Quantum с DLR на €67 M (четырёхлетний срок с 2022-11) на 2026-09-03; сорт иона, число кубитов, точность и время вентиля у eleQtron, чья MAGIC описана только качественно; сумма награды Innovate UK / DSIT по программе Quantum Missions Pilot для Oxford Ionics; и какие-либо цифры по перекрёстным помехам, скорости нагрева или тепловыделению на чипе для ловушки с электронными вентилями.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| IonQ | разработчик | США | Владеет Oxford Ionics и её линией Electronic Qubit Control; держит рекорд по вентилю | D[102] C[446] |
| Oxford Ionics | разработчик | Великобритания | Проектирует чипы ловушек и провела оба рекордных эксперимента | D[102], [257] |
| eleQtron | разработчик | Германия | MAGIC — управление ионами СВЧ-полем на статическом градиенте; раунд серии A на €57 M, портфель заказов >€54 M | Pфакт[129], [447] |
| Universal Quantum | разработчик | Великобритания | Спин-офф Sussex; модульные СВЧ-машины по контракту с государством Германии | P[328] |
| University of Oxford | исследования | Великобритания | Группа Lucas: однокубитная ошибка 1.5(4)×10⁻⁷ с интегрированным на чипе СВЧ-резонатором | D[103] |
| NIST Boulder | исследования | США | Создал ближнепольный СВЧ-вентиль в 2011 г. | D[444] |
| NQCC | пользователь | Великобритания | Размещает систему «Quartet» от Oxford Ionics; модернизация до 2D-ловушки | C[448] |
| Innovate UK | грантодатель | Великобритания | Награда Quantum Missions Pilot на модернизацию до 2D-ловушки, сумма не раскрыта | C[448] |
| SkyWater Technology | поставщик | США | 200-mm фабрика в США, приобретена IonQ для изготовления чипов ловушек собственными силами | Cфакт[19] |
| Bay Photonics | поставщик | Великобритания | Корпусирование ловушечных устройств высокой плотности | C[448] |
| DARPA | оценивающая сторона | США | QBI: Oxford Ionics на стадии A, IonQ переведена на стадию B | факт[243] факт[65] |
Деньги.
- 2022-11-02 · Universal Quantum · контракт · €67 M · German Aerospace Center (DLR); две машины за четыре года, многочиповая система до 100 кубитов · — · объявлено P[328]
- 2025-03-11 · Oxford Ionics · программная награда (Quantum Missions Pilot, «Q-Surge») · не раскрыта · DSIT и Innovate UK · — · объявлено C[448]
- 2025-04-03 · Oxford Ionics · отбор в стадию A DARPA QBI · — · DARPA · — · отобрана факт[243]
- 2025-09-17 · IonQ · M&A, Oxford Ionics (объявлено 2025-06-09) · $1.075 B · — · — · закрыто Cфакт[18]
- 2025-10-12 · IonQ · размещение акций · $2.0 B по $93/акцию, после $1.0 B 2025-07-08 · — · денежные средства $3.0 B · закрыто Cфакт[326]
- 2025-11-06 · IonQ · отбор в стадию B DARPA QBI, до $15 M на участника · — · DARPA · — · отобрана факт[65]
- 2026-04-27 · Quantum Art · расширение раунда серии A · $140 M, со $100 M от 2025-12-10 · — · — · закрыто Pфакт[125]
- 2026-05-05 · eleQtron · раунд серии A · €57 M · ведущий инвестор Schwarz Digits, с EIC Fund, Earlybird, Ankaa Ventures, Precitec, NRW.BANK · портфель заказов >€54 M · закрыто Pфакт[129], [447]
- 2026-07-31 · IonQ · M&A, SkyWater (объявлено 2026-01-26) · ~$1.8 B · — · — · закрыто Cфакт[19]
- 2026-Q2 · IonQ · выручка · $80.1 M, +287% г/г; прогноз на финансовый год $280–290 M · — · денежные средства $3.0 B · отчётность Cфакт[326]
Рынок и цепочка поставок. Открытого рынка электронных ионных вентилей не существует. Обеспечивающие активы — изготовление чипов ловушек (внутри IonQ через SkyWater), СВЧ-источники и усилители (серийная РЧ-техника, низкий риск концентрации) и специализированное корпусирование: Bay Photonics — настоящая единая точка отказа для британской линии. Риск концентрации корпоративный, а не отраслевой: одна компания держит и рекорд, и патенты, и фабрику. Удельная экономика не поддаётся оценке; никто не публикует стоимость или мощность в расчёте на кубит. Оплачивают эту технологию цели G3 (ранняя отказоустойчивость) и G7 (развёртываемые системы): аргумент за устранение вентильных лазеров — технологичность производства и пригодность к работе в поле, а не скорость. G6 не затрагивается — узел не даёт фотонного интерфейса.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Oxford Ionics описывает Electronic Qubit Control как запатентованную технологию C[446], и цену приобретения $1.075 B правильнее всего читать как покупку этого портфеля вместе с командой; ни номера патентного семейства, ни полученного из базы данных количества патентов, ни судебных разбирательств подтвердить по состоянию на 3 сентября 2026 г. не удалось (поиск по правообладателю в Google Patents закрыт robots.txt). Ни один орган по стандартизации и ни один консорциум не специфичны для этого вентиля.
Дорожные карты и послужной список. (когда обещано · на когда обещано · статус на 2026-09-03): IonQ, 2025-06-13 · 256 кубитов с точностью 99.99% в 2026 г. · сдвинуто на ввод в эксплуатацию в первом полугодии 2027 г. Rфакт[132]. IonQ, 2025-06-13 · 10 000 физических кубитов на одном чипе в 2027 г. и 2 M физических / 40–80 k логических к 2030 г. · данные по нагреву 2D-ловушки, времени вентиля и межсоединению не опубликованы Rфакт[132]. Universal Quantum, 2022-11-02 · две машины, включая систему до 100 кубитов, в течение четырёх лет · о поставке не объявлено, хотя срок истекает P[328]. Достоверность: физические заявления Oxford Ionics подтверждались и улучшались по графику; обещания IonQ по масштабу — нет: 4 000 кубитов к 2026 г. по дорожной карте 2020 г. промахнулись примерно в 40 раз, — поэтому обязательства по точности следует читать как достоверные, а даты по числу кубитов — как декларацию о намерениях.
Стратегическое прочтение. Если электронный вентиль масштабируется, IonQ конвертирует лидерство в физике в лидерство в производстве, а оптическая цепочка поставок для ионов теряет свой сильнейший класс заказчиков; преимущество Quantinuum сужается до системной инженерии и коррекции ошибок, а не качества вентилей. Если он застрянет на нескольких десятках ионов, рекорд станет лабораторным курьёзом, а лазерные вентили с интегральной фотоникой выиграют по продемонстрированной ширине. Переговорная сила — у поставщика платформы: в цепочке нет ничего дефицитного, кроме ноу-хау по корпусированию, а фабрику IonQ забрала внутрь.
Перспективы и открытые вопросы
Вехи «подтвердить или понизить» на 12–24 месяца: устройство более чем на ~30 кубитов с электронными вентилями и с опубликованными двухкубитной точностью, временем вентиля и перекрёстными помехами (если к концу 2027 г. его нет — понизить); ввод в эксплуатацию 256-кубитной системы IonQ в первом полугодии 2027 г. на уровне около 99.99%; любое независимое воспроизведение выше 99.9%; 2D-ловушка, работающая на электронных вентилях, с опубликованными скоростями нагрева. Лучший сценарий к 2029 г.: машины на чиповых ловушках с несколькими тысячами ионов, лазерная аппаратура сведена к охлаждению и считыванию, ошибка вентиля на уровне 10⁻⁴, коррекция ошибок ограничена транспортом, а не вентилями. Худший сценарий: точность деградирует на порядок, как только сотни СВЧ-каналов делят один кристалл, и платформа возвращается к лазерным вентилям ради адресации.
Открытые вопросы: переживёт ли СВЧ-градиент плотную 2D-разводку без неприемлемых перекрёстных помех и тепловыделения? Какая доля остаточных 8.4×10⁻⁵ когерентна и что это даёт для Λ? Даёт ли процесс SkyWater чипы ловушек в объёме, или приобретение было ради надёжности поставок, а не ради технологической возможности?
Литература
- [18] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of Oxford Ionics, Rapidly Accelerating Its Quantum Computing Roadmap,” Sep. 17, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-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/ Cionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [97] A. Ransford et al., “A 98-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all connectivity,” Nature, vol. 655, no. 8121, pp. 81–86, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10676-4. arXiv:2511.05465. D
- [102] A. C. Hughes et al., “Trapped-ion two-qubit gates with >99.99% fidelity without ground-state cooling,” arXiv:2510.17286, Oct. 2025. D
- [103] M. C. Smith, A. D. Leu, K. Miyanishi, M. F. Gely, and D. M. Lucas, “Single-qubit gates with errors at the 10⁻⁷ level,” Phys. Rev. Lett., vol. 134, no. 23, Art. no. 230601, Jun. 2025, doi: 10.1103/42w2-6ccy. arXiv:2412.04421. D
- [125] M. Abdel-Kareem, “Quantum Art Extends Series A to $140M to Scale Trapped-Ion Architecture,” Quantum Computing Report, Apr. 27, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
quantum-art-extends-series-a-to-140m-to-scale-trapped-ion-architecture/ P - [129] A. Cordes, “Quantum computing scale-up eleQtron secures €57 million in one of the largest Series A funding rounds worldwide,” eleQtron, May 5, 2026. [Online]. Available: https://eleqtron.com/
en/ Cquantum-computing-scale-up-eleqtron-secures-57-million-in-one-of-the-largest-series-a-funding-rounds-worldwide/ - [132] IonQ, “IonQ's Accelerated Roadmap: Turning Quantum Ambition into Reality,” Jun. 13, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
blog/ Rionqs-accelerated-roadmap-turning-quantum-ambition-into-reality - [243] DARPA, “DARPA eyes companies targeting industrially useful quantum computers,” Apr. 3, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
news/ G2025/ companies-targeting-quantum-computers - [257] C. Löschnauer et al., “Scalable, High-Fidelity All-Electronic Control of Trapped-Ion Qubits,” PRX Quantum, vol. 6, no. 4, Art. no. 040313, Oct. 2025, doi: 10.1103/h4wk-v31j. arXiv:2407.07694. D
- [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [326] IonQ, “IonQ Announces Record Second Quarter 2026 Revenues, Growing 287% YoY,” Aug. 5, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-announces-record-second-quarter-2026-revenues-growing-287-yoy - [328] A. Ingall, “German government tasks Sussex spin-out with building a powerful quantum computer in €67M contract,” University of Sussex Broadcast, Nov. 2, 2022. [Online]. Available: https://www.sussex.ac.uk/
broadcast/ Pread/ 59206 - [444] C. Ospelkaus et al., “Microwave quantum logic gates for trapped ions,” Nature, vol. 476, no. 7359, pp. 181–184, Aug. 2011, doi: 10.1038/nature10290. arXiv:1104.3573. D
- [445] T. P. Harty et al., “High-fidelity trapped-ion quantum logic using near-field microwaves,” Phys. Rev. Lett., vol. 117, no. 14, Art. no. 140501, Sep. 2016, doi: 10.1103/PhysRevLett.117.140501. arXiv:1606.08409. D
- [446] IonQ, “IonQ Achieves Landmark Result, Setting New World Record in Quantum Computing Performance,” Oct. 21, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-achieves-landmark-result-setting-new-world-record-in-quantum-computing - [447] D. Finke, “eleQtron Secures €57 Million ($61.5M USD) Series A to Scale MAGIC Trapped-Ion Platform,” Quantum Computing Report, May 5, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
eleqtron-secures-e57-million-61-5m-usd-series-a-to-scale-ion-trap-systems/ P - [448] Oxford Ionics, “Oxford Ionics selected for Quantum Missions Pilot to upgrade NQCC testbed with advanced 2D ion traps,” Mar. 11, 2025. [Online]. Available: https://www.oxionics.com/
announcements/ Coxford-ionics-selected-for-quantum-missions-pilot-to-upgrade-nqcc-testbed-with-advanced-2d-ion-traps/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
CZ / iSWAP через перестраиваемый элемент связи
Перестраиваемый потоком элемент связи включает и выключает обменное и ZZ-взаимодействие между трансмонами, давая детерминированные вентили CZ или iSWAP длительностью 25–70 ns.
Вердикт. Фальсифицируемо — изолированные пары уже упираются в предел когерентности, поэтому если к 2027 г. ошибка на полной ширине парка систем не опустится ниже 0.2%, то связывающим ограничением служат T1 и калибровка, а не элемент связи.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Перестраиваемый потоком элемент связи — это третий элемент, обычно перестраиваемый трансмон, перекинутый между двумя информационными кубитами. Его частота задаёт косвенный путь связи, интерферирующий с прямым ёмкостным, поэтому развёртка смещения проводит суммарный обмен через ноль: в точке выключения статическое ZZ компенсируется, а импульс, уводящий от неё, выполняет детерминированный CZ или iSWAP через пересечение |11⟩–|20⟩. Google/UCSB представили этот элемент в 2014 г. под названием gmon: связь устанавливалась в ноль с наносекундным разрешением и без потери когерентности D[422].
Атрибуты: сродство к носителю a = 1.0, полностью искусственный, природного аналога нет. Время вентиля ~10⁻⁷·⁴ s (≈40 ns), детерминированный.
Физика и пределы
Элемент связи покупает скорость и изоляцию ценой третьей шумящей степени свободы. Включённая связь в десятки MHz задаёт вентили длительностью 25–70 ns. Предел определяют три механизма. Когерентность: при 40 ns против среднего T1 = 68 µs у Willow релаксация и дефазировка за время импульса уже стоят нескольких единиц 10⁻⁴, то есть большей части зазора между средним по устройству значением 99.88% и единицей D[1]; формой импульса это не отыграть — помогут только более длинный T1 или более короткий вентиль. Утечка (leakage): импульс проходит вблизи |20⟩ и второго уровня самого элемента связи, поэтому населённость уходит из вычислительного пространства — для кода это «липкая» ошибка без оповещения (unheralded). Наконец, фликкер-шум 1/f по потоку в цепи смещения уводит точку выключения между калибровками, оставляя дрейфующее остаточное ZZ, которое проявляется как когерентная коррелированная ошибка. Что сдвигает предел: более высокий T1, большая ангармоничность (элементы связи на флаксониуме), профилированные импульсы потока и элементы связи, смещённые в точку, нечувствительную к потоку.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2024-11 | CZ 99.90% за 48 ns на двухтрансмонном элементе связи | Toshiba | D[37] |
| 2024-12 | Willow, 105 q: среднее 2Q 99.88%, средний T1 68 µs, цикл 1.1 µs | D[1] | |
| 2025-08 | CZ 99.93% на интервале 40 h, 1Q 99.98%, считывание >99.94% на одном устройстве | IQM | D[38] |
| 2026-07 | EPLG по парку систем, полная ширина: лучший 0.19%, типичный 0.37% | IBM | C[34] |
Здесь три режима, а не одно число: охарактеризованная пара даёт 99.93% D[38]; устройство на 105 кубитов — в среднем 99.88% D[1]; полноширинный бенчмарк IBM по парку систем читается как 0.37% типично и 0.19% в лучшем случае C[34]. Zuchongzhi 3.0 держится на 99.62% по 105 кубитам D[35]. Двухкубитный вентиль по-прежнему даёт ~40% бюджета ошибок цветного кода у Google, следом идёт утечка D[41].
Производство, материалы и цепочка поставок
Отдельного процесса для элемента связи не существует: элемент связи — это ещё один переход и СКВИД-контур в той же сверхпроводниковой литографии, поэтому его дефекты суть дефекты самой платформы — разброс частот переходов и дефекты типа двухуровневых систем (TLS), уводящие точку выключения. Производственная цена лежит в вводе-выводе, а не в литографии: Nighthawk несёт 218 элементов связи на 120 кубитов, и каждому нужна отдельная линия смещения C[49]. QuantWare — единственный коммерческий продавец чипов с перестраиваемыми элементами связи; он профинансирован раундом серии B на $178 M и строит фабрику в Delft P[298]. Экспортный контроль называет компьютеры целиком (4A906) и криогенную электронику (3A901), но не механизмы вентилей G[301]. Ни выход годных, ни стоимость элемента связи не публикуются.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
На квадратной решётке элементов связи примерно вдвое больше, чем кубитов, и каждому нужна быстрая потоковая линия со своим ЦАП и фильтрацией. При 10³ кубитах это тысячи потоковых линий; при 10⁴ разводка становится связывающим ограничением раньше, чем точность (fidelity), и единственный продемонстрированный выход — источник смещения на кристалле, как во flip-chip ЦАП потока у D-Wave на флаксониуме при 10 mK C[316]. Регулярная цена — это калибровка, а не задержка: точки выключения дрейфуют вместе с шумом 1/f по потоку, поэтому объём калибровки растёт вместе с числом элементов связи — отсюда и управление ею у Google через обучение с подкреплением прямо в ходе коррекции ошибок, при логической ошибке 7.72×10⁻⁴ за цикл при d=7 D[2].
Роль в стеке
Узел принадлежит архитектуре решётки трансмонов с перестраиваемыми элементами связи (Google, IBM, Rigetti, IQM, OQC, USTC, Fujitsu) и требует трансмонного носителя. Он заменяет кросс-резонанс (cross-resonance) на фиксированных частотах; цена перехода — перепроектирование каждой ячейки «кубит — элемент связи — кубит», примерно удвоенное число линий смещения и новый стек калибровки; именно на этот размен пошла IBM в Heron (2023-12) после десятилетия на кросс-резонансе и сохранила его в Nighthawk C[49]. Вклад в такт невелик: производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс равен 0.65 µs, а его вентильный член — ~0.16 µs при 0.048 µs на слой D[1], так что этот узел двигает бюджет ошибок сильнее, чем такт. Соседнего пустого слота в графе технологий нет.
Свидетельства — как измерены числа
Ключевые 99.90% и 99.93% получены методом чередующегося рандомизированного бенчмаркинга на одной охарактеризованной паре, а RB слеп к утечке, если рядом не выполняется отдельный протокол на утечку, — тогда как утечка здесь второй по величине член ошибки. EPLG — другая наблюдаемая: послойные вентили на полной ширине, включая перекрёстные помехи, поэтому разрыв 0.37% против 0.07% в той же мере вопрос определения, что и разброса по парку систем. Ни один из рекордов не воспроизведён независимой лабораторией. Есть один конфликт атрибуции: цитируемый оксфордский результат «25 ns при 99.8%» получен на паре coaxmon с фиксированной связью и вообще без элемента связи C[423].
Не опубликовано: длительность вентиля для CZ 99.93% у IQM, для которого указаны только точность и 40-часовое окно усреднения; выход годных или доля дефектов именно по элементам связи у какого-либо поставщика; и доля EPLG по парку систем IBM, приходящаяся на остаточное ZZ при выключенном элементе связи, а не на когерентность или перекрёстные помехи.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Google | разработчик | США | Создал gmon; в Willow применяются перестраиваемые элементы связи | D[422] |
| IBM | разработчик | США | Nighthawk: 218 элементов связи на 120 кубитов; патент на элемент связи | C[49] |
| IQM | разработчик | Финляндия | Рекордный CZ 99.93% на плавающем перестраиваемом элементе связи | D[38] |
| QuantWare | поставщик | Нидерланды | Продаёт трансмонные чипы с перестраиваемыми элементами связи; фабрика в Delft | P[298] |
| Rigetti | разработчик | США | Чиплеты с перестраиваемыми элементами связи, медианная 2Q 99.1% | Cфакт |
Деньги.
- 2026-06-02 · IBM · программа (пятилетнее квантовое обязательство) · >$10 B · — · объявлено факт
- 2026-05-05 · QuantWare · раунд серии B · $178 M (€152 M) · Intel Capital, In-Q-Tel, ETF Partners · раунд закрыт P[298]факт
- 2026-07-02 · IQM · листинг (Nasdaq/Helsinki) · денежные средства €337 M, выручка за H1-2026 €8.9 M · завершён факт
- 2025-11-06 · DARPA · QBI Stage B, IBM — единственный трансмонный поставщик из одиннадцати · ≤$15 M каждому · объявлено факт
Рынок и цепочка поставок. Этот вентиль потребляет управление потоком — многоканальные AWG и ЦАП от Zurich Instruments, Quantum Machines и Keysight, ни один из которых не специфичен для элементов связи, — поэтому риск концентрации сидит в чипах, а не в приборах. QuantWare — единственный коммерческий канал; все остальные изготавливают чипы у себя, из-за чего конструкция элемента связи остаётся проприетарной, а управляющая электроника превращается в товар массового спроса. За этот узел платят G2 и G3: обоим нужна двухкубитная ошибка 10⁻³ на полной ширине парка систем.
Интеллектуальная собственность и стандарты. IBM владеет патентом US 11,727,297 B2, "Tunable quantum coupler facilitating a quantum gate between qubits" (выдан 2023-08-15), где заявлен второй путь связи с противоположным знаком, компенсирующий нежелательный когерентный поворот G[424]; работа Google 2014 г. по gmon является опубликованным предшествующим уровнем техники D[422]. Судебных разбирательств не выявлено; органа по стандартизации ни для конструкции элементов связи, ни для формы отчётности по ним нет.
Дорожные карты и послужной список. IBM: Nighthawk с 5 000 двухкубитных вентилей на схему (обещано 2025-06-10 · на 2025 · поставлено 2025-12) → 7 500 в 2026 → 10 000 в 2027 Rфакт, идёт по графику, хотя сам переход на элементы связи сделан лишь поколение назад. IQM: точность двухкубитного вентиля выше 99.94% (обещано на 2025–26) укладывается в погрешность относительно достигнутых 99.93% D[38]. Rigetti: 108 кубитов при 99.5% сдвинуты на «вторую половину 2026», и разрыв лежит именно в вентиле, опосредованном элементом связи Cфакт.
Стратегическое прочтение. Уход IBM от кросс-резонанса закрывает архитектурный спор в пользу перестраиваемой связи и усиливает поставщиков управляющей электроники — каждый элемент связи это ещё один проданный канал — и коммерческих поставщиков чипов. Угроза замещения исходит не от кросс-резонанса, а от пассивной компенсации ZZ на уровне конструкции: пара coaxmon с фиксированной связью достигла 25 ns при 99.8% вообще без элемента связи и без потоковой линии C[423]; если это масштабируется, налог на линии превращается в обузу. Переговорная сила остаётся у того, кто владеет фабрикой.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить или понизить в течение 12–24 месяцев: доберётся ли Nighthawk до 7 500 двухкубитных вентилей к концу 2026 г.; сообщит ли хоть один парк систем о типичном EPLG ниже 0.2%; воспроизведёт ли вторая лаборатория 99.93%. В лучшем случае к 2029 г.: ошибка на полной ширине около 10⁻³ при 10³ кубитах, а смещение на кристалле снимает налог на линии. В худшем случае: число элементов связи ограничивает чипы примерно на 10³ кубитах, а когерентный предел при 40 ns удерживает ошибку на уровне нескольких 10⁻⁴ — слишком высоко, чтобы Λ рос. Открытые вопросы: ограничивает ли патент IBM коммерческие чипы с элементами связи; способны ли элементы связи на флаксониуме снизить утечку; снимет ли фиксированная связь налог на линии при масштабировании.
Литература
- [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/ Cblog/ whats-new-q2-2026 - [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/ Pquantware-178m-series-b-qoa/ - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [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/ C41upubz2/ 14-1090a-a_fluxonium-dac-control.pdf - [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/ Cnewsroom/ oxford-research-group-demonstrate-fundamental-speed-up-of-two-qubit-gate - [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/ GUS11727297/ en
Общие факты, процитированные выше: факт, факт, факт, факт, факт, факт, факт.
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Обменный вентиль (спины; вкл. CZ на переносимых спинах)
Гейзенберговский обмен, включаемый импульсом напряжения между соседними или перенесёнными спинами в квантовых точках, формируемых затворами, либо на донорах, — единственный механизм запутывания, которому не нужно ничего, кроме электродов затворов КМОП.
Вердикт. Лучший обменный CNOT — 9×10⁻⁴ (HRL, 18 кубитов), фабричные пары держатся на 99.0–99.6%, но ~80% двухкубитной ошибки приходится на калибровку, а не на физику, и ни одно устройство крупнее восьми кубитов не публикует точность (fidelity) по всем парам.
Λ = коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Импульс напряжения понижает туннельный барьер между двумя соседними спинами в квантовых точках или на донорах, включая гейзенберговский обмен J на заданное время и реализуя запутывающий вентиль семейства SWAP; ничего не излучается, поэтому не нужны ни антенна, ни лазер, ни резонатор. Лосс и ДиВинченцо предложили на этой основе спиновые кубиты в 1998 г.; DiVincenzo, Bacon, Kempe, Burkard и Whaley показали в 2000 г., что одного обмена достаточно для универсальности ценой ~3× большего числа кубитов и ~10× большего числа двухкубитных операций — на этом кодировании и строится HRL S[416]. Вариант с переносом (shuttling) перемещает один электрон конвейерным потенциалом в зону обмена с удалённым партнёром.
Атрибуты: полностью изготавливаемый носитель; детерминированное запутывание за ≈10⁻⁷ s (~100 ns), по умолчанию статическая связь ближайших соседей.
Управление напряжением в основной полосе, из комнатной температуры, но со сдвигом в криогенику; ошибки — когерентные, паулиевские, утечка (leakage); производство — КМОП.
Физика и пределы
J растёт экспоненциально по мере понижения барьера и перестраивается электрически от почти нуля до десятков MHz; время вентиля идёт как 1/J — поэтому измеренные вентили попадают в 58–500 ns при обмене 10–90 MHz. Экспонента же и является уязвимостью: тот самый рычаг, который делает J большим, делает большим и δJ/J при шуме напряжения на затворах и зарядовых ловушек, так что существует рабочая точка, а не максимум: поднимешь J — вентиль дефазирует зарядовый шум, опустишь — дефазирует удлинившийся импульс. Отсюда и вывод HRL: примерно 80% двухкубитной ошибки — это внешнее управление и калибровка, а не декогеренция D[190]. Ниже лежат остаточная ванна ²⁹Si, зарядовый шум 1/f на границе с оксидом и малое долинное расщепление, из-за которого утечка становится ошибкой первого класса. Чтобы сдвинуть нижний предел, нужны обогащение по ²⁸Si, лучшие границы раздела и контроллер, не пропускающий шум 1/f на барьерные затворы.
Достигнутый инженерный уровень
Лучший обменный вентиль: CNOT на чистом обмене у HRL — 9×10⁻⁴ в лучшем воспроизводимом случае, 3×10⁻³ в среднем по 18 кубитам, образованным из 54 точек, среднее по однокубитным 2×10⁻⁴; последовательность задаёт контроллер при 4 K на коммерческом 130 nm RF КМОП D[190]. На фабричном масштабе Diraq и imec сообщают о двухкубитных 99.04–99.56% и точности приготовления и измерения (SPAM) 99.9% на 300 mm SiMOS D[189]. Вариант с переносом добавляет проверку чётности веса четыре с 97.7% на цикл 1.2 µm «туда и обратно», причём движение и простой дают около четверти её ошибки D[349]. 11-кубитное донорное устройство SQC устроено иначе: ядерные спины, связанные сверхтонким взаимодействием с общим электроном, регистры соединены обменом D[192]. Ничто крупнее восьми кубитов не публикует точность по всем парам.
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2025-09 | Двухкубитные 99.04–99.56%, фабрика 300 mm | Diraq с imec | D[189] |
| 2025-12 | 11 донорных кубитов, регистры соединены обменом | Silicon Quantum Computing | D[192] |
| 2026-05 | CZ между переносимыми спинами 98.86% за 58 ns | QuTech | D[193] |
| 2026-07 | CNOT на чистом обмене 9×10⁻⁴ в лучшем случае, 18 кубитов | HRL Laboratories | D[190] |
Производство, материалы и цепочка поставок
Ему нужны только электроды затворов и импульсы напряжения, поэтому он едет на существующих линиях: Intel 300 mm EUV (>24 000 приборов на пластину D[199]; 96% выхода годных при настройке на 232 приборах одной пластины D[766]), imec 300 mm, GlobalFoundries 22FDX, STMicroelectronics FD-SOI. Значимы две концентрации: GlobalFoundries свела эту модальность в одно бизнес-подразделение под письмом о намерениях CHIPS на USD 375 M C[353], а стек управления Quantum Machines стоит под Diraq, HRL, imec, Equal1, Sandia и британским NQCC C[449]. Экспортная уязвимость прямая: правило BIS от 2024-09-06 ввело ECCN 3A901.a для КМОП-схем, спроектированных для работы при 4.5 K и ниже, — это проверка по замыслу конструкции, поэтому сам проектный файл крио-КМОП-контроллера типа HRL уже подпадает под контроль G[301].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Двойная квантовая точка требует примерно 4–6 каналов основной полосы, поэтому при управлении из комнатной температуры разводка растёт быстрее числа кубитов; ответ HRL — 296 линий и 366 ЦАП внутри криостата при ≤3.5 W и без петли реального времени при комнатной температуре D[190]. Такт задаёт считывание, а не вентиль: 1–100 µs против вентиля в 58–500 ns. При 10³ кубитах разветвление из комнатной температуры непрактично без криогенной интеграции; при 10⁴–10⁶ кроссбар-схемы, сокращающие число проводов, сталкиваются с необходимостью калибровать каждую обменную пару отдельно — неразрешённый архитектурный конфликт этого механизма.
Роль в стеке
Он запутывает два семейства: спины в кремниевых и германиевых квантовых точках (Intel, Diraq, Quantum Motion, HRL под IBM, Quobly, Equal1) и донорные спины (SQC). Требует квантовой точки, формируемой затворами, или донора плюс управления в основной полосе и предоставляет слой запутывания, на котором оба семейства строят коды: у HRL это повторяющий код расстояния 5 с Λ(5/3) = 4.7 на 200 раундах, который детектирует только перевороты бита (bit-flip) и потому не является подпороговым результатом для полноценного кода, плюс [[4,2,2]] с постселекцией и логической точностью 0.95 D[190]. Он конфликтует с кроссбар-адресацией, поскольку калибровка идёт попарно. Производный раунд — 8.5 µs на спинах в точках и 7.7 µs на донорах, ограничен считыванием, против обычно достигаемых ~100–300 µs: узкое место — не вентиль. Соседний пустой слот: результат по всем парам на одном чипе крупнее восьми кубитов.
Свидетельства — как измерены числа
Ключевые цифры HRL и 80-процентная доля калибровки сообщены самим разработчиком и не воспроизведены D[190]. 99.04–99.56% у Diraq и imec — это статистика по популяции фабричных приборов, а не результат по всем парам на одном чипе; восьмикубитное устройство imec подтверждает обмен на одной паре из четырёх D[197]. Обзорный материал Nature о спиновых кубитах от июля 2026 г. был исправлен 2026-08-04 с пересмотром однокубитных уровней ошибок, приписанных HRL и QuTech P[450]. Подпороговой логической памяти по состоянию на 2026-09-04 не существует ни на одной спиновой платформе.
Точности SQC в [192] — 99.5–99.99% с белловскими состояниями выше 99% в аннотации на arXiv и 99.10–99.99% с белловскими до 99.5% в версии Nature; единственное значение 99.90% для донорного ядерного CZ из основного отчёта в аннотации отсутствует. Суммарно привлечённое Diraq («>USD 100 M») взято из отраслевой прессы, а не из релиза компании. Не опубликовано: финансовые условия приобретения HRL компанией IBM и датированный подсчёт патентных семейств по обменным вентилям.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Diraq | разработчик | Австралия | Двухкубитные вентили на фабрике 300 mm, 99.04–99.56% | D[189] |
| HRL Laboratories (IBM) | разработчик | США | 18 кубитов на чистом обмене, секвенирование при 4 K | D[190] |
| QuTech | исследования | Нидерланды | CZ между переносимыми спинами, проверки чётности подвижной анциллой | D[193] |
| Silicon Quantum Computing | разработчик | Австралия | Донорные регистры, соединённые электронным обменом | D[192] |
| Quantum Motion | разработчик | Великобритания | Полностековая система на 22FDX в британском NQCC | C[355] |
| Quantum Machines | поставщик | Израиль | Стек управления под большинством опубликованных спиновых результатов | C[449] |
Деньги.
- 2025-11-06 · DARPA · QBI Stage B · ≤USD 15 M каждому · Diraq, Quantum Motion, SQC из одиннадцати · присуждено G[65]
- 2026-05-07 · Quantum Motion · раунд серии C · USD 160 M · DCVC, Kembara · закрыто C[355]
- 2026-05-21 · Diraq · письмо о намерениях CHIPS · до USD 38 M · Минторг США · LOI, а не присуждение G[300]
- 2026-08-26 · IBM · M&A, HRL Laboratories · условия не раскрыты · закрыто C[204]
Рынок и цепочка поставок. Ни лазеров, ни вакуума: оборудование — это линия КМОП плюс электроника основной полосы, поэтому цепочка поставок сводится к четырём фабричным линиям и одному поставщику средств управления — одновременно аргумент по стоимости и риск концентрации. «<USD 1 за кубит к 2031 г.» у Diraq — это цель, а не себестоимость R[211]. Продаются устройства уровня G1 и G2; покупка со стороны IBM — ставка на то, что механизм дотянет до G3 и G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Основополагающие результаты — Лосса–ДиВинченцо 1998 г. и универсальность на одном обмене 2000 г. S[416] — опубликованы и не являются проприетарными, поэтому защитимая ИС лежит в геометрии приборов, криогенном кремнии управления и калибровочном ПО. Датированного подсчёта патентных семейств именно по этому вентилю по состоянию на 2026-09-04 не найдено.
Дорожные карты и послужной список. Diraq (обещано 2026-08-27 · 150 k физических, 1 k логических к 2029 г. · шестью неделями ранее та же компания говорила о «тысячах к 2029 г.») R[211] — непоследовательно. Intel (обещано 2026-01 · масштабирование Tunnel Falls до «сотен точек» · датированного продолжения нет) C[207] — не поддаётся оценке. IBM (обещано 2026-07-23 · закрытие сделки по HRL к концу Q3 2026 · закрыто 2026-08-26) C[10], [204] — выполнено.
Стратегическое прочтение. Если обменные вентили дойдут до отказоустойчивой точности, выигрывают фабрики и тот, кому принадлежит криогенный контроллер, — кубит становится опцией техпроцесса, а не продуктом, — а проигрывают платформы, у которых база издержек это оптика и вакуум. Покупка со стороны IBM превращает HRL в спиновую программу гиперскейлера и заставляет Diraq, Quantum Motion и Quobly конкурировать балансом. Если калибровочная нагрузка сохранится, спины останутся диковинкой уровня G1/G2.
Перспективы и открытые вопросы
Фальсифицируемо в течение 12–24 месяцев: подтвердить/понизить, что фабричное устройство опубликует точность по всем парам крупнее восьми кубитов и что IBM поставит датированную спиновую веху в публичную дорожную карту. В лучшем случае к 2029 г.: криогенно секвенируемый фабричный чип показывает подпороговую логическую память с полноценным кодом. В худшем случае: однородность упирается в потолок за десятью кубитами, и дорожные карты остаются на два порядка впереди железа. Открыто: может ли калибровочная ошибка снижаться без импорта собственного бюджета ошибок контроллера; вытеснит ли CZ с переносом статический обмен; что IBM сделает с кремнием HRL.
Литература
- [10] IBM, “IBM to Acquire HRL Laboratories to Power the Future of Quantum,” Jul. 23, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
2026-07-23-ibm-to-acquire-hrl-laboratories-to-power-the-future-of-quantum C - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [189] P. Steinacker et al., “Industry-compatible silicon spin-qubit unit cells exceeding 99% fidelity,” Nature, vol. 646, no. 8083, pp. 81–87, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09531-9. D
- [190] Members of the HRL Quantum Team and Collaborators, “A digitally controlled silicon quantum processing unit,” arXiv:2604.16216, Apr. 2026. D
- [192] H. Edlbauer et al., “An 11-qubit atom processor in silicon,” Nature, vol. 648, no. 8094, pp. 569–575, Dec. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09827-w. arXiv:2506.03567. D
- [193] Y. Matsumoto et al., “Two-qubit logic and teleportation with mobile spin qubits in silicon,” Nature, vol. 653, no. 8114, pp. 391–397, May 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10423-9. D
- [197] A. Nickl et al., “Eight-qubit operation of a 300 mm SiMOS foundry-fabricated device,” Nat. Commun., vol. 17, no. 1, Art. no. 5878, Jul. 2026, doi: 10.1038/s41467-026-74597-6. D
- [199] H. C. George et al., “12-spin-qubit arrays fabricated on a 300 mm semiconductor manufacturing line,” Nano Lett., vol. 25, no. 2, pp. 793–799, Dec. 2024, doi: 10.1021/acs.nanolett.4c05205. arXiv:2410.16583. D
- [204] IBM, “IBM Completes Acquisition of HRL Laboratories to Accelerate the Future of Quantum,” Aug. 26, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
2026-08-26-ibm-completes-acquisition-of-hrl-laboratories-to-accelerate-the-future-of-quantum C - [207] L. Hesla, “Argonne launches silicon quantum processor collaboration with Intel,” Argonne National Laboratory, Jan. 6, 2026. [Online]. Available: https://www.anl.gov/
article/ Cargonne-launches-silicon-quantum-processor-collaboration-with-intel - [211] F. Elliott, “Diraq charts course to utility-scale quantum computing with millions of spin qubits on a single silicon chip,” Diraq, Aug. 27, 2026. [Online]. Available: https://www.diraq.com/
newsdesk/ Rdiraq-sets-roadmap-for-utility-scale-quantum-computing-with-millions-of-qubits-on-a-single-silicon-chip - [300] National Institute of Standards and Technology, “Department of Commerce Announces Letters of Intent With 9 Companies for $2 Billion to Accelerate U.S. Leadership in Quantum Computing,” NIST News, May 21, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/
news-events/ Gnews/ 2026/ 05/ department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [349] B. Undseth et al., “Weight-four parity checks in a spin-shuttling architecture,” Nature, vol. 655, no. 8125, pp. 1160–1166, Jul. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10766-3. D
- [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/ . Cnews-release-details/ globalfoundries-launches-quantum-technology-solutions-scale-us - [355] Quantum Motion, “Quantum Motion Raises $160 Million Series C to Deliver Quantum Computing's "Transistor Moment,” May 7, 2026. [Online]. Available: https://quantummotion.com/
quantum-motion-raises-160-million-series-c-to-deliver-quantum-computings-transistor-moment/ C - [416] D. P. DiVincenzo, D. Bacon, J. Kempe, G. Burkard, and K. B. Whaley, “Universal quantum computation with the exchange interaction,” Nature, vol. 408, no. 6810, pp. 339–342, 2000, doi: 10.1038/35042541. arXiv:quant-ph/0005116. S
- [449] Quantum Machines, “Semiconductor Spin Qubits,” Aug. 11, 2026. [Online]. Available: https://www.quantum-machines.co/
qubit-types/ Csemiconductor-spin-qubits/ - [450] D. Garisto, “Underdog 'spin qubits' leap forward in race to a useful quantum computer,” Nature, vol. 656, no. 8127, pp. 280–281, Aug. 2026, doi: 10.1038/d41586-026-02357-z. P
- [766] S. F. Neyens et al., “Probing single electrons across 300-mm spin qubit wafers,” Nature, vol. 629, no. 8010, pp. 80–85, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07275-6. D
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Вентиль Мёльмера–Соренсена / на световом сдвиге (лазерный)
Спин-зависимая сила бихроматического лазера, запутывающая ионы в ловушках через геометрическую фазу на общей колебательной моде, которую вентиль оставляет в том состоянии, в каком её застал.
Вердикт. По-прежнему механизм запутывания, лежащий в основе каждой развёрнутой ионной системы с лазерными вентилями, но время вентиля растёт с длиной цепочки (1.6 µs на паре, медиана 672 µs на 30 ионах), а его нижний предел задают лазерный шум и рассеяние фотонов — два члена, которые электронные вентили убирают.
Λ = коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Два лазерных тона, симметрично отстроенные относительно колебательной боковой полосы, создают спин-зависимую силу; пара ионов описывает замкнутый контур в фазовом пространстве общей колебательной моды и набирает геометрическую фазу, заданную охваченной площадью, так что спины запутываются, а движение возвращается в исходную точку. Фаза зависит от площади контура, а не от заселённости моды, поэтому горячая шина допустима — именно поэтому производственным механизмом стал он, а не схема Цирака–Цоллера. Мёльмер и Соренсен предложили его в 1999–2000 гг.; вариант на световом сдвиге (геометрическая фаза σzσz), основанный на зависящей от состояния оптической дипольной силе, имеет тот же бюджет ошибок и датирует развёрнутую линию примерно 2003 годом.
Атрибуты: естественный носитель — ион в ловушке; детерминированное запутывание за ≈10⁻⁴·² s (≈63 µs) через общую колебательную шину.
Оптическое управление из комнатной температуры; ошибки — когерентные, утечка (leakage), паулиевские; производство — оптическая сборка.
Физика и пределы
Длительность вентиля определяется отстройкой δ от адресуемой боковой полосы — один замкнутый контур занимает 2π/δ — и δ нельзя увеличивать свободно, поскольку биения должны оставаться в стороне от каждой посторонней (spectator) моды. В цепочке из N ионов аксиальный спектр уплотняется, δ уменьшается, а импульс удлиняется: 1.6 µs на паре D[441] против медианы 672 µs на одной цепочке из 30 ионов D[100] — примерно в 400× при росте числа ионов в 15×. Остаются два нижних предела. Нерезонансное рамановское рассеяние некогерентно, никакая форма импульса его не компенсирует, и оно падает лишь по мере отодвигания рамановской отстройки за тонкоструктурное расщепление. Остальное дают лазерный шум и нагрев движения: пертурбативная модель 2026 года взвешивает спектральную плотность шума зависящей от положения функцией чувствительности и обнаруживает, что удалённые пары на ~25 kHz примерно в 10× чувствительнее соседних, тогда как шум на ~1 kHz стоит потери точности (fidelity) процентного уровня независимо от положения S[442]. Остаток когерентен и похож на утечку (leakage), а не на деполяризацию, поэтому усреднённые бенчмарки занижают то, что видит код.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшая демонстрация: 99.8% за 1.6 µs на паре ⁴³Ca⁺, причём запутывание возникает уже за 480 ns — меньше одного периода колебаний движения (Oxford, 2018) D[441]; это по-прежнему самый быстрый опубликованный лазерный вентиль. В масштабе Helios фиксирует ошибку 7.9×10⁻⁴ за ≈70 µs на 98 ионах Ba⁺ в восьми зонах D[97]; одна 30-ионная цепочка IonQ, протестированная по всем 435 парам, даёт 550–883 µs при медиане 672 µs D[100].
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2018 | 99.8% за 1.6 µs; запутывание за 480 ns | Oxford (Schäfer и др.) | D[441] |
| 2023-08 | 550–883 µs, медиана 672 µs, цепочка из 30 ионов | IonQ Forte | D[100] |
| 2025-11 | ошибка 7.9×10⁻⁴ за ≈70 µs, 98 ионов | Quantinuum Helios | D[97] |
| 2026-05 | квантовый объём 32 768, вентиль не раскрыт | Alpine Quantum Technologies | C[128] |
Производство, материалы и цепочка поставок
В саму ловушку здесь ничего не изготавливается: вентиль обеспечивают стабилизированные лазеры, акусто- и электрооптические модуляторы и лучевая оптика, вынесенные в отдельный узел. Helios требует не менее семи длин волн против 1 228 электродов ловушки D[97] — оптическая половина даёт бо́льшую спецификацию материалов. Ловушки, напротив, — товарная продукция (Infineon, Villach); для Quantinuum их делает собственными силами Honeywell C[320]. Экспортная уязвимость возникает на уровне системы: правило BIS от 2024-09-06 ввело ECCN 4A906 для квантовых компьютеров выше порогов по числу кубитов и уровню ошибок, но ни один ECCN не называет ионные ловушки или лучевую оптику G[301].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Два глобальных тона не масштабируются с числом ионов; индивидуальная адресация масштабируется — примерно по одному каналу модулятора и одному лучевому тракту на ион. Импульс — дешёвая часть цикла: полноширинный слой Helios занимает ≈55 ms, если учесть сортировку, транспорт и повторное охлаждение, — на три порядка больше вентиля в 70 µs; один только транспорт давал ~60% времени выполнения на H2 D[97]. При 10³ ионах мощность и перекрёстные помехи разменивают качество адресации на число зон; при 10⁴–10⁶ рост времени вентиля с длиной цепочки заставляет любую конструкцию с единственной шиной менять пропускную способность на связность — поэтому каждая дорожная карта дробит ловушку.
Роль в стеке
Механизм запутывания двух ионных архитектур — QCCD (Quantinuum) и линейной ловушки Пауля с индивидуальной лазерной адресацией (Aria, Forte и Tempo от IonQ, Alpine Quantum Technologies, Qudoor, Quantum Art) — и исторический механизм для линий, переходящих на электронное управление (IonQ с Oxford Ionics, eleQtron). Требует носителя в виде иона в ловушке и лазерной подсистемы, доставляющей фазово-стабильные бихроматические пучки к выбранной паре, и предоставляет слой запутывания, который предполагают зонированные архитектуры. Его замена — ближнепольный электронный вентиль с 8.4×10⁻⁵ D[102]; переход списывает оптический стек, но убирает рассеяние фотонов и лазерный шум. Он конфликтует с любой конструкцией с единственной шиной. Производный такт на архитектуре QCCD = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс ≈ 9.7 ms, из них 9.0 ms — транспорт, против измеренного слоя полной ширины ~55 ms D[97]. Соседних пустых слотов не отмечено.
Свидетельства — как измерены числа
Ключевые цифры — усреднения бенчмаркинга по зоне или цепочке; ни один поставщик не публикует ошибку с разрешением по парам в зависимости от положения в цепочке, а разрыв ~10× между соседними и удалёнными парами остаётся теорией S[442]. Заявления о квантовом объёме требуют такой же осторожности: 32 768 у AQT — это 2¹⁵ против 2²⁵, опубликованных для 56-кубитной H2 у Quantinuum C[98], — рекорд внутри класса стоечных систем, а не на переднем крае. Ни 7.9×10⁻⁴, ни 8.4×10⁻⁵ не имеют независимого воспроизведения по состоянию на 2026-09-04.
Рандомизированный бенчмаркинг по нативному набору вентилей, построенному из двух вентилей Мёльмера–Соренсена, MS(π/2, 0) и MS(π/2, π/4) (группа из 192 элементов), не свободен от кратностей: три неприводимых представления входят по два или три раза и дают матричнозначные, а не одноэкспоненциальные спады, поэтому точность, устойчивая к ошибкам приготовления и измерения (SPAM), требует бенчмаркинга относительно большей «поднимающей» (lifting) группы, здесь SU(4) P[895]. Демонстрация численная; цифру бенчмаркинга нативных вентилей MS следует читать с указанием протокола.
Результат запутывания за 480 ns в [441] приведён в аннотации без точности; полной фигурой качества остаётся только пара 1.6 µs / 99.8%. Не опубликовано: время вентиля и точность LYNX у AQT, стоящие за квантовым объёмом 32 768, так что заявление о сниженной чувствительности к шуму не с чем сверить по физическому числу.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Quantinuum | разработчик | США–Великобритания | Helios: 98 ионов, восемь зон | D[97] |
| IonQ | разработчик | США | 30-ионная цепочка Forte, 550–883 µs | D[100] |
| Oxford Ionics (IonQ) | разработчик | Великобритания | Безлазерный электронный вентиль — замена | D[102] |
| Alpine Quantum Technologies | разработчик | Австрия | Стоечный LYNX, вариант со сниженной чувствительностью к шуму | C[128] |
| Leibniz Supercomputing Centre | пользователь | Германия | 20-кубитная система AQT, единственная публичная цена | C[323] |
| DARPA | финансирующая сторона | США | QBI Stage B финансирует обе крупные дорожные карты | факт |
Деньги.
- 2023-12-05 · Alpine Quantum Technologies · продажа Leibniz Supercomputing Centre · ≈EUR 9.8 M, 20 кубитов · закрыто C[323]
- 2025-09-04 · Quantinuum · долевое финансирование · USD 600 M при оценке USD 10 B pre-money · NVentures, Quanta, QED · закрыто C[122]
- 2025-09-17 · IonQ · M&A, Oxford Ionics · USD 1.075 B · закрыто C[18]
- 2026-06-03 · Quantinuum · IPO · USD 1.68 B брутто, Nasdaq QNT · закрыто C[123]
Рынок и цепочка поставок. Оптика интегрирована собственными силами в Quantinuum и IonQ, поэтому ценовой властью не обладает ни один внешний поставщик; единственное товарное «бутылочное горлышко» ионного стека — изготовление ловушек, которое этот вентиль не задействует. Q-CTRL продаёт инструментарий оптимизации импульсов C[443]. Удельная экономика: EUR 9.8 M за готовую 20-кубитную стойку ≈ EUR 0.5 M на кубит C[323] — единственная публично цитируемая цена ионной системы по состоянию на 2026-09-04. Выручка за Q2-2026: USD 8.0 M у Quantinuum, USD 80.1 M у IonQ C[123], [326]. За это платят G2 и G3; слой в ≈55 ms уводит G4 в другое место.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Патентный ландшафт PatSnap за 2026 год перечисляет 9+ семейств IonQ, поданных в JP/EP/IL в 2025–2026 гг., включая «universal gate pulse for two-qubit gates» (JP, 2025), и две находящиеся на рассмотрении заявки Quantum Art (IL, KR) на реконфигурацию ионных массивов P[375] — перекрёстно не проверено. Ни один орган по стандартизации этот вентиль не покрывает.
Дорожные карты и послужной список. Quantinuum (обещано 2024-09-10 · Helios 2025, Sol 2027, Apollo 2029 · Helios в срок 2025-11-05) R[118] — единственное выполненное датированное обещание здесь. IonQ (обещано 2025-06-13 · 256 кубитов с точностью 99.99% в 2026 г. · сдвинуто на H1 2027); его дорожная карта 2020 года промахнулась по 4 000 кубитов к 2026 году в ~40× R[132] — даты носят ориентировочный характер. AQT (обещано 2026-05-05 · блоки LYNX в Q4 2026 · без оценки) C[128].
Стратегическое прочтение. Если лазерные вентили удержатся, выигрывают вертикально интегрированные оптические команды и ионный компьютер никто не покупает по частям. Если побеждают электронные вентили, IonQ вместе с Oxford Ionics забирает кривую издержек, а AQT и Quantum Art теряют своё оптическое отличие. Риск распределён асимметрично: Quantinuum, торгуемый на бирже с июня 2026 г., — крупнейший действующий игрок на лазерных вентилях, причём Sol и Apollo по-прежнему лазерные; безлазерный вентиль на продуктовом масштабе — его главный технический риск.
Перспективы и открытые вопросы
Фальсифицируемо в течение 12–24 месяцев: подтвердить/понизить, что Sol выйдет в 2027 г. с лазерными вентилями; что какой-либо поставщик опубликует ошибку с разрешением по парам в зависимости от положения в цепочке; что AQT раскроет время вентиля и точность LYNX при выпуске в Q4-2026. В лучшем случае к 2029 г.: инженерия импульсов и дробление на зоны удерживают лазерные вентили на ≈10⁻⁴, а тактом остаётся транспорт. В худшем случае: электронные вентили первыми достигают продуктового масштаба, и этот механизм становится наследием. Открыто: обобщается ли вариант AQT за пределы схем для квантового объёма; может ли ограниченная рассеянием ошибка уйти ниже 10⁻⁴ при пригодной мощности; что упрётся первым при 10⁴ ионах — мощность или транспорт.
Литература
- [18] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of Oxford Ionics, Rapidly Accelerating Its Quantum Computing Roadmap,” Sep. 17, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-completes-acquisition-of-oxford-ionics-rapidly-accelerating-its-quantum - [97] A. Ransford et al., “A 98-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all connectivity,” Nature, vol. 655, no. 8121, pp. 81–86, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10676-4. arXiv:2511.05465. D
- [98] Quantinuum, “Quantum Volume.” [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
glossary-item/ Cquantum-volume - [100] J.-S. Chen et al., “Benchmarking a trapped-ion quantum computer with 30 qubits,” Quantum, vol. 8, Art. no. 1516, Nov. 2024, doi: 10.22331/q-2024-11-07-1516. arXiv:2308.05071. D
- [102] A. C. Hughes et al., “Trapped-ion two-qubit gates with >99.99% fidelity without ground-state cooling,” arXiv:2510.17286, Oct. 2025. 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/ Rquantinuum-unveils-accelerated-roadmap-to-achieve-universal-fault-tolerant-quantum-computing-by-2030 - [122] Honeywell, “Honeywell Announces $600 Million Capital Raise for Quantinuum at $10B Pre-Money Equity Valuation to Advance Quantum Computing at Scale,” Sep. 4, 2025. [Online]. Available: https://www.honeywell.com/
us/ Cen/ news/ press-releases/ 2025/ 09/ honeywell-announces-600-million-capital-raise-for-quantinuum-at-10b-pre-money-equity-valuation-to-advance-quantum-computing-at-scale - [123] Quantinuum, “Quantinuum Announces Pricing of Upsized Initial Public Offering,” Jun. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
press-releases/ Cquantinuum-announces-pricing-of-upsized-initial-public-offering - [128] Alpine Quantum Technologies GmbH, “AQT Sets New European Industry Standard: Introducing the ‘LYNX’ Series with Record-Breaking Quantum Volume,” AQT, May 5, 2026. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
lynx-quantum-volume-record/ C - [132] IonQ, “IonQ's Accelerated Roadmap: Turning Quantum Ambition into Reality,” Jun. 13, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
blog/ Rionqs-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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [320] Infineon Technologies AG, “Trapped ion quantum computing.” [Online]. Available: https://www.infineon.com/
promo/ Ctrapped-ions - [323] AQT, “AQT lands million euro contract,” Dec. 5, 2023. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
aqt-lands-million-euro-contract/ C - [326] IonQ, “IonQ Announces Record Second Quarter 2026 Revenues, Growing 287% YoY,” Aug. 5, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-announces-record-second-quarter-2026-revenues-growing-287-yoy - [375] PatSnap, “Trapped Ion Quantum Computing: Technology Landscape 2026,” Apr. 23, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ Pblog/ rd-blog/ trapped-ion-quantum-computing-2026-patsnap-eureka/ - [441] V. M. Schäfer et al., “Fast quantum logic gates with trapped-ion qubits,” Nature, vol. 555, no. 7694, pp. 75–78, Feb. 2018, doi: 10.1038/nature25737. arXiv:1709.06952. D
- [442] D. V. Donchenko, E. A. Anikin, O. Lakhmanskaya, and K. Lakhmanskiy, “Mølmer-Sørensen gates in trapped-ions chains in the presence of correlated noise,” arXiv:2606.23951, Jun. 2026. S
- [443] Q-CTRL, “Learn to optimize Mølmer–Sørensen gates for trapped ions.” [Online]. Available: https://docs.q-ctrl.com/
boulder-opal/ Ctoolkit/ apply/ trapped-ion-quantum-computing/ learn-to-optimize-molmer-sorensen-gates-for-trapped-ions - [895] Y. Fan and J. P. Marceaux, “Lifting multiplicity in randomized benchmarking,” arXiv:2610.03586, Oct. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Бозонные вентили через анциллу (CX кошачьих кубитов, CZ двухрельсовых, светоделитель)
Накачиваемые элементы связи СКВИД/SNAIL и трансмонные анциллы опосредуют светоделительные и запутывающие вентили между бозонными модами сверхпроводниковых резонаторов — для кошачьего кода, GKP и двухрельсового кодирования.
Вердикт. Двухрельсовый резонаторный CZ достигает постселектированной паулиевской ошибки 0.029% за 500 ns, причём ~80% ошибки вентиля сопровождается оповещением (heralded) как стирание (erasure); сохраняющего смещение запутывающего вентиля между кошачьими кубитами по состоянию на 4 сентября 2026 г. не существует.
Λ = коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Две бозонные моды резонаторов никогда не связываются напрямую. Нелинейный элемент между ними — накачиваемый элемент связи на ПТ-СКВИДе или на SNAIL либо дисперсивно связанная трансмонная анцилла — накачивается на разностной частоте мод, превращая фотоны накачки в билинейный обмен (светоделитель) или в условную фазу. Схему задал Yale в 2018 г. светоделителем 50:50 с ВЧ-накачкой между двумя микроволновыми памятями D[471]; точности вентилей идут с 2023 г. D[472].
- b/e: время запутывания ≈500 ns (10⁻⁶·³ s), детерминированное; микроволновые воздействия от электроники комнатной температуры.
- d/g: моды соединены через общий элемент связи, работающий как шина; аппаратура — механически обработанные объёмные резонаторы, а не планарные чипы.
Физика и пределы
Скорость параметрического светоделителя достигает нескольких MHz — отсюда обмены за ~100 ns D[472]; условная фаза набирается через дисперсивный сдвиг χ/2π ≈ 0.1–1 MHz — отсюда запутывающие вентили за ~500 ns D[84]. Нижний предел задаёт анцилла, а не резонатор: при T₁ анциллы ≈ 50–100 µs против вентиля в 0.5 µs ошибка анциллы составляет ~10⁻², если только её не держать виртуальной или не переобозначить. Переобозначение здесь и есть суть: двухрельсовая схема не снижает полную ошибку вентиля, а переводит ~80% её в стирание с оповещением (0.400(4)% на управляющем, 0.096(4)% на целевом), оставляя 0.029(6)% паулиевской ошибки без оповещения и перевороты бита (bit-flip) на уровне 2.8(4)×10⁻⁶ D[84]; локализованные стирания дают на уровне кода примерно в 5× больший допуск по паулиевской ошибке, чем деполяризующий шум P[402]. Режимы отказа: распад анциллы посреди вентиля (в двухрельсовой схеме — стирание, в остальных — фазовая ошибка), дефазировка анциллы, утечка (leakage) в высшие фоковские состояния, которую не видит ни одна проверка, и — для кошачьих кубитов — любой член вентиля, не коммутирующий с двухфотонной диссипацией. Чтобы сдвинуть нижний предел, нужны анциллы с большей когерентностью, виртуальная анцилла или диссипативная связь либо сохраняющий смещение гамильтониан кошачьего кубита — пока это теория P[81].
Достигнутый инженерный уровень
Лучшая демонстрация: двухрельсовый резонаторный CZ, ~500 ns, стирание ≈0.5% на вентиль, постселектированная паулиевская 0.029(6)%, ошибка приготовления и измерения (SPAM) ≈0.02% D[84]факт. D-Wave продвигает это как «приблизительно 99.9%» C[473] — ни сырое, ни постселектированное значение. Типичное в масштабе отстаёт: проверка на трансмонах у AWS занимает 384 ns, стирание 2.54(1)×10⁻² на проверку, остаточная 6.0(2)×10⁻⁴, смещение 42(1) D[85]. CNOT между кошачьими кубитами на аппаратуре не существует P[81]. Доминирующий член ошибки — паулиевская ошибка без оповещения, пережившая постселекцию, плюс ложноотрицательные срабатывания проверки.
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2018-02 | Светоделитель 50:50 с ВЧ-накачкой между двумя резонаторными памятями | Yale | D[471] |
| 2023-03 | Обмен между резонаторами >99.98%, ~100 ns, элемент связи на ПТ-СКВИДе | Yale | D[472] |
| 2026-04 | Проверка на стирание 384 ns, остаточная 6.0(2)×10⁻⁴, смещение 42(1) | AWS | D[85] |
| 2026-08 | Двухрельсовый резонаторный CZ ~500 ns, постселектированная паулиевская 0.029(6)% | Quantum Circuits | D[84] |
Ионы в ловушках реализуют тот же бозонный примитив, управляемый кубитом, за пределами схемной КЭД: одновременная накачка красной и синей колебательных боковых полос даёт спин-зависимое условное смещение колебательной моды, а повороты свободного бозона выполняются как сдвиги фазы лазера; цепочка из трёх ионов ¹⁷¹Yb⁺ с их помощью смоделировала динамику полевой модели Юкавы D[884].
Производство, материалы и цепочка поставок
Анцилла и элемент связи — схемы с алюминиевыми переходами в плёнках алюминия или тантала на кремнии либо сапфире; у Yale моды — механически обработанные объёмные резонаторы из алюминия высокой чистоты, протравленные до добротности 10⁷–10⁸, у D-Wave/Quantum Circuits — коаксиальные объёмные резонаторы λ/4, материал и способ изготовления которых не опубликованы, а Ocelot от AWS держит их в тонкоплёночных копланарных волноводных резонаторах на кристалле, Alice & Bob — в тонкоплёночных танталовых схемах на сапфире D[80]факт. Товарного поставщика резонаторов не существует — Yale изготавливает их сама, D-Wave/Quantum Circuits поставщика не называют, — поэтому обработка поверхности остаётся лабораторным ремеслом, а не квалифицированным процессом. Ниже лежит общая сверхпроводниковая цепочка: Bluefors, поглотившая производителя импульсных труб Cryomech в 2023 г., и Oxford Instruments факт. Экспортная уязвимость — правило BIS 2024 года: ECCN 4A906 (машины, у которых число кубитов и ошибка C-NOT попадают в одну полосу — от 34–99 кубитов при ≤ 10⁻⁴ до любой ошибки начиная с 2 000 кубитов факт), 3A904 (рефрижераторы ≥600 µW при 0.1 K), 3A901 (криогенные усилители) G[301]. Ни стоимость одного резонатора, ни выход годных публично не известны.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Каждой ячейке нужны воздействие на резонатор, воздействие на анциллу и дисперсивное считывание анциллы, поэтому число линий обгоняет число мод. Преобразование в стирания добавляет задержку: AWS разрешает проверку за 384 ns D[85], резонаторный вентиль — за ≈0.4–1 µs D[84]. Это укладывается в петлю, локальную для ПЛИС (FPGA), но не во что-либо за пределами шасси: круговая задержка NVQLink в 3.84 µs годится для обработки синдрома, но не для оповещения Cфакт. Стена здесь сначала геометрическая, а не электрическая: механически изготовленный резонатор — объект размером в кубический сантиметр, поэтому 10³ мод — это задача объёма криостата, а 10⁶ требует планарных или трансмонных вариантов.
Роль в стеке
Общий запутывающий примитив двух конкурирующих сверхпроводниковых архитектур — кодирования кошачий код/код Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP) и двухрельсового кодирования со стиранием. Требует моды резонатора плюс анциллы и заменяет схемы CNOT кошачьих кубитов без анциллы: аппаратура покупается ради преобразуемости в стирание или ради смещения — размен, который обналичила только двухрельсовая схема. Он дотягивается лишь до сверхпроводниковой ветви. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс ≈ 1.44 µs на архитектуре кошачьих кубитов и GKP, наибольший член которого — два слоя вентилей по 500 ns, и ≈ 2.8 µs на двухрельсовой архитектуре, где таких слоёв четыре. Соседние пустые слоты: сохраняющий смещение запутывающий вентиль на кошачьих кубитах и товарный процесс изготовления резонаторов с высокой добротностью.
Свидетельства — как измерены числа
Ключевые цифры получены рандомизированным бенчмаркингом составной двухмодовой системы с постселекцией по считыванию анциллы; доля стираний берётся из того же считывания, поэтому ложноотрицательные срабатывания сваливаются в корзину «остаточной паулиевской». Конструкция проверки на стирание на трансмонных кутритах даёт ложноположительные ~2% и ложноотрицательные 6–8% P[405] — это порядок того, что здесь может быть отнесено не туда. Теория удерживает порог поверхностного кода не ниже удвоенного паулиевского значения при несовершенных проверках, но лишь тогда, когда проверка коротка по сравнению с циклом D[395]. Конфликт: 0.029(6)% против границы 0.12% на глубине D[84] против «≈99.9%» C[473]; из трёх значений лучше всего обосновано измеренное разложение. SUSTech воспроизводит архитектуру, но не точность D[406]. Доли отбрасывания не сообщаются.
Не опубликовано: сумма расширения серии B у Alice & Bob в мае 2026 г. и доли отбраковки при постселекции для двухрельсового CZ и обмена через светоделитель.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Quantum Circuits Inc. | разработчик | США | Построила двухрельсовый CZ за 500 ns; поставляет 8-кубитный Seeker | D[84] |
| D-Wave Quantum | разработчик | США | Владелец с января 2026 г.; финансирует и продвигает | C[14] |
| Yale University | исследования | США | Породил вентили в резонаторах через анциллу | D[471] |
| AWS | разработчик | США | Проверки на стирание на трансмонах; Ocelot; теория CNOT | D[85] |
| Alice & Bob | разработчик | Франция | Вентили на кошачьих кубитах; Helium на 18 кошачьих кубитов, без логических данных | C[87] |
| Nord Quantique | разработчик | Канада | Бозонные вентили GKP; QBI Stage B | C[89] |
Деньги.
| Дата | Участник | Событие | Сумма | Программа / лид | Статус |
|---|---|---|---|---|---|
| 2025-01-28 | Alice & Bob | раунд серии B (продление 2026-05-22, сумма не раскрыта) | €100M | AVP, Bpifrance | закрыто Cфакт |
| 2025-11-04 | US DOE | продление финансирования центра с упоминанием двухрельсовых кубитов | $125M | C2QA/NQISRC | присуждено G[474] |
| 2025-11-06 | DARPA | Stage B, 11 команд, Alice & Bob отсеяна | ≤$15M | QBI | официально G[65] |
| 2026-01-20 | D-Wave | M&A: Quantum Circuits | $550M | — | закрыто C[14] |
| 2026-05-18 | Nord Quantique | долевое финансирование при оценке $1.4B | $30M | — | закрыто C[89] |
| 2026-08-06 | D-Wave | выручка за H1-2026 | $5.9M (−67% YoY) | — | сообщено C[15] |
Рынок и цепочка поставок. В этот механизм никто ничего не продаёт: он едет на цепочках рефрижераторов и переходов, общих для всех сверхпроводниковых кубитов, плюс один необщий шаг — механическая обработка объёмных резонаторов, которая и является единой точкой отказа. ~40 kW у Helium — единственная публичная цифра по мощности в этом семействе C[87]. Он окупается на G2 и является правдоподобным кандидатом на G3 через двухрельсовую схему, но не на G4: ресурсное обоснование кошачьих кубитов опирается на частоту переворотов фазы (phase-flip) на два порядка ниже измеренной, а Λ = 27 у D-Wave — это симуляция её собственной модели ошибок Sфакт.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Amazon Technologies владеет US 11,748,652 B1 (оповещение амплитудно-затухающего распада, выдан 2023-09-05), формула которого напрямую читается на двухрельсовые реализации, где распад сопровождается оповещением G[336], — неудобно для конкурентов, поскольку лицензия не нужна одной лишь AWS. Ни одного семейства Yale или Quantum Circuits в патентном поиске по двухрельсовым кубитам не всплыло факт. Ни судебных споров, ни органа по стандартизации.
Дорожные карты и послужной список. D-Wave/Quantum Circuits (2026-06, на 2032 г.: 100 логических при Λ = 10, через 17 кубитов в 2026 г.) — вентиль опубликован, система по состоянию на 4 сентября 2026 г. не поставлена Pфакт; лучшая физика, как продукт не доказана. Alice & Bob (2023 г., на 2030 г.: 2 000 кошачьих кубитов, 100 логических, 10⁻⁶) — Helium отгружен без логических данных, места в Stage B нет; не подтверждено. Nord Quantique (2024 г., на 2029 г.: 100+ логических при 1:1) — капитализирована, не доказана. AWS — Ocelot поставлен, CNOT между кошачьими кубитами всё ещё теория; заявления не обгоняют измерения.
Стратегическое прочтение. Если преобразование в стирания масштабируется, выигрывают владельцы крупных сверхпроводниковых фабрик, а не узкоспециализированные бозонные команды: механизм переносим, и IBM, Google или Rigetti могут прикрутить анцилловую проверку к существующим трансмонам без всяких объёмных резонаторов P[405]. В этом и состоит угроза замещения для покупки D-Wave за $550M, которая концентрирует ИС йельской родословной, но не покупает фабричного рва. Проигравшие в случае провала — дорожные карты на кошачьих кубитах, экономика которых держится на 100× сокращении ресурсов, не подтверждённом измеренной частотой фазовых переворотов.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить/понизить в течение 12–24 месяцев: CX между кошачьими кубитами на аппаратуре; двухрельсовый вентиль ниже 0.01% постселектированной паулиевской вне Quantum Circuits; поставленную 17-кубитную систему с обещанным 2× снижением логической ошибки относительно физической; опубликованную долю отбрасывания. В лучшем случае к 2029 г.: преобразование в стирания становится штатной надстройкой над трансмонами. В худшем случае: вентили между кошачьими кубитами остаются теорией, а объёмные резонаторы упираются в объём. Открыто: держится ли доля стираний на глубине 10³; какова истинная доля ложноотрицательных срабатываний; можно ли перевести схему в планарный вид без потери добротности; будет ли D-Wave финансировать Quantum Circuits до 2028 г. при полугодовой выручке в $5.9M. Следить за QBI Stage C.
Литература
- [14] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Announces Agreement to Acquire Quantum Circuits Inc., Establishing World's Leading Quantum Computing Company,” Jan. 7, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ Cnewsroom/ press-release/ d-wave-to-acquire-quantum-circuits-inc-establishing-world-s-leading-quantum-computing-company/ - [15] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Reports Second Quarter 2026 Results,” Aug. 6, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ Cnewsroom/ press-release/ d-wave-reports-second-quarter-2026-results/ - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [80] H. Putterman et al., “Hardware-efficient quantum error correction via concatenated bosonic qubits,” Nature, vol. 638, no. 8052, pp. 927–934, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-08642-7. D
- [81] Y. Ye et al., “Bias-preserving cat-cat CNOT gate via vacuum-conditional beam-splitter,” arXiv:2607.22852, Jul. 2026. P
- [84] N. Mehta et al., “An entangling gate for dual-rail erasure qubits,” Nature, vol. 656, no. 8126, pp. 47–53, Aug. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10822-y. arXiv:2503.10935. D
- [85] J. S.-C. Hung et al., “Fast, High-Fidelity Erasure Detection of Dual-Rail Qubits with Symmetrically Coupled Readout,” arXiv:2604.16292, Apr. 2026. D
- [87] N. Coppola, “Alice & Bob Unveils First Quantum System, Helium,” Alice & Bob, Jun. 10, 2026. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
newsroom/ Calice-bob-unveils-first-quantum-system/ - [89] Nord Quantique, “Nord Quantique Reaches $1.4 Billion USD Valuation with Latest Investment,” Business Wire, May 18, 2026. [Online]. Available: https://www.businesswire.com/
news/ Chome/ 20260518358351/ en/ Nord-Quantique-Reaches-$1.4-Billion-USD-Valuation-with-Latest-Investment - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [336] A. M. Kubica and A. Retzker, “Heralding of amplitude damping decay noise for quantum error correction,” Google Patents, Sep. 5, 2023. [Online]. Available: https://patents.google.com/
patent/ GUS11748652B1/ en - [395] K. Chang et al., “Surface Code with Imperfect Erasure Checks,” PRX Quantum, vol. 6, no. 4, Art. no. 040355, Dec. 2025, doi: 10.1103/d1v7-nctj. D
- [402] M. Violaris et al., “Developments in superconducting erasure qubits for hardware-efficient quantum error correction,” arXiv:2601.02183, Jan. 2026. P
- [405] B.-J. Liu et al., “Hardware-Efficient Erasure Qubits With Superconducting Transmon Qutrits,” arXiv:2604.08672, Apr. 2026. P
- [406] W. Huang et al., “Logical multi-qubit entanglement with dual-rail superconducting qubits,” Nat. Phys., vol. 22, no. 4, pp. 591–597, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03211-9. arXiv:2504.12099. D
- [471] Y. Y. Gao et al., “Programmable interference between two microwave quantum memories,” Phys. Rev. X, vol. 8, no. 2, Art. no. 021073, Jun. 2018, doi: 10.1103/PhysRevX.8.021073. arXiv:1802.08510. D
- [472] Y. Lu et al., “High-fidelity parametric beamsplitting with a parity-protected converter,” arXiv:2303.00959, Mar. 2023. D
- [473] K. Chou, J. Teoh, and N. Mehta, “Why D-Wave's New Two-Qubit Gate is a Breakthrough for Quantum Error Correction,” D-Wave Quantum Blog, Aug. 5, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
learn/ Cblog/ posts/ why-d-wave-s-new-two-qubit-gate-is-a-breakthrough-for-quantum-error-correction/ - [474] US Department of Energy, “Energy Department Announces $625 Million to Advance the Next Phase of National Quantum Information Science Research Centers,” Energy.gov, Nov. 4, 2025. [Online]. Available: https://www.energy.gov/
articles/ Genergy-department-announces-625-million-advance-next-phase-national-quantum-information - [884] A. T. Than et al., “Quantum field theory dynamics on a spin–phonon quantum computer,” Nat. Phys., Sep. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03402-4. arXiv:2509.11477. D
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Сохраняющий смещение CNOT между кошачьими кубитами
Прямой запутывающий вентиль между двумя диссипативными кошачьими кубитами, сохраняющий экспоненциальное подавление переворотов бита (bit-flip) на всём протяжении взаимодействия, — пока только теория.
Вердикт. Не продемонстрирован по состоянию на 2026-09-04; понизить всякую оценку числа кубитов для кошачьих кодов, если к 2028 ни один вентиль между двумя кошачьими кубитами не покажет измеренного сохранения смещения.
Λ — коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 — классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Запутывающий вентиль, действующий напрямую между двумя диссипативными кошачьими кубитами, без трансмона-анциллы посредине и сохраняющий асимметрию между переворотом бита и переворотом фазы (phase-flip) на всём протяжении взаимодействия. Все аппаратно реализованные CX кошачьих кубитов выполняются в паре с трансмоном; вариант между двумя кошачьими кубитами — это ровно то, что молчаливо предполагают ресурсные оценки кошачьих кодов. Первая когерентная (унитарная) схема — «светоделитель, обусловленный вакуумом» — выложена 2026-07-24 группой Ye et al. (AWS Center for Quantum Computing / Caltech) S[81]. Запутывание задумано детерминированным, время вентиля не измерено; управление — микроволновое при комнатной температуре, связность — шинная.
Физика и пределы
Трудность геометрическая: CNOT кошачьих кубитов поворачивает когерентную амплитуду мишени на π по условию на управляющем кубите, на короткое время выходя за пределы стабилизированного двухлепесткового многообразия; любой неадиабатический член управляющего воздействия тогда перекачивает населённость между лепестками в виде обычных переворотов бита, уже не подавленных экспоненциально по числу фотонов. Диссипативные схемы удерживают состояние, но расплачиваются наведёнными вентилем переворотами фазы. Унитарная схема отказывается от диссипатора и заявляет логическую память ниже 10⁻⁶ для повторяющего кода расстояния 7 из 13 кошачьих кубитов — исходя из предполагаемых времён жизни и точности задания нелинейности, а не из измерений S[81]. Предел структурный: единственный остаточный член, нарушающий смещение, превращает экспоненту в полином и уносит с собой весь аргумент о числе кубитов S[95].
Достигнутый инженерный уровень
По состоянию на 2026-09-04 запутывающего вентиля между кошачьими кубитами в аппаратуре не существует.
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2025-02 | CX между кошачьим кубитом и трансмоном при n̄ = 2: переворот бита 3.5(4)×10⁻³, переворот фазы 9.6(4)×10⁻² → смещение > 25 под вентилем, > 30 в покое | AWS/Caltech (Ocelot) | D[80] |
| 2026-07 | Предложен унитарный CNOT между кошачьими кубитами; заявлена логическая память <10⁻⁶, расстояние 7 / 13 кошачьих кубитов | Ye et al. | S[81] |
| 2030 | 2 000 кошачьих кубитов → 100 логических при 10⁻⁶, требуется время переворота бита ≥13 мин во время CNOT | Alice & Bob | R[412] |
Соседняя реализация показывает форму бюджета: цикл Ocelot длительностью 2.8 µs сдвинул логическую ошибку лишь с 1.75(2)% при расстоянии 3 до 1.65(3)% при расстоянии 5, поскольку переворот фазы на один CX уже составляет ~10⁻¹ D[80].
Заявка [81] на логическую память <10⁻⁶ опирается на предполагаемые времена жизни компонентов и точность нелинейности; по состоянию на 2026-09-04 нет ни независимого воспроизведения, ни измеренного вентиля. Страница дорожной карты [412] относит требование «13 минут» до переворота бита к чипу Graphene, не уточняя, в простое оно или под вентилем. Ни одна экспериментальная группа не сообщала о попытке перепутывающего вентиля между двумя кошачьими кубитами.
Производство, материалы и цепочка поставок
Выделенного техпроцесса нет: вентиль переиспользует существующие корпуса резонаторов, литографию переходов и микроволновые стойки комнатной температуры. Отказ от анциллы убирает один трансмон и один тракт считывания на каждую пару кубитов в вентиле — Ocelot тратит четыре анциллы на пять кошачьих кубитов, — но добавляет по параметрическому тону на каждый кошачий кубит: число линий на кубит перераспределяется, а не сокращается. На уровне 10³ кошачьих кубитов стеной становятся плотность коаксиальных линий и перекрёстные помехи накачек в одном рефрижераторе растворения; на уровне 10⁴–10⁶ — общая стена микроволнового монтажа, поскольку мультиплексирование тонов накачки кошачьих кубитов средствами крио-КМОП не продемонстрировано.
Роль в стеке
Относится к сверхпроводниковой бозонной архитектуре (кошачьи кубиты/код Готтесмана–Китаева–Прескилла, GKP); требует двух кубитов в кошачьем кодировании и до своего появления не даёт ничего ниже по стеку. Он заменяет бозонный CX через анциллу, обменивая не сохраняющий смещение канал через трансмон на непроверенное прямое взаимодействие; отказ от такого перехода оставляет предел кода заданным переворотами бита анциллы. Производный такт он не сдвигает — здесь это раунд 1.44 µs внутри измеренного цикла 2.8 µs, задаваемый CX плюс дисперсионным считыванием анциллы D[80]. Верификация: единственное свидетельство — предложение; ни воспроизведения, ни попытки в аппаратуре, а <10⁻⁶ — это проекция на уровне кода, а не измеренная точность (fidelity) S[81].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| AWS | разработчик | США | Автор унитарной схемы; владеет аппаратурой CX кошачьих кубитов | S[81] |
| Alice & Bob | разработчик | Франция | Ступень 2030, 2 000 кошачьих кубитов → 100 логических, предполагает его наличие | R[412] |
| DARPA | инвестор | США | Этап B финансирует Nord Quantique, а не Alice & Bob | факт |
Деньги.
2025-01-28 · Alice & Bob · раунд серии B · €100 M · — · закрыт факт
2026-05-22 · Alice & Bob · расширение раунд серии B · сумма не раскрыта · лид NVentures · закрыт C[88]
2026-06-17 · GENCI · покупает первую систему «Helium» · сумма не раскрыта · французское ведомство HPC · закрыт C[87]
2025-11-06 · Nord Quantique · QBI, этап B · $5 M, до $15 M · DARPA · объявлено G[65]
Рынок и цепочка поставок. Ни один поставщик не специфичен для этого вентиля; он переиспользует производство поставщиков кошачьих кубитов и оплачивает собой только G3.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства, специфичного именно для сохраняющего смещение вентиля между кошачьими кубитами, по состоянию на 2026-09-04 не найдено.
Дорожные карты и послужной список. AWS: обещано 2026-07, экспериментальной даты нет S[81]. Alice & Bob: обещано в действующей дорожной карте, на 2030 — Boson 4 (2024) и Helium (2026-06) состоялись, но каждая ступень после Lithium (48 кошачьих кубитов, 4 логических, 10⁻³) предполагает этот вентиль R[412].
Стратегическое прочтение. Если вентиль будет измерен, кошачьи коды сохраняют свой аргумент о числе кубитов, а поставщики трансмонов с поверхностным кодом проигрывают; если после 2028 это по-прежнему теория, аппаратно-эффективный слот занимает двухрельсовое стирание (erasure).
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к 2028, если измеренный вентиль между двумя кошачьими кубитами удерживает время переворота бита в пределах 10× от значения в покое; понизить оценку, если 2028 пройдёт при наличии одних лишь вентилей через анциллу, поскольку ступень 2030 и класс оценок на 126 133 кошачьих кубита теряют свою посылку S[95]. В лучшем случае к 2029 г.: смещение выше 10³ под воздействием. В худшем случае: логика на кошачьих кубитах бессрочно идёт через анциллы. Открытые вопросы: переживёт ли схема разброс нелинейности переходов; можно ли охарактеризовать вентиль без загрязнения со стороны анциллы; кто первым попробует это в аппаратуре? Следить за продолжениями Ocelot и чипом Lithium.
Литература
- [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [80] H. Putterman et al., “Hardware-efficient quantum error correction via concatenated bosonic qubits,” Nature, vol. 638, no. 8052, pp. 927–934, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-08642-7. D
- [81] Y. Ye et al., “Bias-preserving cat-cat CNOT gate via vacuum-conditional beam-splitter,” arXiv:2607.22852, Jul. 2026. S
- [87] N. Coppola, “Alice & Bob Unveils First Quantum System, Helium,” Alice & Bob, Jun. 10, 2026. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
newsroom/ Calice-bob-unveils-first-quantum-system/ - [88] N. Coppola, “Alice & Bob announces Series B Extension,” Alice & Bob, May 22, 2026. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
newsroom/ Calice-bob-announces-series-b-extension/ - [95] É. Gouzien, D. Ruiz, F.-M. Le Régent, J. Guillaud, and N. Sangouard, “Performance Analysis of a Repetition Cat Code Architecture: Computing 256-bit Elliptic Curve Logarithm in 9 Hours with 126133 Cat Qubits,” Phys. Rev. Lett., vol. 131, Art. no. 040602, Jul. 2023, doi: 10.1103/PhysRevLett.131.040602. arXiv:2302.06639. S
- [412] Alice & Bob, “Roadmap,” Jun. 23, 2026. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
roadmap/ R
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Генератор многофотонных ресурсных состояний (RSG; 6-ring и т.п.)
Подсистема «источник + слияние (fusion)», обязанная массово производить кодированные многофотонные графовые состояния с темпом кода, чтобы питать отказоустойчивость на слияниях; ничто и близко не работает на таком темпе.
Вердикт. Реально: 8 фотонов, слитых в 6-кольца и 7-деревья, при 0.4–2.3 совпадения в минуту. Не доказано: существование хоть какого-нибудь генератора, отстоящего от требуемого темпа менее чем на девять порядков. Понизить в ранге, если к 2029 году не появится слитое состояние более чем из 16 фотонов.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Подсистема «источник + слияние», которая обязана изготавливать с темпом кода кодированные графовые состояния — канонически 6-кольцо, — потребляемые и разрушаемые отказоустойчивостью на основе слияний. Слияние типа II по Browne–Rudolph (2005) сделало это возможным; Bartolucci и соавт. закрепили 6-кольцо в качестве эталонного ресурса и задали его бюджет потерь S[179]. Лучшая реализация: MPQ Garching слила детерминированно испущенные фотоны в 6-кольца и 7-деревья, 8 фотонов, 0.4–2.3 совпадения в минуту D[688]. Атрибуты: летающие фотоны от искусственных излучателей, запутывание с оповещением (heralded), отсутствие фиксированного такта; электрооптическое управление при комнатной температуре, ошибки чистых потерь, изготовление фотонных ИС.
Физика и пределы
Граф из n фотонов, собираемый из k-фотонных примитивов, стоит ~n/k слияний, каждое с вероятностью успеха 50% без усиления или 75% с усилением; отказ сопровождается оповещением и даёт стирание (erasure) одного из двух измеряемых исходов, но каждая попытка сжигает фотон, который обязан быть неразличимым и не потеряться. Выход годных есть произведение яркости, неразличимости, вероятности успеха слияния и пропускания по всему состоянию целиком — показателем степени здесь служит число фотонов, а не глубина схемы. Отсюда и допуск кода: 2.7% потерь на фотон при 6-кольцах и ~17% — только при 168-фотонных состояниях, которые никто не умеет строить S[179]. Переанализ 2026 года ужесточает картину: один только отказ слияния задаёт пол логической ошибки уже при нулевых потерях, вынуждая брать очень большое расстояние ради 10⁻¹⁰, тогда как слияние через посредство излучателя поднимает порог до 7.0–7.3% против 0.38–0.82% у некодированного 6-кольца S[264]факт.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2024-05 | 8 фотонов слиты в графы 6-кольцо/7-дерево, 0.4–2.3/мин, точность (fidelity) 0.34–0.85 | MPQ | D[688] |
| 2025-02 | Точность белловского слияния 99.22% (только компонент) | PsiQuantum | D[169]факт |
| 2025-05 | Реконфигурируемые 4-фотонные графовые состояния, одна квантовая точка, ~0.5 Hz | C2N Paris-Saclay | D[824] |
| 2026-06 | Порог потерь при слиянии через излучатель 7.0–7.3% против 0.38–0.82% | Sparrow | S[264] |
Разрыв — в темпе: компоненты преодолевают отметку 99%, но оптическое слияние с 2024 года не продвинулось дальше восьми фотонов.
В СВЧ-диапазоне слияние уже детерминировано: сверхпроводниковая схема сливала генерируемые по запросу кластерные состояния с кодированием time-bin посредством неразрушающей белловской проекции летающих СВЧ-фотонов, со сбросом и повторным использованием кубита, в графовые состояния с подлинной многочастичной запутанностью на 13 фотонных кубитах D[885]. Без СВЧ-оптического преобразователя, который сам является пустым слотом, эти фотоны не могут покинуть криостат, поэтому результат не заполняет данный оптический слот.
Поставка 12-кубитной системы Belenos/Lucy компании Quandela в CEA датируется 2025-10, а запуск Lucy на HPC Joliot-Curie — 2026-04-14; ни один источник эти даты не согласует. По состоянию на 4 сентября 2026 г. ни одна независимая группа не воспроизвела 8-фотонный рекорд MPQ 2024 года.
Производство, материалы и цепочка поставок
Серийного продукта не существует; ближайшая производственная база — 300-mm фотонные ИС: Quantum Technology Solutions компании GlobalFoundries Cфакт и PIXEurope факт. Детерминированные источники — единая точка отказа: Sparrow Quantum, единственный коммерческий поставщик по состоянию на 4 сентября 2026 г., отгружает системную эффективность 20–35% против собственного лучшего образца в 55.3% и рекорда USTC в 71.2% Dфакт; ни стоимость, ни выход годных в пересчёте на состояние публично не раскрыты. Ввод-вывод масштабируется с числом фотонов, а не с числом кубитов: на каждый источник — накачка, дерево коммутаторов и детекторы, на каждое слияние — упреждающее управление (feed-forward) в пределах времени пролёта фотона; ~0.1–0.2 dB на коммутатор против бюджета ~0.5 dB при глубине мультиплексирования ~10 D[169]. При 10³ состояний/с стеной становятся потери в коммутаторах; при 10⁶ — тысячи криогенных детекторных каналов при упреждающем управлении с гигагерцевым темпом. Позиция ECCN 4A906 накрывает машину целиком; источники фотонов не названы ни в одной из позиций факт.
Роль в стеке
В фотонной архитектуре на основе слияний (PsiQuantum, Quandela, QuiX): требует линейно-оптического слияния и одиночных фотонов, даёт единственный вход, который принимает отказоустойчивость на слияниях. Он же задаёт такт архитектуры: на архитектуре слияний раунда синдрома (слои вентилей + транспорт + считывание + сброс) нет, и его место занимает генерация на уровне ~0.4–2.3 min⁻¹ D[688] против ~10⁹ s⁻¹, которые требуются машине класса teraquop (10¹² надёжных операций); соседний слот на 24–168 фотонов пуст. Верификация: рекорд получен томографией по счёту совпадений с точностью 0.34–0.85 в зависимости от типа графа и никем не воспроизведён; ближайшая независимая работа — 4-фотонные состояния D[824]. Все приводимые пороги получены моделированием.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| PsiQuantum | разработчик | США | Собственные слияние и генерация | Dфакт |
| Quandela | разработчик | Франция | Источники на квантовых точках; Lucy на Joliot-Curie, работающая на вентилях с постселекцией, а не на ресурсных состояниях | Cфакт |
| Sparrow Quantum | поставщик | Дания | Единственный коммерческий поставщик источников | Dфакт |
| MPQ Garching | исследования | Германия | Держит рекорд в 8 фотонов | D[688] |
Деньги.
2025-04-10 · Sparrow Quantum · раунд серии A · EUR 21.5 M · ведущий инвестор не раскрыт · закрыт Pфакт
2025-09 · PsiQuantum · раунд серии E · USD 1 B при оценке USD 7 B · закрыт Pфакт
2026-07-22 · PsiQuantum · расширение DARPA QBI Stage C · USD 125 M · окончательно факт
Рынок и цепочка поставок. Коммерческого продукта нет; деньги идут во входные компоненты — чипы-источники (Sparrow, узкое место) и фотонные интегральные схемы (ФИС), способные выполнять слияние. Юнит-экономика не поддаётся оценке; платят только G3/G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. По состоянию на 4 сентября 2026 г. нет датированного патентного семейства, специфичного именно для генерации ресурсных состояний; смежный выданный патент — US 12,437,225 компании ORCA факт. Стандарта на пропускную способность не существует.
Дорожные карты и послужной список. (2025-07 · QuiX, генерация с коррекцией ошибок к 2027 · в ожидании); (2025 · Quandela, первый логический кубит · не выполнено; вход в Stage A программы QBIT 2026-06-16 факт). Датированной вехи по темпу генерации не существует.
Стратегическое прочтение. Судьбу фотоники на слияниях решает темп генерации, а не точность; поставщик источников, владеющий заодно и слиянием, получает рычаг влияния на интеграторов, которые делают источники своими силами. Если направление не выйдет, архитектура проигрывает непрерывным переменным с кодом Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP) и вещественным кубитам.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к 2028 году: опубликованное слитое состояние более чем из 16 фотонов с указанием точности и темпа; понизить в ранге, если число фотонов останется однозначным. Лучший сценарий к 2029 году: коммерческие излучатели вместе со слиянием на кристалле выходят на ≥10³ состояний/с. Худший сценарий: подпороговый пол подтверждается, и от чисто линейно-оптических 6-колец отказываются. Открытые вопросы: смогут ли мультиплексированные источники обойти излучатели в пересчёте на одно полезное состояние; закроет ли Sparrow разрыв между 20–35% и 55%. Следить: любая цифра по темпу в материалах государственной V&V на DARPA Stage C.
Литература
- [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
- [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
- [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
- [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
- [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
- [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
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Линейно-оптическое слияние (с оповещением)
Вероятностное измерение пары фотонов в базисе Белла — 50% без усиления, 75% со вспомогательными фотонами, — отказ которого сопровождается оповещением (heralded) и даёт стирание (erasure) одного из двух измеряемых исходов; запутывающий примитив фотоники на слияниях (fusion).
Вердикт. Реально: одиночные слияния с белловской точностью 99.22% на кристалле и 99.72% между кристаллами (PsiQuantum, 2025-02). Не доказано: хоть какая-нибудь сеть сцепленных слияний со сквозной вероятностью успеха. Понизить в ранге, если к 2028 году не опубликован результат по многократному слиянию.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Измерение в базисе Белла — светоделитель, фазовращатели, детекторы с разрешением числа фотонов, — которое либо проецирует два фотона на белловское состояние, либо уничтожает оба и сообщает об этом, отдавая коду стирание вместо ошибки Паули. Browne и Rudolph ввели слияние типа I/II в 2005 году, чтобы наращивать кластерные состояния без детерминированного вентиля S[451]; линейная оптика ограничивает однозначное различение уровнем 50%, незапутанные анциллы поднимают его до 75% S[419]. Атрибуты: летающие фотоны, запутывание с оповещением за ~100 ns; электрооптическое управление при комнатной температуре, ошибки с доминированием потерь, изготовление фотонных ИС.
Физика и пределы
Потолок 50% — ограничение линейной оптики (Calsamiglia и Lütkenhaus, 2001): пассивная оптика с анциллами в вакуумном состоянии различает не более двух из четырёх белловских состояний, а анцилла-фотоны, поднимающие его до 75% и выше, сами обязаны уцелеть. Рабочий показатель — вероятность успеха × пропускание²; потери в лучшем случае превращают успех в отказ с оповещением, в худшем — в необнаруженную ошибку. Сам вентиль не является проблемой: 99.22 ± 0.12% на кристалле, 99.72 ± 0.04% между кристаллами на 42 m при ~2 K D[169]факт. Предел снизу задаёт тракт вокруг вентиля — SiN 1.8 ± 0.2 dB/m, коммутатор на BTO 100 mdB, стыковка волокно–кристалл 52 mdB, интегральный сверхпроводниковый однофотонный детектор (SNSPD) с медианной эффективностью 93.4% D[169] — и сам факт отказа: переанализ 2026 года помещает пол логической ошибки в точку нулевых потерь, так что чисто линейно-оптические конструкции требуют очень большого расстояния, тогда как слияние через посредство излучателя терпит 7.0–7.3% S[264]факт.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2005 | Слияние типа I/II, успех 50%, предложение | Browne & Rudolph | S[451] |
| 2014 | Белловское измерение с успехом 75% на незапутанных анциллах | Ewert & van Loock | S[419] |
| 2025-02 | Белловская точность 99.22 ± 0.12% на кристалле; 99.72 ± 0.04% между кристаллами, 42 m | PsiQuantum | D[169] |
| 2026-06 | Шумовой пол от отказов слияния при нулевых потерях; порог 7.0–7.3% | Sparrow | S[264] |
Каждая датированная точность относится к одному слиянию, измеренному изолированно; вероятность успеха для цепочки слияний публично не раскрыта.
По состоянию на 4 сентября 2026 г. ни одна вторая группа не воспроизвела точности слияния PsiQuantum 99.22%/99.72%. Lucy компании Quandela описана в источниках только как машина на 12 фотонных кубитов, а не как система на основе слияний. Потери в волноводе PsiQuantum в основном отчёте, 0.5 dB/m, расходятся с цифрой статьи Nature — 1.8 ± 0.2 dB/m для одномодового SiN, которая и используется здесь.
Производство, материалы и цепочка поставок
Материалов, специфичных для слияния, нет: вентиль переиспользует стек платформы — волноводы SiN, коммутаторы на BTO, интегральные SNSPD на 300-mm кремнии у GlobalFoundries Cфакт. Производство определяет потери на элемент, а каждый элемент находится внутри попытки: коммутатор 100 mdB, стыковка волокно–кристалл 52 mdB D[169]; лучшая корпусированная стыковка — 0.085 dB на грань у Xanadu Cфакт. Ввод-вывод — это каналы и задержка: 2–4 детектора с разрешением числа фотонов на каждое слияние плюс упреждающее управление (feed-forward) в пределах времени пролёта фотона; Aurora работает с 12 модами на такте 1 MHz D[173]. При 10³ слияний/с ограничением служат накопленные потери в коммутаторах; при 10⁴–10⁶ — число криогенных каналов и упреждающее управление с гигагерцевым темпом, которое ещё не построено. Позиция ECCN 4A906 накрывает машину, 3A901 — электронику для температур ниже 4.5 K факт.
Роль в стеке
Требует одиночных фотонов, однофотонного детектирования для оповещения и электрооптической коммутации для упреждающего управления; даёт измерения слияния, потребляемые генерацией ресурсных состояний и отказоустойчивостью на слияниях (PsiQuantum, Quandela, QuiX). На фотонной GKP-архитектуре (код Готтесмана–Китаева–Прескилла) с непрерывными переменными (Xanadu) он служит альтернативой и замещает гауссово объединение на непрерывных переменных — смена механизма меняет разом детекторы, кодирование и модель ошибок. Вклад в такт ~1.0 × 10⁻⁷ с на попытку, делённый на вероятность успеха и глубину мультиплексирования, поэтому производный такт определяется генерацией, а не вентилем. Верификация: заявленные цифры — это томография одного слияния; ни один протокол не сообщает об успехе на глубине, и ни одна вторая группа их не воспроизвела.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| PsiQuantum | разработчик | США | Наивысшая опубликованная точность слияния, 300-mm линия | Dфакт |
| Quandela | разработчик | Франция | Линейно-оптическое оборудование, введённое в эксплуатацию | Cфакт |
| QuiX Quantum | разработчик | Нидерланды | Оборудование MBQC в DLR | Cфакт |
| Sparrow Quantum | исследования | Дания | Пороговая аргументация против линейно-оптического слияния | Sфакт |
| DARPA | инвестор | США | Финансирует PsiQuantum на Stage C, Quandela по QBIT | факт |
Деньги.
2025-09-10 · PsiQuantum · раунд серии E · USD 1 B при оценке USD 7 B · BlackRock, Temasek · закрыт факт
2026-06-16 · Quandela · DARPA QBIT Stage A · сумма не раскрыта · объявлено факт
2026-07-22 · PsiQuantum · расширение DARPA QBI Stage C · USD 125 M · окончательно факт
Рынок и цепочка поставок. Отдельного рынка нет: слияние поставляется внутри фотонной ИС, поэтому его практически достижимую вероятность успеха задают фабрика и подрядчик по корпусированию. Риск концентрации сосредоточен на GlobalFoundries; платят только G3/G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. По состоянию на 4 сентября 2026 г. датированного патентного семейства, специфичного именно для вентиля слияния, нет; ближайшее — US 12,437,225 компании ORCA факт.
Дорожные карты и послужной список. (2025-02 · покомпонентные метрики Omega · выполнено); (2026-07 · V&V коммутаторов, корпусирования и криогеники на Stage C · в работе, речь о валидации финансирования, а не о публикации). Доверие к компонентам хорошее, слияние на системном уровне не проверено.
Стратегическое прочтение. Точность компонентов — это лишь входной билет; борьба идёт за вероятность успеха на глубине, а там пороговый аргумент 2026 года играет в пользу слияния через посредство излучателя — вызов для PsiQuantum и QuiX и окно возможностей для поставщиков квантовых точек. Если линейная оптика устоит, стоимость захватят фабрики.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к 2027 году: публикация сети из ≥3 сцепленных слияний со сквозной вероятностью успеха и статистикой стираний; понизить в ранге, если к 2028 году останутся только цифры по одиночным слияниям. Лучший сценарий к 2029 году: усиленное слияние выше 75% на кристалле. Худший сценарий: пол отказов при нулевых потерях подтверждается, и линейно-оптическое слияние выживает только внутри гибридов с излучателями. Открытые вопросы: насколько коррелированы отказы по площади кристалла; поддерживает ли разрешение числа фотонов с эффективностью 93% режим усиления.
Литература
- [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
- [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
- [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
- [419] F. Ewert and P. van Loock, “3/4-Efficient Bell Measurement with Passive Linear Optics and Unentangled Ancillae,” Phys. Rev. Lett., vol. 113, no. 14, Art. no. 140403, Sep. 2014, doi: 10.1103/PhysRevLett.113.140403. arXiv:1403.4841. S
- [451] D. E. Browne and T. Rudolph, “Resource-Efficient Linear Optical Quantum Computation,” Phys. Rev. Lett., vol. 95, no. 1, Art. no. 010501, Jun. 2005, doi: 10.1103/PhysRevLett.95.010501. S
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Майорановский вентиль через измерения
Вентили Клиффорда, порождаемые последовательностями совместных измерений фермионной чётности вместо физического плетения; специфицированы с 2008 года, ни разу не приведены в действие.
Вердикт. Фальсифицирован как механизм вентиля, если к концу 2027 года не появятся и совместное (в X-базисе) измерение чётности с заявленной ошибкой, и любая операция над двумя тетронами; по состоянию на 4 сентября 2026 г. число выполненных вентильных операций равно нулю.
Λ = коэффициент подавления ошибки на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Плетение заменяется расписанием проективных совместных измерений фермионной чётности. Бондерсон, Фридман и Наяк показали в 2008 году, что тождество анионной телепортации позволяет измерениям топологического заряда воспроизводить преобразования плетения S[475]; Карциг с соавторами перевели это в железо в 2017 году — клиффордовские операции читаются как сдвиги дифференциальной ёмкости точек, туннельно связанных с майорановскими модами S[421]. Все опубликованные здесь измерения — одиночные проводные (Z-типа); совместное двухпроводное измерение, которое и является вентилем, не сообщалось никогда D[21].
a изготовлен (1.0) · b время вентиля не измерено, детерминирован по замыслу · c собственного считывания нет
d статичен · e низкочастотное управление при комнатной температуре · f структура ошибок неизвестна · g стек проводов, выращенный методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ)
Физика и пределы
Точность (fidelity) есть отношение времени совместного измерения к времени жизни проецируемого базиса, и именно это отношение губит механизм. Чётность Z-петли тетрона живёт 12.4 ms, X-петли, которую вентиль проецирует многократно, — 14.5 µs, примерно в 1000 раз меньше D[20], что приписывается большему сечению захвата квазичастиц у двухпетлевой конфигурации: это отравление, а не дефазировка. При SNR 1 за 3.6 µs D[13] одна X-проекция съедает пятую часть этого окна, так что у клиффордовской последовательности не остаётся запаса. Работа адаптивна (следующий базис определяется предыдущим исходом), поэтому цепь прямой связи (feed-forward) обязана замкнуться внутри того же окна; ничего подобного не опубликовано. Между тем на тривиальных андреевских уровнях последовательность измерений вообще не реализует никакого плетения D[23].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2025-02 | Одиночное проводное считывание чётности, 1% ошибки отнесения, удержание >1 ms | Microsoft Azure Quantum | D[13] |
| 2025-07 | Z-петля тетрона 12.4 ms против X-петли 14.5 µs | Microsoft Quantum | D[20] |
| 2026-06 | Переключение чётности ~20 s, один провод одного InAs–Pb тетрона | Microsoft Quantum | D[21] |
Ни одна строка не является вентилем: результат 2026 года измерял один нанопровод из массива тетронов: ни плетения, ни совместной чётности, ни двухкубитной операции, ни запутанности, ни T₁/T₂ D[21].
HTML-версия [20] на arXiv даёт также X-петлю ~4 µs и Z-петлю ~9.3 ms для других настроек; отношение ~1000× сохраняется при обоих прочтениях, точечные значения 14.5 µs / 12.4 ms — нет. Не опубликовано: долларовая сумма контракта DARPA US2QC для Microsoft, а также латентность прямой связи, время переключения связи «точка — провод» и проектное время вентиля для этого механизма.
Производство, материалы и цепочка поставок
Ради одного этого механизма ничего не изготавливается: он потребляет стек InAs–Pb и лежащее ниже считывание. Непостроенная часть — управление: перестраиваемые связи «точка — провод» на каждый тетрон, радиочастотная петля на каждую измеряемую чётность и тракт «демодулятор — смещение», который обязан разрешаться внутри X-окна. При 10³ тетронах бюджет линий напоминает считывание трансмонов; стена — это латентность, не оценённая количественно, поскольку ни одна адаптивная последовательность не была даже опробована.
Роль в стеке
Требует носителя на майорановской чётности (два провода на тетрон) и считывания по квантовой ёмкости; он обеспечил бы весь клиффордовский слой топологической архитектуры. Единственная замена — плетение в сетях T-образных соединений, геометрия, которую никто не строит. Производного такта нет: поскольку ни один вентиль не выполнен и кода на этой архитектуре нет, сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс сводится к своему члену считывания, ~3.6 µs D[13], а сброс не опубликован. Верификация здесь — телеграфная статистика, а не бенчмарки: нет ни рандомизированного бенчмаркинга, ни томографии, ни теста Белла. Независимое однократное считывание чётности от QuTech (Nature 650, 2026-02-11) воспроизводит метод на цепочках квантовых точек InSb с заявленной ограниченной защитой D[216]; Matters Arising Легга (2026-06-24) доказывает, что области считывания разупорядочены и бесщелевые, а значит сигналы могут быть тривиальными, и ответ Microsoft, вышедший в тот же день, не уступает ничего D[23].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что делают | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Microsoft Quantum | разработчик | США | Единственный строитель; тетроны, вентиля нет | D[21] |
| DARPA | инвестор | США | Финальная стадия US2QC Validation & Co-Design с 2025-02-06, оценивают AFRL и Johns Hopkins APL; не исполнитель QBI Stage B | факт |
| QuTech | исследования | Нидерланды | Независимое считывание чётности, но не этот вентиль | D[216] |
Деньги. 2025-02-06 · Microsoft · US2QC переходит в финальную стадию Validation & Co-Design · сумма не раскрыта · DARPA · объявлено факт. 2026-01-23 · Microsoft · Quantum Pioneers Program · ≤ USD 200 000 на академическую заявку по топологическим вычислениям на основе измерений · объявлено Pфакт.
Рынок и цепочка поставок. Ни рынка, ни юнит-экономики; заплатила бы только отказоустойчивость класса G3/G4, и то лишь после двухкубитного результата. Снабжение замкнуто внутри одной компании: риск концентрации тотальный.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Собственная опубликованная родословная Microsoft S[421]; датированного числа патентов именно по этому вентилю по состоянию на 4 сентября 2026 г. не найдено.
Дорожные карты и послужной список. («годы, а не десятилетия», обещано 2025-02, применительно к отказоустойчивости → переформулировано как 2029 в 2026-06; статус на 4 сентября 2026 г.: ни совместного измерения, ни вентиля) C[215]; горизонт DARPA для масштаба полезности — 2033 факт. Каждый годовой результат Microsoft оказывался считыванием; в 2029 году не заявлено ни одной вехи по X-измерению.
Стратегическое прочтение. Если клиффордовские операции только на измерениях заработают, Microsoft пропустит изготовление T-образных соединений и завладеет всей архитектурой; если нет, то узлы кодирования, считывания и эпитаксии ниже потеряют своего единственного потребителя.
Перспективы и открытые вопросы
Фальсифицируемо за 12–24 месяца: первое совместное (в X-базисе) измерение чётности с заявленной ошибкой отнесения; любая операция или запутывание между двумя тетронами; опубликованное отношение X/Z ниже 100×. Подтверждение — по первым двум пунктам; понижение до теории, если ничего не появится к концу 2027 года. В лучшем случае к 2029 — клиффордовские операции только на измерениях на небольшом массиве; худший — X-базисное отравление внутренне присуще двухпетлевой геометрии, и направление закрывается. Открытые вопросы: асимметрия геометрическая или материальная; попытается ли кто-нибудь вне Microsoft выполнить совместное измерение.
Литература
- [13] Microsoft Azure Quantum, “Interferometric single-shot parity measurement in InAs–Al hybrid devices,” Nature, vol. 638, no. 8051, pp. 651–655, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-024-08445-2. D
- [20] M. Aghaee et al., “Distinct Lifetimes for X and Z Loop Measurements in a Majorana Tetron Device,” arXiv:2507.08795, Jul. 2025. D
- [21] M. Aghaee et al., “20 Second Parity Lifetime in an InAs–Pb Tetron Device,” arXiv:2606.03884, Jun. 2026. D
- [23] Microsoft Quantum, “Reply to: On the robustness of topological gap detection via transport,” Nature, vol. 654, no. 8120, pp. E27–E28, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10568-7. D
- [215] C. Nayak, “Majorana 2 – Microsoft's Scalable Quantum Processor With Reliable, Long-Lasting Qubits,” Microsoft Quantum. [Online]. Available: https://quantum.microsoft.com/
en-us/ Cinsights/ blogs/ majorana-2-scalable-quantum-processor - [216] N. van Loo et al., “Single-shot parity readout of a minimal Kitaev chain,” Nature, vol. 650, no. 8101, pp. 334–339, Feb. 2026, doi: 10.1038/s41586-025-09927-7. D
- [421] T. Karzig et al., “Scalable designs for quasiparticle-poisoning-protected topological quantum computation with Majorana zero modes,” Phys. Rev. B, vol. 95, no. 23, Art. no. 235305, Jun. 2017, doi: 10.1103/PhysRevB.95.235305. arXiv:1610.05289. S
- [475] P. Bonderson, M. Freedman, and C. Nayak, “Measurement-Only Topological Quantum Computation,” Phys. Rev. Lett., vol. 101, no. 1, Art. no. 010501, Jun. 2008, doi: 10.1103/PhysRevLett.101.010501. arXiv:0802.0279. S
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Аналоговая эволюция под ридберговским гамильтонианом
Глобальные лазерные поля возбуждают программируемый ридберговский изинговский гамильтониан сразу на всём массиве пинцетов: программой служат формы сигналов Ω(t), Δ(t), фиксированный узор локальной отстройки и геометрия атомов, а дискретного вентиля нет.
Вердикт. Продемонстрирована до 256–289 атомов и продуктивна для физики многих тел, но оценивается по наблюдаемым, а не по ошибке вентиля: эталонный бенчмарк многочастичной точности даёт 0.095 на 60 атомах на академической машине на Sr, в реестре нет ни одного показателя точности для Aquila или Fresnel по состоянию на 2026-09-26, а сам режим не допускает коррекции ошибок.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; MIS = максимальное независимое множество (maximum independent set); SA = имитация отжига (simulated annealing); Fd = оценка многочастичной точности (fidelity) типа перекрёстной энтропии; MPS = матрично-произведённое состояние (matrix-product state; χ = размерность связи); AHS = аналоговое гамильтоново моделирование (analog Hamiltonian simulation), тип программы в Amazon Braket; G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Массив эволюционирует под одним гамильтонианом, H/ℏ = Σᵢ (Ω(t)/2) σˣᵢ − Σᵢ [Δ(t) + hᵢ Δ_loc(t)] nᵢ + Σ_{i<j} C₆ r_ij⁻⁶ nᵢ nⱼ: глобальные формы сигналов, один статический узор по позициям hi, связи, зафиксированные положениями атомов C[262]C[429]. Технология g_ryd использует ту же блокаду для двухатомного CZ внутри схемы; здесь она действует на все пары в течение всего прогона, а выходом служит выборка битовых строк. Технология g_anneal, потоковый отжигатель на ВЧ-СКВИДах, задаёт связи программируемыми элементами связи на чипе D[430]; здесь матрицей связей служит геометрия, а блокада ограничивает динамику независимыми множествами графа единичных дисков — основой кодирования MIS D[431]. Происхождение: 51 атом в 1D, Harvard/MIT, 2017 D[384]; архитектура Pasqal 2020 года, называющая аналоговые «гамильтоновы последовательности» рядом со схемами D[385]; Aquila на Amazon Braket C[262].
Атрибуты: естественный носитель; времени шага нет (одна эволюция, ≤4 µs на Aquila); считывание унаследовано; подвижности во время программы нет; оптическое управление при комнатной температуре; когерентные ошибки и ошибки потерь; оптическое производство.
Физика и пределы
Aquila: Ω ≤ 15.8 rad/µs, |Δ| ≤ 125 rad/µs, C6 = 5 420 503 µm⁶ rad/µs (70S), шаг ≥4 µm, программа ≤4 µs, T2* 5.8 µs, T2 под возбуждением 7.5 µs C[262]: радиус блокады (C6/Ω)1/6 ≈ 8.4 µm при полной амплитуде возбуждения и программа длиной ~половина T2 под возбуждением, ~10 периодов Раби S. Названные слагаемые ошибки: амплитудный и фазовый шум лазера; тепловое движение (доплеровский сдвиг, разброс положений 0.200 µm); рассеяние через промежуточное состояние, которое продолжается и при выключенном возбуждении; неоднородность отстройки — 0.37 rad/µs RMS по полю и 0.18 rad/µs от запуска к запуску (shot-to-shot) C[262]. Через r⁻⁶ разброс положений даёт ~30% разброса от запуска к запуску для связи длиной 5.5 µm (δV/V = 6δr/r) S — безвредно глубоко в блокаде и решающе там, где V ≈ Ω, что и выбирает упорядоченную фазу. Локальная отстройка — это фиксированный узор с формой сигнала ≤0, и программы, использующие её, декогерируют быстрее указанного T2 C[429]. Ошибки когерентно накапливаются за прогон, в котором нет точки для измерения синдрома, поэтому никакой код не действует S; детектирование стираний (erasure) на Sr подняло нижнюю границу точности белловской пары с ≥0.9971 до ≥0.9985 отбрасыванием помеченных запусков D[143] — это постселекция, а не коррекция.
Аналоговые ридберговские программы ограничивает несколькими микросекундами время взаимодействия, а не число атомов. Два циркулярных ридберговских атома в лазерных ловушках (долгоживущие состояния с максимальным угловым моментом) в Laboratoire Kastler Brossel в Париже поддерживали спиновый обмен дольше 60 µs и 40 периодов осцилляций при времени затухания 59 µs — примерно вдесятеро дольше прежнего рекорда; контраст осцилляций получен с постселекцией (79% против 33% без неё) P[899].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2017-11 | 51 атом, 1D; порядок Z₂, осцилляции после квенча (quench) | Harvard/MIT | D[384] |
| 2021-07 | 64–256 атомов, 2D; изинговский переход в (2+1)D | Harvard/MIT | D[432] |
| 2021-07 | До 196 атомов, квадратные и треугольные антиферромагнетики | Institut d'Optique | D[433] |
| 2021-12 | 219 атомов на рёбрах решётки кагоме; топологическая спиновая жидкость | Harvard/MIT | D[434] |
| 2022-06 | До 289 атомов; MIS, сверхлинейное ускорение против SA | под руководством Harvard | D[435] |
| 2024 | 60 атомов Sr; Fd = 0.095(11) при насыщенном запутывании | Caltech | D[436] |
| 2025-06-04 | Разрыв струны в (2+1)D на Aquila | QuEra и др. | D[226] |
Выше ~100 атомов ничего точно не проверяется: работа на 196 атомах сверялась с численным расчётом лишь до ~100 D[433]. Ускорение 2022 года не выдержало проверки: классические решатели достигают оптимума на тех же экземплярах типа Union Jack вплоть до тысяч вершин за минуты D[431]. Pasqal предлагает 100-кубитный аналоговый QPU в Google Cloud (2025-05-13) C[437]; технического описания Fresnel, подобного описанию Aquila, по состоянию на 2026-09-26 не найдено.
Производство, материалы и цепочка поставок
Пластины нет; оптическая сборка общая с цифровыми атомными архитектурами. Orion Gamma: 140 кубитов, комнатная температура, в среднем 3 kW, минимальный шаг 5 µm C[438]. Специфичное для аналогового режима добавление — поле отстройки с разрешением по позициям, аппаратную часть которого QuEra не описала C[439]; больше ничто в источниках не отделяет аналоговую спецификацию оборудования от цифровой S.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Управление не зависит от N: несколько форм сигналов, один узор и геометрия C[262]. Стоимость переносится на считывание и повторения. Aquila ошибочно считывает 8% ридберговских и 1% основных атомов и оставляет пустыми 0.7% позиций C[262], так что снимок 256 позиций, наполовину возбуждённых, читается без ошибок с вероятностью 0.92¹²⁸×0.99¹²⁸ ≈ 6×10⁻⁶, а бездефектный регистр есть в ~17% запусков S. Запуски идут с частотой ниже 10 Hz на Aquila C[262] и с эффективной частотой ≥0.25 Hz на Orion Gamma C[438]: 10⁴ запусков занимают от ≥17 min до ~11 h S.
Роль в стеке
Слот 3 архитектуры «Аналоговый симулятор на нейтральных атомах (ридберговские массивы, решёточные газы)» (щелочной атом → аналоговый кубит «основное–ридберговское состояние» → эта технология → транспорт на АОД (акустооптический дефлектор) → лазер + управление АОД/SLM (пространственный модулятор света) → регистрация флуоресценции; слои 7–9 пусты; оптическая сборка), обслуживающей G1. Технология требует щелочного атома, кодирования «основное–ридберговское состояние» и глобальных ридберговских лазеров; наверх она ничего не даёт; она ничего не заменяет и сама заменяется на g_ryd, когда машина становится цифровой. Реестр: Aquila (QuEra, 256 позиций) и Fresnel/Fresnel 2 (Pasqal, 100 кубитов) несут её как основную, обе ✅; линейка Orion от Pasqal несёт её как альтернативную на архитектуре «Ридберговский массив пинцетов — щелочные атомы (Rb/Cs)», 🔎. Журнал пробелов предлагал архитектуры массивов щелочных и щёлочноземельных атомов; технология получила собственную архитектуру, и ни одна щёлочноземельная машина реестра её не выполняет, хотя приведённый выше бенчмарк точности использовал Sr D[436], — ребро «требует щелочного атома» уже, чем физика.
Свидетельства — как измерены числа
Поскольку ошибки вентиля нет, точность выводится из наблюдаемых: параметров порядка в сравнении с численным расчётом, пригодных до ~100 атомов D[433]; Fd, который взвешивает измеренные битовые строки смоделированными вероятностями, — 0.095(11) на 60 атомах, где MPS в световом конусе при χ* = 3400 (~110 GB, ~180 ядро-суток) не отстаёт D[436]; и выхода задачи, например размера MIS, который дёшево проверить, но оптимальность которого не доказать D[431]. Fd требует классических вероятностей, поэтому то, что он сертифицирует, можно смоделировать. Λ не определён. Ячейка Orion остаётся 🔎: цитируемая страница (2026-01-29) упоминает локальную отстройку для моделирования материалов и Vela 2026 года с более чем 256 кубитами, но не аналоговый режим, не MIS, не Orion и не ≤100 кубитов C[390].
Продолжение работы Aquila на Braket выведено из релиза QuEra от 2026-06-15, который этого не утверждает. Не опубликовано: аппаратный механизм локальной отстройки у Aquila (пучок светового сдвига или иной), чьи величина, разрешение и ошибка калибровки по позициям доступны лишь как свойства устройства в Braket SDK; время жизни ридберговского состояния или скорость потери атомов во время эволюции для Aquila; и техническое описание Fresnel (Ω, Δ, T2, ошибки детектирования).
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно они делают с этой технологией | Свидетельства |
|---|---|---|---|---|
| QuEra Computing | разработчик | США | Aquila, 256 позиций, на Braket с 2022 года | C[162] |
| Pasqal | разработчик | Франция | 100-кубитный аналоговый QPU; аналоговый режим на Orion | C[437] |
| Amazon Web Services | облачный канал | США | Локальная отстройка на Aquila по запросу, 2024-04-11 | C[440] |
| Harvard/MIT | исследования | США | Эксперименты на 51–289 атомах | D[435] |
| Caltech | исследования | США | Бенчмарк Fd, 60 атомов Sr | D[436] |
Деньги.
- 2025-09-09 · QuEra · расширение раунда серии B, присоединяется NVentures · USD 230 M · объявлено; нацелено на отказоустойчивость C[153]
- 2026-08-28 · Pasqal · слияние со SPAC, Nasdaq PSQL · ~USD 360 M денежными средствами · закрыто P[156]
Рынок и цепочка поставок. Два поставщика, два облачных канала. Pasqal сообщает о семи развёрнутых QPU и сегодня продвигает свою платформу как аналоговую P[156]; аналоговое предложение QuEra — одна машина. Работает только на G1.
Интеллектуальная собственность и стандарты. По состоянию на 2026-09-26 подсчёта патентов, специфичных для аналогового режима, нет; формат программы задан облаком (Braket AHS) C[429]; органа по стандартизации нет.
Дорожные карты и послужной список. Pasqal обещала 10 000 физических кубитов на 2026 год (2024-03-13) R[167]; её запуск 2026 года — Vela, более 256 кубитов R[390], — недобор ~39× S, а её брошюра называет поставку в 2027 году, 200+ C[438]. Libra от QuEra (2028) — цифровая, без аналоговой спецификации R[162].
Стратегическое прочтение. Аналоговый режим — мост к выручке для обоих поставщиков, пока созревает g_ryd. С сертифицированным преимуществом выше ~100 атомов он остаётся инструментом G1; без него он становится режимом цифровых машин, как на Orion.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если к 2027-12-31 коммерческая аналоговая машина опубликует многочастичную точность на ≥60 атомах или если аналоговый результат выдержит год классических попыток опровержения; понизить, если Vela и следующие системы QuEra будут поставлены без аналоговых спецификаций. Открытые вопросы. (1) Может ли Fd сертифицировать за пределами размера, на котором MPS не отстаёт? (2) Каковы ошибки калибровки локальной отстройки по позициям? (3) Как потеря T2 под возбуждением делится между фазовым шумом, доплеровским сдвигом и рассеянием? (4) Может ли исключение стираний проводить постселекцию многочастичных прогонов при приемлемой цене в запусках? (5) Переживёт ли ребро «требует щелочного атома» появление щёлочноземельных аналоговых машин?
Для аналоговой эволюции предложен бенчмарк, не требующий адресации отдельных атомов: приготовить U†AU с глобальным поворотом A вокруг оси y и зондировать коллективным поворотом вокруг оси z; квантовая информация Фишера (насколько резко выход откликается на угол зондирования) растёт с числом атомов для динамики, близкой к случайной по мере Хаара, и в точности равна нулю для клиффордовых схем, так что степень случайности схемы можно оценивать без вычисления идеальных выходных вероятностей — при условии, что эволюцию можно провести и в обратном направлении (U†) P[892]. Это теоретическое предложение, на аналоговом массиве ещё не выполненное.
Литература
- [143] P. Scholl, A. L. Shaw, R. B.-S. Tsai, R. Finkelstein, J. Choi, and M. Endres, “Erasure conversion in a high-fidelity Rydberg quantum simulator,” Nature, vol. 622, p. 273, 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06516-4. arXiv:2305.03406. D
- [153] QuEra Computing, “QuEra Expands $230 Million Financing Round Advancing Quantum-Accelerated Supercomputing,” Sep. 9, 2025. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Cquera-expands-230-million-financing-round-advancing-quantum-accelerated-supercomputing - [156] M. Swayne, “Pasqal Completes SPAC Merger With $360 Million in Cash,” The Quantum Insider, Aug. 28, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P08/ 28/ pasqal-completes-spac-merger-with-360-million-in-cash/ - [162] QuEra Computing, “QuEra Announces 2028 Fault-Tolerant Quantum Computer and Expanded Multi-Year Strategic Collaboration with AWS,” Jun. 15, 2026. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Cquera-announces-2028-fault-tolerant-quantum-computer-and-expanded-multi-year-strategic-collaboration-with-aws - [167] J. Russell, “PASQAL Issues Roadmap to 10,000 Qubits in 2026 and Fault Tolerance in 2028,” HPCwire, Mar. 13, 2024. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
2024/ R03/ 13/ pasqal-issues-roadmap-to-10000-qubits-in-2026-and-fault-tolerance-in-2028/ - [226] D. González-Cuadra et al., “Observation of string breaking on a (2 + 1)D Rydberg quantum simulator,” Nature, vol. 642, no. 8067, pp. 321–326, Jun. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09051-6. D
- [262] J. Wurtz et al., “Aquila: QuEra's 256-qubit neutral-atom quantum computer,” arXiv:2306.11727, Jun. 2023. C
- [384] H. Bernien et al., “Probing many-body dynamics on a 51-atom quantum simulator,” Nature, vol. 551, pp. 579–584, Nov. 2017, doi: 10.1038/nature24622. arXiv:1707.04344. D
- [385] L. Henriet et al., “Quantum computing with neutral atoms,” Quantum, vol. 4, Art. no. 327, Sep. 2020, doi: 10.22331/q-2020-09-21-327. arXiv:2006.12326. D
- [390] L. Garbini, “Inside Pasqal's 2026 Vision on Quantum for Industry and Research,” Pasqal, Jan. 29, 2026. [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
blog/ Cinside-pasqals-2026-vision-on-quantum-for-industry-and-research/ - [429] Amazon Web Services, “Explore Experimental Capabilities - Amazon Braket,” Amazon Braket Developer Guide. [Online]. Available: https://docs.aws.amazon.com/
braket/ Clatest/ developerguide/ braket-access-local-detuning.html - [430] P. I. Bunyk et al., “Architectural considerations in the design of a superconducting quantum annealing processor,” arXiv:1401.5504, Jan. 2014. D
- [431] R. S. Andrist et al., “Hardness of the Maximum Independent Set Problem on Unit-Disk Graphs and Prospects for Quantum Speedups,” Phys. Rev. Research, vol. 5, no. 4, Art. no. 043277, 2023, doi: 10.1103/PhysRevResearch.5.043277. arXiv:2307.09442. D
- [432] S. Ebadi et al., “Quantum Phases of Matter on a 256-Atom Programmable Quantum Simulator,” Nature, vol. 595, p. 227, Jul. 2021, doi: 10.1038/s41586-021-03582-4. arXiv:2012.12281. D
- [433] P. Scholl et al., “Programmable quantum simulation of 2D antiferromagnets with hundreds of Rydberg atoms,” Nature, vol. 595, p. 233, Jul. 2021, doi: 10.1038/s41586-021-03585-1. arXiv:2012.12268. D
- [434] G. Semeghini et al., “Probing Topological Spin Liquids on a Programmable Quantum Simulator,” Science, vol. 374, p. 1242, Dec. 2021, doi: 10.1126/science.abi8794. arXiv:2104.04119. D
- [435] S. Ebadi et al., “Quantum Optimization of Maximum Independent Set using Rydberg Atom Arrays,” Science, vol. 376, p. 1209, Jun. 2022, doi: 10.1126/science.abo6587. arXiv:2202.09372. D
- [436] A. L. Shaw et al., “Benchmarking highly entangled states on a 60-atom analog quantum simulator,” Nature, vol. 628, pp. 71–77, 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07173-x. arXiv:2308.07914. D
- [437] Pasqal, “Pasqal's Neutral-Atom Quantum Computer Available on Google Cloud Marketplace,” May 13, 2025. [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
newsroom/ Cpasqals-neutral-atom-quantum-computer-available-on-google-cloud-marketplace/ - [438] Pasqal and O. Q.-C. P. brochure, “The Power of Neutral Atom Quantum Processors by Pasqal — Unlock Quantum Computing for Real-World Solutions,” Pasqal, product brochure (PDF). [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
wp-content/ Cuploads/ 2025/ 11/ 2509_Pasqal_Quantum-Computing-Processor_Brochure-RVB-V8.pdf - [439] QuEra Computing, “Local Qubit Control Brings New Capabilities to QuEra's Quantum Computer,” Apr. 17, 2024. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Clocal-qubit-control-brings-new-capabilities-to-queras-quantum-computer - [440] Amazon Web Services, “Local detuning now available on QuEra's Aquila device with Braket Direct,” AWS What's New, Apr. 11, 2024. [Online]. Available: https://aws.amazon.com/
about-aws/ Cwhats-new/ 2024/ 04/ amazon-braket-experimental-capabilities-quera-device-braket-direct/ - [892] S. Cavazzoni and C. Oh, “Metrological benchmarking of random quantum circuits,” arXiv:2609.39226, Sep. 2026. P
- [899] A. Durán-Hernández et al., “Spin-exchange interactions between circular Rydberg atoms over long times,” arXiv:2609.37766, Sep. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Программируемый линейно-оптический интерферометр (без запутывающего примитива)
Программируемый пассивный унитарный оператор на N оптических модах — сетка светоделителей и фазовращателей или волоконные петли с временными бинами (time-bin), — который рассеивает сжатый свет или одиночные фотоны на детекторы для сэмплинга, без запутывающего вентиля и без прямой связи (feed-forward).
Вердикт. Работающий сэмплер, а не вентиль: 8 176 мод и до 3 050 зарегистрированных фотонов (Jiuzhang 4.0, 2026). С каждым прежним заявлением о преимуществе на его же бенчмарках сравнялся опубликованный классический сэмплер; по состоянию на 2026-09-26 для Jiuzhang 4.0 такого не найдено, а ORCA не публикует для PT-2 ни числа мод, ни потерь, ни такта.
GBS = гауссов бозонный сэмплинг (Gaussian boson sampling); MZI = интерферометр Маха–Цендера (Mach–Zehnder interferometer); EOM = электрооптический модулятор; PNR = с разрешением числа фотонов (photon-number-resolving); SNSPD = сверхпроводниковый нанопроволочный однофотонный детектор; TES = сенсор на краю сверхпроводящего перехода (transition-edge sensor); MPS = матрично-произведённое состояние (matrix-product state, тензорная сеть); USTC = Университет науки и технологий Китая (University of Science and Technology of China); NQCC = Национальный центр квантовых вычислений Великобритании (UK National Quantum Computing Centre); G1–G7 = классы целей отчёта (G1: аналоговое и NISQ-моделирование).
Сущность и происхождение
Пассивная сеть отображает входные моды на выходные, a†ᵢ → Σⱼ Uⱼᵢ a†ⱼ, где U — унитарная матрица N×N. Reck и др. разложили любую U на N(N−1)/2 пар «светоделитель–фазовращатель» G[452]; Clements и др. вдвое сократили занимаемую площадь и сбалансировали потери G[453]; петли повторно используют одну точку интерференции на каждом временном бине G[454]. Шестимодовый чип с 15 MZI задавал 100 хааровски-случайных унитарных преобразований с точностью (fidelity) 0.999 ± 0.001 D[455]. Машины на этой технологии используют сеть только для сэмплинга — одиночных фотонов по Aaronson и Arkhipov G[456], сжатого света по Hamilton и др. G[268]. Атрибуты: летающий носитель, нет ни времени вентиля, ни класса детерминированности, ошибка с преобладанием потерь, электрооптическое управление при комнатной температуре, изготовление в объёмной оптике или на фотонных ИС.
Физика и пределы
Выходные вероятности — перманенты подматриц n×n матрицы U; точный классический сэмплинг за полиномиальное время обрушил бы полиномиальную иерархию, а трудность приближённого сэмплинга опирается на две гипотезы G[456]. При сжатых входах это хафнианы, тоже #P-трудные G[268]. Сетка запутывает моды, когда на неё подаётся сжатый свет D[270], но запутывающего вентиля на закодированных кубитах у неё нет: линейная оптика без вспомогательных фотонов различает белловские состояния с вероятностью не более 50% G[457], а для универсальности нужна прямая связь (feed-forward) от детекторов G[337]. Пределы — потери и различимость. Пропускание перемножается с глубиной: при 0.99 на MZI 100-модовая сетка Clements пропускает ~0.37 S[453]. Зашумлённый GBS эффективно моделируется, как только сжатие, пропускание и качество детекторов удовлетворяют неравенству S[269]; тензорные сети, вероятно, эффективны, когда число выживших фотонов масштабируется как √N для N входов S[458]; при фиксированной частичной различимости стоимость моделирования растёт с числом фотонов лишь полиномиально S[459].
Огрублённые (coarse-grained) выходные данные линейно-оптического интерферометра воспроизводимы классически. Любую линейную статистику выхода — сумму чисел фотонов по модам с целочисленными весами, что охватывает группировку мод по ячейкам (binning), молекулярные электронно-колебательные (вибронные) спектры и одностороннюю функцию «наиболее вероятной ячейки», — можно оценить классически с той же аддитивной погрешностью, что и в эксперименте, за время, полиномиальное по числу мод, для однофотонных и гауссовых входов P[889]. Заявление о преимуществе или о приложении для этого механизма должно опираться на детальный (fine-grained) сэмплинг или на нелинейную статистику; варианты с хеш-функцией и с доказательством работы (proof-of-work) остаются открытыми.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2015-05 | Шестимодовый универсальный чип, точность 0.999 ± 0.001 | Carolan и др. | D[455] |
| 2020-12 | 50 сжатых состояний, 100 мод, до 76 срабатываний (clicks) | USTC, Jiuzhang 1.0 | D[460] |
| 2021-09 | Сэмплеры на рабочей технологии превосходят Jiuzhang 1.0/2.0 по расстояниям маргинальных распределений | Google Quantum AI | S[461] |
| 2022-06-01 | 216 мод временных бинов, три петли, до 219 фотонов, пропускание ~33% | Xanadu, Borealis | D[270] |
| 2023-10-10 | До 255 срабатываний; 1.27 µs на выборку против ~600 лет на Frontier | USTC, Jiuzhang 3.0 | D[462] |
| 2024-06-25 | Сэмплер на MPS превосходит Jiuzhang 2.0/3.0 и Borealis по корреляциям; 288 GPU, ~72 min на 10⁷ выборок | Univ. of Chicago / Argonne | S[463] |
| 2026-05-13 | 1 024 сжатых состояния, 8 176 мод, до 3 050 фотонов, 25.6 µs на выборку | USTC, Jiuzhang 4.0 | D[175] |
Jiuzhang 4.0 отвечает на атаку MPS эффективностью — 92% на источнике, 51% от начала до конца, — при которой, по оценке авторов, нужна размерность связи выше 8×10²¹, более 10⁴² лет на El Capitan S[175]; валидация проводится на подсистемах, с запасом, растущим с размером, а не в полном масштабе D[175].
Производство, материалы и цепочка поставок
Borealis — это волоконная и объёмная оптика: три линии задержки с управляемыми EOM переменными светоделителями от QUBIG GmbH, 16 детекторов TES с эффективностью 95% за демультиплексором 1-на-16 D[270]. Jiuzhang 4.0 каскадирует три 16-модовых интерферометра через два массива петель задержки на 16 SNSPD с эффективностью 93% D[175]. ORCA строит стоечные системы для комнатной температуры из волоконных компонентов телекоммуникационного класса C[464]. Криогенными являются только детекторы. Потери на элемент для находящейся в эксплуатации сэмплирующей сетки по состоянию на 2026-09-26 не опубликованы; приводимые для Jiuzhang 4.0 пропускание 99.8% и экстинкция >40 dB относятся к её фильтру сжатого света D[175].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Borealis настраивает каждый петлевой светоделитель на каждом временном бине длительностью 167 ns и сэмплирует с частотой 10 kHz между стабилизациями петель D[270]. Jiuzhang 4.0 подстраивает свои сетки термически, а фазы петель — пьезорастяжителями; электрооптическая настройка на каждый бин не сообщается D[175], поэтому электрооптический атрибут технологии лучше всего подходит к Borealis. Считывание терминальное; ничего не передаётся вперёд. Временное мультиплексирование развязывает детекторы и моды: 16 детекторов считывают 216 или 8 176 мод D[175], [270]. Тяжёлый ввод-вывод — классический: точная проверка выборки означает вычисление хафнианов G[268].
Роль в стеке
Вентильный слот архитектуры «Бозонный сэмплер» (ph_sampler, цель G1). Технология требует photon (одиночных фотонов или сжатого света в сетке) и ct_eo (фазовращателей и переключателей); ни одного ребра она не даёт — её выход есть выборка; она ничего не заменяет, а сама заменяется на g_fusion (слияние (fusion) против сэмплирующего интерферометра): та же оптика становится вентилем, только когда вперёд передаются белловские исходы с оповещением (heralded) — g_fusion — или результаты гомодинного детектирования (g_cv). Это закрывает пробел G-lointer — у сэмплеров был вентильный слой, в котором не было ничего похожего на вентиль, — собственной архитектурой, а не предлагавшейся технологией на ph_cv и ph_fusion. Машины реестра, все основные: Borealis (Xanadu, развёрнута 2022-06), Jiuzhang 4.0 (USTC, продемонстрирована 2026-05-13), PT-2 (ORCA, развёрнута 2024–2026). Такт — период выборки: 36 µs (Borealis), 25.6 µs (Jiuzhang 4.0) D[175], [270].
Свидетельства — как измерены числа
Вентиля для бенчмаркинга нет; выборки сравниваются с идеальным распределением, а использованные бенчмарки — корреляции низкого порядка, расстояния маргинальных распределений — были классически воспроизведены или превзойдены S[461], [463]. Ячейки Borealis ✅ и Jiuzhang 4.0 ✅ подтверждаются их статьями, последняя — с указанной выше поправкой на фильтр. PT-2 остаётся 🔎: её страница свидетельств не даёт архитектуры C[465]. Единственное найденное описание — стороннее: волоконные петли задержки с переменными светоделителями, допускающие две петли, тогда как та статья помещает классически трудный режим на трёх, сэмплирующие сжатые состояния с вычитанием фотона с помощью детектора PNR P[271], — а не одиночные фотоны, записанные в реестре. Исследование PT-1 в соавторстве с ORCA использовало одну линию задержки D[466].
Релиз ORCA от 2025-06-11 называет систему NQCC лишь «PT Series»; страница PT-2 относит тестовый стенд NQCC к развёртываниям 2025 года. Классического опровержения Jiuzhang 4.0 на 2026-09-26 не появилось. Не опубликовано: входное состояние PT-2 в каком-либо первичном источнике ORCA.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно они делают с этой технологией | Свидетельства |
|---|---|---|---|---|
| USTC | разработчик | Китай | Серия Jiuzhang; 4.0 соединяет 16-модовые сетки с массивами петель задержки, считывание на SNSPD | D[175] |
| Xanadu | разработчик | Канада | Borealis: три волоконные петли, программируемые EOM | D[270] |
| ORCA Computing | разработчик | Великобритания | Стоечные сэмплеры серии PT на петлях временных бинов | C[465] |
| QUBIG GmbH | поставщик | Германия | EOM в петлях Borealis | D[270] |
| Google Quantum AI; Univ. of Chicago / Argonne | классические оппоненты | США | Сэмплеры с подгонкой маргиналов и на MPS | S[461], [463] |
Деньги.
- 2024-02-05 · NQCC · конкурс тестовых стендов на £30 M, ORCA — один из семи победителей · сумма на компанию не раскрыта · присуждено G[467]
- 2024-06-05 · Montana State University · две системы PT-1, финансирование ВВС США (US Air Force) · не раскрыто · контракт заключён C[468]
- 2025-06-11 · ORCA · тестовый стенд NQCC установлен в рамках британской инициативы на £121 M · не раскрыто · поставлено C[469]
Рынок и цепочка поставок. Из 7 машин реестра как системы продаются только PT-1 и PT-2 от ORCA; USTC — академическая организация, а Borealis реестр отмечает как вытесненную Aurora. ORCA не афиширует бо́льшую часть своего привлечения средств P[470].
Интеллектуальная собственность и стандарты. По состоянию на 2026-09-26 не найдено ни подсчёта патентов, специфичных для сэмплеров, ни стандарта бенчмарков.
Дорожные карты и послужной список. Тестовые стенды NQCC должны были быть готовы к марту 2025 года G[467]; ORCA объявила об установке своего 2025-06-11, кварталом позже C[469]. PT-3 «выйдет позднее в 2026 году» с тремя переключаемыми модулями и, по заявлению, превзойдёт классические решатели на задачах до 25 000 переменных R[470].
Стратегическое прочтение. Состязание между потерями и классическим моделированием, а не путь к вычислению; остаются петли, источники сжатия и детекторы с разрешением числа фотонов, которые нужны также машинам на слияниях и на непрерывных переменных. Если PT-3 достигнет трёхпетлевого режима с опубликованными потерями, у ORCA будет единственный коммерческий сэмплер за пределами лёгкого моделирования; если нет, технология останется академической.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если к 2027-12-31 ни один классический сэмплер не сравняется с Jiuzhang 4.0 на её бенчмарках по подсистемам, а ORCA опубликует для PT-3 моды, петли и потери вместе с классическим сравнением; понизить, если к тому времени какой-либо сэмплер сравняется с Jiuzhang 4.0 или если PT-3 будет поставлена в 2026 году без этих показателей. Открытые вопросы. (1) Каковы потери на элемент в программируемых сетках Jiuzhang 4.0? (2) Экстраполируется ли валидация на подсистемах на полный масштаб? (3) Что PT-2 подаёт на вход и через сколько петель? (4) Сохраняет ли какое-либо приложение GBS ускорение при пропускании 33–51%? (5) Может ли петлевой сэмплер стать машиной на слияниях, если добавить оповещение и прямую связь (feed-forward)?
Литература
- [175] H.-L. Liu et al., “Gaussian boson sampling with 1,024 squeezed states in 8,176 modes,” Nature, vol. 653, no. 8115, pp. 687–692, May 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10523-6. arXiv:2508.09092. D
- [268] C. S. Hamilton et al., “Gaussian Boson Sampling,” Phys. Rev. Lett., vol. 119, no. 17, Art. no. 170501, Oct. 2017, doi: 10.1103/PhysRevLett.119.170501. arXiv:1612.01199. G
- [269] H. Qi, D. J. Brod, N. Quesada, and R. García-Patrón, “Regimes of Classical Simulability for Noisy Gaussian Boson Sampling,” Phys. Rev. Lett., vol. 124, no. 10, Art. no. 100502, Mar. 2020, doi: 10.1103/PhysRevLett.124.100502. arXiv:1905.12075. S
- [270] L. S. Madsen et al., “Quantum computational advantage with a programmable photonic processor,” Nature, vol. 606, no. 7912, pp. 75–81, Jun. 2022, doi: 10.1038/s41586-022-04725-x. D
- [271] J. Park, S. Stepney, and I. D'Amico, “Benchmarking the ORCA PT-2 Boson Sampler using Minimum Dominating Set Problems,” arXiv:2605.30935, May 2026. P
- [337] E. Knill, R. Laflamme, and G. Milburn, “Efficient Linear Optics Quantum Computation,” Nature, vol. 409, pp. 46–52, Jun. 2000, doi: 10.1038/35051009. arXiv:quant-ph/0006088. G
- [452] M. Reck, A. Zeilinger, H. J. Bernstein, and P. Bertani, “Experimental realization of any discrete unitary operator,” Phys. Rev. Lett., vol. 73, no. 1, pp. 58–61, Jul. 1994, doi: 10.1103/PhysRevLett.73.58. G
- [453] W. R. Clements, P. C. Humphreys, B. J. Metcalf, W. S. Kolthammer, and I. A. Walmsley, “Optimal design for universal multiport interferometers,” Optica, vol. 3, no. 12, p. 1460, Dec. 2016, doi: 10.1364/OPTICA.3.001460. arXiv:1603.08788. G
- [454] K. R. Motes, A. Gilchrist, J. P. Dowling, and P. P. Rohde, “Scalable Boson Sampling with Time-Bin Encoding Using a Loop-Based Architecture,” Phys. Rev. Lett., vol. 113, no. 12, Art. no. 120501, Sep. 2014, doi: 10.1103/PhysRevLett.113.120501. arXiv:1403.4007. G
- [455] J. Carolan et al., “Universal Linear Optics,” arXiv:1505.01182, May 2015. D
- [456] S. Aaronson and A. Arkhipov, “The Computational Complexity of Linear Optics,” Theory of Computing, vol. 9, pp. 143–252, 2013, doi: 10.4086/toc.2013.v009a004. arXiv:1011.3245. G
- [457] J. Calsamiglia and N. Lütkenhaus, “Maximum efficiency of a linear-optical Bell-state analyzer,” Appl. Phys. B, vol. 72, no. 1, pp. 67–71, Jan. 2001, doi: 10.1007/s003400000484. arXiv:quant-ph/0007058. G
- [458] M. Liu, C. Oh, J. Liu, L. Jiang, and Y. Alexeev, “Simulating lossy Gaussian boson sampling with matrix-product operators,” Phys. Rev. A, vol. 108, no. 5, Art. no. 052604, Nov. 2023, doi: 10.1103/PhysRevA.108.052604. arXiv:2301.12814. S
- [459] J. J. Renema et al., “Efficient Classical Algorithm for Boson Sampling with Partially Distinguishable Photons,” Phys. Rev. Lett., vol. 120, no. 22, Art. no. 220502, May 2018, doi: 10.1103/PhysRevLett.120.220502. arXiv:1707.02793. S
- [460] H.-S. Zhong et al., “Quantum computational advantage using photons,” Science, vol. 370, no. 6523, pp. 1460–1463, Dec. 2020, doi: 10.1126/science.abe8770. arXiv:2012.01625. D
- [461] B. Villalonga et al., “Efficient approximation of experimental Gaussian boson sampling,” arXiv:2109.11525, Sep. 2021. S
- [462] Y.-H. Deng et al., “Gaussian Boson Sampling with Pseudo-Photon-Number-Resolving Detectors and Quantum Computational Advantage,” Phys. Rev. Lett., vol. 131, no. 15, Art. no. 150601, Oct. 2023, doi: 10.1103/PhysRevLett.131.150601. arXiv:2304.12240. D
- [463] C. Oh, M. Liu, Y. Alexeev, B. Fefferman, and L. Jiang, “Classical algorithm for simulating experimental Gaussian boson sampling,” Nat. Phys., vol. 20, pp. 1461–1468, Jun. 2024, doi: 10.1038/s41567-024-02535-8. arXiv:2306.03709. S
- [464] ORCA Computing, “Technology — ORCA Computing.” [Online]. Available: https://orcacomputing.com/
technology/ C - [465] ORCA Computing, “ORCA PT-2 — ORCA Computing.” [Online]. Available: https://orcacomputing.com/
orca-pt-2/ C - [466] A. Makarovskiy et al., “A Binary Optimisation Algorithm for Near-Term Photonic Quantum Processors,” arXiv:2510.08274, Oct. 2025. D
- [467] National Quantum Computing Centre, “Science Minister Andrew Griffith announces the results of the £30m quantum computing testbed competition,” NQCC, Feb. 5, 2024. [Online]. Available: https://www.nqcc.ac.uk/
updates/ Gscience-minister-andrew-griffith-announces-the-results-of-the-30m-quantum-computing-testbed-competition/ - [468] ORCA Computing, “Montana State University Selects ORCA Computing to Advance Distributed Quantum Computing and Communications,” Jun. 5, 2024. [Online]. Available: https://orcacomputing.com/
montana-state-university-selects-orca-computing/ C - [469] ORCA Computing, “ORCA Computing Delivers First Photonic Quantum Computing System to UK's National Quantum Computing Centre,” Jun. 11, 2025. [Online]. Available: https://orcacomputing.com/
installation-marks-key-milestone-in-the-uks-121m-quantum-initiative-advancing-practical-quantum-research/ C - [470] Tech Journal UK, “ORCA aims to beat classical computers with PT-3 quantum system,” Jul. 1, 2026. [Online]. Available: https://www.techjournal.uk/
p/ Rorca-aims-to-beat-classical-computers - [889] B. Seron, H. Thomas, E. Araujo, A. Arkhipov, C. Oh, and L. Novo, “Efficient classical algorithm for estimating linear statistics of Boson Sampling,” arXiv:2609.35447, Sep. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Квантовый отжиг (аналоговая эволюция)
Непрерывная во времени гамильтонова эволюция (когерентный квенч (quench), 3.6–27 ns), уводящая изинговские или ридберговские спины к основному состоянию; не дискретный вентиль.
Вердикт. Ни у одной платформы нет неоспоренного заявления о преимуществе по состоянию на 4 сентября 2026 г.; фальсифицируется, если какое-либо переживёт полный раунд классических опровержений к 2028 году, и подтверждается как отсутствие преимущества, если размывание продолжит повторяться.
Λ = коэффициент подавления ошибки на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Непрерывная во времени гамильтонова эволюция — развёртка поперечного поля, отстройки лазера или радиуса блокады, — переносящая многочастичную систему к основному состоянию без всякого дискретного вентиля. Кадоваки и Нисимори (1998) и Фарги с соавторами (2000) придали ей нынешнюю форму; D-Wave коммерциализировала её с 2011 года, а ридберговские массивы реализуют её оптикой вместо магнитного потока.
Носители искусственные; характерный квенч ~4 ns, детерминированной запутывающей операции нет; собственного считывания нет — это механизм, а не кубит.
Дальнодействующее взаимодействие; низкочастотное или оптическое управление при милликельвинах или в вакууме; когерентная ошибка плюс паулиевская; сверхпроводниковая литография либо оптика пинцетов.
Физика и пределы
Расписание ограничено двумя тактами. Снизу — полосой управления: скоростью нарастания ЦАП для потока и переключением АОМ для ридберговских систем: самые быстрые когерентные квенчи D-Wave идут 3.6–27 ns на 1 222–5 627 кубитах D[221]. Сверху — декогеренцияю. Между ними лежит условие адиабатичности, которое для трудных экземпляров требует времени, растущего обратно квадрату щели, а та сама закрывается экспоненциально, — поэтому полезным режимом оказывается быстрый диабатический квенч, выход которого есть выборка, а не сертифицированный минимум. Ридберг добавляет спонтанное излучение, поток — шум 1/f. Этот пол сдвигается не более быстрой электроникой, а способом сертифицировать выборку.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2025-03 | Когерентный квенч 3.6–27 ns, до 5 627 кубитов; заявление о превосходстве над классическими методами | D-Wave | D[221] |
| 2025–26 | Заявление размыто тензорными сетями и t-VMC | Tindall; Mauron & Carleo | D[222], [223] |
| 2025 | 69-кубитный аналого-цифровой симулятор, превосходство только по XEB | D[225] | |
| 2025 | Aquila, 256 атомов, аналоговая ридберговская эволюция: разрыв струны в калибровочной теории, без заявления о преимуществе | QuEra | D[226] |
Доминирующее ограничение: отсутствие признанного сертификата того, что аналоговый выход соответствует гамильтониану.
Совокупное финансирование QuEra («>$250 M») и более полный список её инвесторов (Valor Equity, Rakuten, Commonwealth of Massachusetts) встречаются только во вторичных публикациях; первичный релиз от 2025-09-09 называет Google, SoftBank Vision Fund 2 и NVentures. Выручка Pasqal за 2025 г. в €16.5 M взята из отраслевой прессы, а не из официальной отчётности. Не опубликовано: дата приобретения Aeponyx компанией Pasqal — ни в одном первичном источнике — и дальнейшая классическая проверка «most frustrated instances» D-Wave после работ Tindall и Mauron/Carleo.
Производство, материалы и цепочка поставок
Один механизм несут две цепочки поставок: сверхпроводниковая литография Nb/Al (D-Wave) и стеки «вакуум — лазеры — АОМ» для пинцетов (QuEra, Pasqal). Нагрузки на ввод-вывод масштабируются противоположным образом: потоковые отжигатели проталкивают всё через одну милликельвиновую ступень на мультиплексированных ЦАП на кристалле, тогда как машины на пинцетах добавляют лазерную мощность, дефлекторы и систему регистрации флуоресценции на каждый атом — ограничением становится оптический стол. Pasqal начала вытеснять объёмную оптику фотонной интегральной схемой (ФИС) на нитриде кремния: четыре ловушки с одного чипа, время жизни атома ~27.5 s Cфакт. Ни одно экспортное правило не называет аналоговую эволюцию: уязвимость наследуется от носителя — ECCN 4A906 и 3A904 для потоковой линии и ничего для оптики пинцетов.
Роль в стеке
Архитектура: квантовый отжигатель на потоковых кубитах, где это единственный механизм вентилей. Реестр числит 4 машины, использующие её, среди них Advantage2 и Advantage от D-Wave и AQPU от Qilimanjaro. Работает только на носителе из потоковых кубитов — ридберговские массивы используют отдельную технологию, аналоговую эволюцию под ридберговским гамильтонианом, — и ничего не даёт вентильному стеку; стандартная ошибка в этой области — читать заявление об аналоговой выборке как вентильное преимущество. Результат Quantinuum по магнетизму цитируют рядом с этими, но он представляет собой троттеризованное цифровое моделирование, конкурирующее за тот же бюджет D[227]. Производный такт неприменим; показателем является время квенча, от ~4 ns до µs, плюс одно измерение. Верификация здесь — это сравнение с классическими решателями, но никогда не рандомизированный бенчмаркинг, и цель постоянно смещается: заявление D-Wave от марта 2025 года было размыто за считаные недели [222], [223], а её контрдовод утверждает, что использованное против неё масштабирование тензорных сетей не валидировано P[224]. По состоянию на 4 сентября 2026 г. вопрос не разрешён.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что делают | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| D-Wave Quantum | разработчик | США/Канада | Отжигатель на когерентном квенче; то самое спорное заявление | D[221] |
| QuEra Computing | разработчик | США | Ридберговская Aquila на Braket (аналоговая ридберговская эволюция, не отжиг); Libra к 2028 | D[226] |
| Pasqal | разработчик | Франция | Аналоговые ридберговские массивы; на Nasdaq с 2026-08 | P[156] |
| Google Quantum AI | разработчик | США | Аналого-цифровой симулятор; атомное направление с 2026-03 | факт |
Деньги. 2025-09-09 · QuEra · расширение раунда B · $230 M+ USD · Google, SoftBank Vision Fund 2, NVentures · закрыто C[153]. 2026-08-28 · Pasqal · слияние через SPAC · ~$360 M USD наличными · Nasdaq PSQL · закрыто P[156]. 2026-08-06 · D-Wave · выручка за первое полугодие 2026 $5.9 M (−67% г/г) · отчётность Cфакт.
Рынок и цепочка поставок. Ридберговское направление закупает лазеры, дефлекторы, вакуумную технику и камеры у узкой базы поставщиков; потоковое — прогоны на фабриках и рефрижераторы. Деньги здесь — это приборные закупки класса G1 плюс линия гибридных решателей D-Wave класса G5; G3/G4 не платят ничего.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Ни патентного семейства, специфичного для механизма, ни органа по стандартизации, помимо тех, что относятся к железу самого носителя.
Дорожные карты и послужной список. (2024-01 · на 2026 г. · QuEra, 100 логических кубитов · сорвано, заменено на Libra в 2028 г. с >256 логическими) R[162]; (2024 · на 2026 г. · Pasqal, 10 000 физических · сорвано, перенесено на 2028 г.) P[156]; (2025-05 · на 2029 г. · D-Wave, 20 000 кубитов · открыто) Rфакт. Оба атомных поставщика сдвинули флагманскую цель на два года; в срок выполняет только D-Wave.
Стратегическое прочтение. Если хоть одно аналоговое заявление переживёт полный классический раунд, стоимость захватят поставщики пинцетных машин, имеющие путь к цифровому режиму; в противном случае это переходный продукт, и выигрывает тот, кто быстрее дойдёт до вентильных операций. Ценовая власть остаётся у поставщиков лазеров и криоустановок.
Перспективы и открытые вопросы
Подтверждение, если хоть одна платформа отстоит неоспоренное заявление до конца 2028 года; понижение, если размывание повторится. В лучшем случае к 2029: ридберговские поставщики превращают аналоговые массивы в цифровые машины с коррекцией ошибок. В худшем случае: аналоговый режим остаётся физическим прибором. Открытые вопросы: дойдёт ли Pasqal до 10 000 физических к 2028 году; удержит ли Libra планку >256 логических?
Литература
- [153] QuEra Computing, “QuEra Expands $230 Million Financing Round Advancing Quantum-Accelerated Supercomputing,” Sep. 9, 2025. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Cquera-expands-230-million-financing-round-advancing-quantum-accelerated-supercomputing - [156] M. Swayne, “Pasqal Completes SPAC Merger With $360 Million in Cash,” The Quantum Insider, Aug. 28, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P08/ 28/ pasqal-completes-spac-merger-with-360-million-in-cash/ - [162] QuEra Computing, “QuEra Announces 2028 Fault-Tolerant Quantum Computer and Expanded Multi-Year Strategic Collaboration with AWS,” Jun. 15, 2026. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Rquera-announces-2028-fault-tolerant-quantum-computer-and-expanded-multi-year-strategic-collaboration-with-aws - [221] A. D. King et al., “Beyond-classical computation in quantum simulation,” Science, vol. 388, pp. 199–204, 2025, doi: 10.1126/science.ado6285. arXiv:2403.00910. D
- [222] J. Tindall, A. Mello, M. Fishman, M. Stoudenmire, and D. Sels, “Dynamics of disordered quantum systems with two- and three-dimensional tensor networks,” Science, vol. 392, pp. 868–872, 2026, doi: 10.1126/science.adx2728. arXiv:2503.05693. D
- [223] L. Mauron and G. Carleo, “Challenging the Quantum Advantage Frontier with Large-Scale Classical Simulations of Annealing Dynamics,” arXiv:2503.08247, Mar. 2025. D
- [224] A. Nocera, J. Raymond, W. Bernoudy, M. H. Amin, and A. D. King, “Evaluating classical simulations with a quantum processor,” arXiv:2508.15759, Aug. 2025. P
- [225] T. I. Andersen et al., “Thermalization and criticality on an analogue–digital quantum simulator,” Nature, vol. 638, no. 8049, pp. 79–85, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-024-08460-3. D
- [226] D. González-Cuadra et al., “Observation of string breaking on a (2 + 1)D Rydberg quantum simulator,” Nature, vol. 642, no. 8067, pp. 321–326, Jun. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09051-6. D
- [227] R. Haghshenas et al., “Digital quantum magnetism on a trapped-ion quantum computer,” Nature, vol. 653, pp. 56–62, 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10445-3. arXiv:2503.20870. D
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Кросс-резонанс (фиксированная частота, только СВЧ)
Полностью микроволновый запутывающий вентиль: трансмон фиксированной частоты возбуждают на частоте его соседа через статическую шину; ни линии потока, ни перестраиваемого элемента связи.
Вердикт. Вытеснен в собственном парке IBM начиная с Heron (2023-12), но всё ещё остаётся единственным двухкубитным вентилем, которому не нужно никакого управления элементом связи; он вернётся только если послеоперационная подгонка частот окажется по стоимости выгоднее потокового ЦАП на каждый элемент связи.
Λ — коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 — классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Возбуждение управляющего трансмона на частоте его соседа через фиксированную шину порождает ZX-взаимодействие; Chow, Córcoles, Gambetta et al. (IBM), 2011 D[425]. Kandala et al. в 2021 году получили CNOT 99.77(2)% одним импульсом длительностью 180 ns, подавив статическое ZZ внутренним образом: два элемента связи фиксированной частоты перестраивают одетые уровни, вместо того чтобы добавлять компенсирующие воздействия D[287].
Атрибуты: искусственный носитель, статическая связность, микроволновое управление при комнатной температуре; детерминированное запутывание на уровне 10^-6.5 s (~320 ns типично, 180 ns лучший результат).
Ошибки когерентные плюс паулиевские; стандартная литография сверхпроводниковых схем, дополнительных техпроцессов нет.
Физика и пределы
Скорость ZX имеет второй порядок, ∝ JΩ/(Δ(Δ+α)), и максимальна в «оседлавшем» режиме −α < Δ < 0, поэтому расстройка обязана лежать в полосе порядка ангармоничности, ~300 MHz. Статическое ZZ, ∝ 2J²α/(Δ(Δ+α)), не выключается никогда, поэтому в бюджете доминирует когерентная ошибка. Предел задаётся не отдельной парой, а попаданием в частоты: каждый сосед добавляет ограничение по частотным столкновениям внутри той же полосы, а разброс переходов при изготовлении имеет порядок процента, так что выход годных без столкновений обрушивается с ростом решётки. Предел сдвигает послеоперационная подгонка — отжиг переходов в целевую точку с успехом 97.4% D[294], — а не улучшение импульсов.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2011 | Первый полностью микроволновый запутывающий вентиль на кросс-резонансе (cross-resonance, CR) | IBM | D[425] |
| 2021-09-22 | CNOT 99.77(2)% одним импульсом 180 ns | IBM | D[287] |
| 2026-06-25 | Решёточный «патч» на фиксированных частотах, CNOT > 98% по моделированию | Hanyang University | S[426] |
Показателя CR, усреднённого по парку машин, никогда не публиковали; сегодняшний EPLG у IBM (3.7×10⁻³ D[34]) относится к аппаратуре Heron, заменившей CR в 2023-12 C[72]. Болезненный ориентир — CZ с фиксированной связью от Oxford/OQC, 99.8% за 25 ns C[423]: тоже без управления элементом связи и в семь раз быстрее.
PRL Kandala и соавт. сообщает о собственном подавлении ZZ за счёт двух связующих элементов с фиксированной частотой, а не об активной компенсации. Не опубликовано: среднепарковая точность CR для поколений IBM до Heron (от Falcon до Condor) — есть только 99.77(2)% для изолированной пары — и датированное число патентов, специфичных для CR.
Производство, материалы и цепочка поставок
Собственного техпроцесса нет. Затраты ложатся на сортировку и подгонку: частотное столкновение нельзя развести расстройкой после изготовления, его можно лишь замаскировать программно или вывести отжигом, поэтому именно попадание в частоты — лазерный отжиг у IBM, отжиг со знакопеременным смещением у Rigetti D[294] — и есть та позиция цепочки поставок, которую порождает CR. Его преимущество лежит в балансе ввода-вывода: одна линия возбуждения на кубит и ничего на элемент связи, тогда как перестраиваемые элементы связи добавляют по линии потока и каналу ЦАП каждый, то есть примерно в 1.5–2× больше линий. На уровне 10³ это разница между тесным криостатом и невозможным; на уровне 10⁴–10⁶ — это весь бюджет монтажа. Экспозиция по экспортному контролю — носителя (ECCN 3A901).
Роль в стеке
Ветвь фиксированных частот на архитектуре решётки трансмонов — IBM от Falcon до Condor, 2019–2023 C[72], а по сей день и Advanced Quantum Испытательный стенд (AQT) в Lawrence Berkeley National Laboratory, — дающая запутывание без управления элементом связи; его альтернатива — перестраиваемый элемент связи, и переход между ними означает переработку кристалла, а не прошивки. По производному такту он проигрывает: 180–500 ns против ~50 ns у CZ с перестраиваемым элементом связи, так что каждый цикл QEC переплачивает на слое вентилей в 3–7×. Верификация: 99.77% — это чередующийся RB на изолированной паре, слепой к кубитам-наблюдателям; ошибка CR когерентна, поэтому RB её занижает, а честным измерением является томография набора вентилей.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| IBM | разработчик (бывший пользователь) | США | Изобрела CR и масштабировала его до Condor; вывела из обращения на Heron | D[287] |
| Hanyang University | исследования | Южная Корея | Проект решёточного «патча» на фиксированных частотах, возрождающий CR | S[426] |
| OQC | разработчик | Великобритания | Коаксмоны фиксированной частоты с CZ на фиксированной связи, а не CR | C[423] |
Деньги.
2026-06-02 · IBM · инвестиционное обязательство · > $10 B в течение пяти лет · объявлено G[57]факт
2026-06-03 · OQC · раунд серии C · £260 M · лид Bullhound · закрыт C[60]факт
Ни одно событие финансирования и ни один этап QBI не называют кросс-резонанс.
Рынок и цепочка поставок. Дополнительных поставщиков нет: та же литография, тот же криостат и та же коаксиальная цепочка минус потоковая электроника на каждый элемент связи. Он оплачивал только G1 и ранний G2.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Базовое патентное семейство принадлежит IBM (Chow 2011, Kandala 2021); датированного подсчёта патентов, специфичных для CR, по состоянию на 2026-09-04 не найдено. Qiskit по-прежнему поставляет CR как нативный двухкубитный шаблон.
Дорожные карты и послужной список. IBM (2022-05-10 · долгосрочных обязательств по CR не брала · выведен из обращения в срок на Heron, 2023-12 факт). Hanyang (2026-06-25 · только моделирование · ничего не изготовлено). Послужной список IBM хорош именно потому, что она отказалась от CR, когда выход годных пошёл не туда.
Стратегическое прочтение. От вытеснения CR не выигрывает никто, кроме поставщиков перестраиваемых элементов связи и криогенного управления. Его остаточная ценность — дешёвый монтаж: если отжиг доведёт выход годных по попаданию в частоты почти до единицы, чиплет на фиксированных частотах окажется по стоимости ниже кристалла с перестраиваемыми элементами связи. Сила сейчас находится у поставщиков управляющей электроники — ровно то, чего CR был призван избежать.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к 2028: изготовленный процессор на фиксированных частотах более чем на восемь кубитов с опубликованной точностью CR при одновременной работе вентилей либо измеренный «патч» Hanyang выше 98%; иначе понизить до наследия. В лучшем случае к 2029 г.: дешёвый чиплет на фиксированных частотах; в худшем — CR выживает лишь как цель компиляции в Qiskit. Использует ли CR в продуктиве кто-нибудь, кроме IBM? Достигает ли попадание в частоты выхода годных без столкновений за пределами ~100 кубитов? Выберет ли фабрика CR по стоимости, а не по физике?
Литература
- [34] IBM Quantum, “What's new at IBM Quantum - Q2 2026.” [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Dblog/ whats-new-q2-2026 - [57] IBM Quantum, “Why IBM is investing $10 billion into quantum computing,” Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Gblog/ 10-billion-investment-faq - [60] A. Curbison, “OQC raises £260m in Europe's largest ever private quantum computing funding round,” OQC, Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://oqc.tech/
company/ Cnewsroom/ series-c - [72] IBM, “Quantum Roadmap.” [Online]. Available: https://www.ibm.com/
roadmaps/ Cquantum/ - [287] A. Kandala et al., “Demonstration of a High-Fidelity CNOT Gate for Fixed-Frequency Transmons with Engineered ZZ Suppression,” Phys. Rev. Lett., vol. 127, no. 13, Art. no. 130501, Sep. 2021, doi: 10.1103/PhysRevLett.127.130501. D
- [294] D. P. Pappas et al., “Alternating-bias assisted annealing of amorphous oxide tunnel junctions,” Communications Materials, vol. 5, no. 1, Art. no. 150, Aug. 2024, doi: 10.1038/s43246-024-00596-z. 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/ Cnewsroom/ oxford-research-group-demonstrate-fundamental-speed-up-of-two-qubit-gate - [425] J. M. Chow et al., “Simple All-Microwave Entangling Gate for Fixed-Frequency Superconducting Qubits,” Phys. Rev. Lett., vol. 107, no. 8, Art. no. 080502, Aug. 2011, doi: 10.1103/PhysRevLett.107.080502. D
- [426] C. Kim, J. Kang, and Y. Kwon, “Lattice patch structure for fixed-frequency transmon quantum computer with high-fidelity CNOT gates,” arXiv:2606.27017, Jun. 2026. S
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Гауссовы вентили на непрерывных переменных + негауссовы операции с помощью GKP
Светоделители, сжиматели и гомодинное упреждающее управление над оптическими модами, где решёточные состояния GKP поставляют негауссов ресурс, требуемый отказоустойчивостью.
Вердикт. Эффективное сжатие GKP на кристалле составляет 0.62 dB против ~10 dB, необходимых архитектуре, — разрыв в ~8.7× по дисперсии шума решётки. Если веха отказоустойчивости Xanadu на 2028–29 годы сорвётся, это самое медленное направление в фотонике.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Вентили действуют на оптические квадратуры — светоделители, фазовые сдвиги, сжиматели — и замыкаются гомодинным упреждающим управлением. Гауссовы операции с гомодинным детектированием классически моделируемы, поэтому для универсальности необходим негауссов ресурс: решёточное состояние Gottesman–Kitaev–Preskill, 2001 год S[413]. Мультиплексирование во временной области старше самих компаний — University of Tokyo запутал более 10 000 мод ещё в 2013 году D[821]; Xanadu добавила модульную версию на кристалле D[173] и первый интегральный источник состояний кода Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP) D[174]. Атрибуты: летающий носитель, частично искусственный, детерминированный шаг ~1 µs, ошибки с доминированием гауссова шума и потерь; электрооптическое управление при комнатной температуре, изготовление фотонных ИС.
Физика и пределы
Потери действуют на решётку как гауссов канал случайных смещений, размывая пики GKP до тех пор, пока измерение квадратуры по модулю перестаёт разрешать логическое значение; пол здесь задаёт эффективное сжатие, а не число вентилей. Источник Xanadu на кристалле даёт 0.62 dB D[174] — дисперсия шума решётки ~0.87 от вакуумной против ~0.10 при предполагаемых ~10 dB, то есть искомое сокращение в ~8.7× ещё только предстоит найти S; это иная величина, нежели превышение порога по потерям в 24.1×, которое приводит Xanadu C[178]. Сдвинуть её способны только меньшие потери на элемент, лучшие источники и более глубокое мультиплексирование. Упреждающее управление добавляет второй пол: электроника обязана отработать внутри такта ~1 µs, а опубликованная петля на непрерывных переменных составляет 196 ns P[822].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2013-11 | Кластерное состояние в непрерывных переменных, >10 000 мод во временной области | Univ. of Tokyo | D[821] |
| 2025-01 | Aurora: 35 кристаллов, 12 мод на такт 1 MHz, 2 ч, потери ~14 dB | Xanadu | D[173] |
| 2025-06-05 | Первый интегральный источник GKP, эффективное сжатие 0.62 dB, SiN | Xanadu | D[174] |
Логического кубита GKP не существует; Aurora проработала два часа без коррекции ошибок и не сообщила ни одного значения логической точности (fidelity), так что она демонстрирует стабильность, а не вычисление D[173].
Дата, платформа и работа при комнатной температуре для результата GKP с 0.62 dB взяты из пресс-материалов издателя [642], и ни одна независимая группа этот результат не воспроизвела. Опубликованные оценки порога GKP зависят от декодера и архитектуры, поэтому ~10 dB — не единое авторитетное значение. Пересчёт дисперсии 0.87→0.10 выведен, а не процитирован. Коэффициент потерь Xanadu 24.1× и эффективное сжатие 0.62 dB — разные величины, которые ни один источник не согласует.
Производство, материалы и цепочка поставок
Изготовление — литография по нитриду кремния на пластинах класса 300 mm, общая с сектором дискретных переменных; специфичны для непрерывных переменных не коммутаторы, а сжиматели и высокоэффективные гомодинные приёмники, причём источник GKP работает при комнатной температуре D[174]. Корпусирование — волоконные сборки Corning и разделение пластин установками DISCO C[172]. Тяжёлая часть — управление: каждой моде нужны гомодинный приёмник, АЦП и петля, замыкающаяся внутри такта, и всё это растёт линейно, без опубликованных обходных путей. При 10³ мод это стойка приёмников, при 10⁴ доминирует аналоговый входной тракт, а для 10⁶ решения нет вовсе. К машине применима позиция ECCN 4A906 факт.
Роль в стеке
Слой вентилей для архитектуры в непрерывных переменных; требует источников сжатого света и упреждающего управления при комнатной температуре. Он не дополняет, а замещает слияние (fusion) в дискретных переменных: схема на непрерывных переменных измеряет квадратуры там, где слияние детектирует одиночные фотоны, поэтому смена архитектуры разом меняет источники, детекторы и декодеры. Производный такт 1.0 MHz D[173]. Верификация скудна: 0.62 dB получены одной группой, не воспроизведены и регулярно смешиваются с сырым квадратурным сжатием — 1.4 dB в периодически поляризованном TFLN P[345] есть совсем иная величина.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Xanadu | разработчик | Канада | Aurora, интегральный источник GKP, дорожная карта GKP+qLDPC | D[173]D[174] |
| University of Tokyo | исследования | Япония | Родоначальник крупномасштабных кластерных состояний в непрерывных переменных во временной области | D[821] |
| Corning | поставщик | США | Волоконные сборки, стоящие за цифрой стыковки Xanadu | C[172] |
Деньги.
2025-11-06 · Xanadu · отбор в DARPA QBI Stage B · до USD 15 M · DARPA · объявлено факт
2026-03-26 · Xanadu · слияние через SPAC с Crane Harbor · ~USD 302 M брутто, на ~40% ниже плана · закрыто Cфакт
2026-08-28 · Xanadu · финансирование завода в Торонто · CAD 195 M · Правительство Канады · объявлено C[178]
2026-08-31 · Xanadu · ликвидность · ~USD 686 M на 2026-06-30 · по отчётности Cфакт
Рынок и цепочка поставок. Коммерческий участник один, поэтому рынка нет — есть лишь снабженческие связи Xanadu и та же концентрация в корпусировании, что и у фотоники в целом. Сегодня подход на непрерывных переменных окупается для G1; G3/G4 — только если сжатие закроет разрыв, G6 — естественное смежное направление.
Интеллектуальная собственность и стандарты. По состоянию на 2026-09-04 датированного подсчёта патентов по непрерывным переменным/GKP из поимённо названной базы нет; Strawberry Fields/Blackbird — единственный открытый стек, изначально ориентированный на непрерывные переменные, и им не пользуется ни один другой вендор.
Дорожные карты и послужной список. Релиз от 2026-08-31 — первый количественно определённый график Xanadu (обещано в 2026-08: отказоустойчивость в 2028–29 годах, 200 логических кубитов в 2029-м, свыше 1 000 к 2031-му), он слишком свеж, чтобы его оценивать C[178]; против него стоит один провал — закрытие SPAC на ~40% ниже плана Cфакт. Утверждения компании по физике самокритичны, утверждения по финансированию — нет.
Стратегическое прочтение. Если эффективное сжатие вырастет на порядок, летающий носитель на непрерывных переменных при комнатной температуре становится естественной средой для сетей, и G6 достаётся Xanadu — разве что она упустит его сама. Если нет, второго участника, способного унаследовать это направление, не существует, и её поставщики стоят дороже её архитектуры.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к 2027 году: эффективное сжатие выше 3 dB на кристалле; понизить в ранге веху 2028–29 годов, если оно останется ниже 1 dB. Лучший сценарий к 2029 году: небольшой логический кубит GKP при малом расстоянии. Худший сценарий: демонстрации без коррекции ошибок продолжаются, а график срывается так же, как сорвалось финансирование. Открытые вопросы: какая часть разрыва приходится на потери, а какая на изготовление; масштабируются ли гомодинные входные тракты.
Литература
- [172] Xanadu, “Xanadu sets new industry benchmark in photonic chip packaging,” PR Newswire, Jun. 10, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Cxanadu-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
- [174] M. V. Larsen et al., “Integrated photonic source of Gottesman–Kitaev–Preskill qubits,” Nature, vol. 642, no. 8068, pp. 587–591, Jun. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09044-5. D
- [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/ C2026/ 08/ 31/ 3353211/ 0/ en/ xanadu-charts-path-to-over-1-000-logical-qubits-by-2031.html - [345] X. Shi et al., “Squeezed Light Generation in Periodically Poled Thin-Film Lithium Niobate Waveguides,” arXiv:2508.08599, Aug. 2025. P
- [413] D. Gottesman, A. Kitaev, and J. Preskill, “Encoding a qubit in an oscillator,” Phys. Rev. A, vol. 64, no. 1, Art. no. 012310, Jun. 2001, doi: 10.1103/PhysRevA.64.012310. arXiv:quant-ph/0008040. S
- [642] Xanadu, “Xanadu Unveils 1st On-Chip Error-Resistant Photonic Qubit,” HPCwire, Jun. 5, 2025. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
off-the-wire/ Pxanadu-unveils-1st-on-chip-error-resistant-photonic-qubit/ - [821] S. Yokoyama et al., “Ultra-large-scale continuous-variable cluster states multiplexed in the time domain,” Nat. Photon., vol. 7, no. 12, pp. 982–986, Dec. 2013, doi: 10.1038/nphoton.2013.287. D
- [822] D. Duggan et al., “FPGA Based Feedforward System for Photonic Quantum Computing Applications,” arXiv:2606.03500, Jun. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
СВЧ / оптические спиновые вентили (центры окраски, однокубитные спины)
Резонансный микроволновый поворот электронного спина дефекта, поворот соседних ядер, обусловленный сверхтонкой связью, и оптические импульсы для инициализации и считывания.
Вердикт. Ошибка вентиля в одном узле ниже 0.1%, но оптические циклы, которыми спин инициализируют и считывают, являются и главным источником его декогеренции, а ни один применяемый бенчмарк эти два вклада не разделяет.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Резонансное микроволновое возбуждение поворачивает электронный спин центра окраски между подуровнями основного состояния — 2.87 GHz в нулевом поле для NV, зеемановски расщеплённая пара для центров IV группы. Сверхтонкая связь с соседними ¹³C или ¹⁴N делает их адресуемыми условными поворотами: целый регистр из одного дефекта. Оптические импульсы выполняют инициализацию и считывание, недоступные микроволнам. Когерентная раби-накачка одиночного дефекта известна с 2004 года; эталоном служит томография набора вентилей Fujitsu/QuTech с результатом ниже 0.1% P[208].
Атрибуты: инженерно заданное размещение естественного дефекта, неподвижный, запутывание около 1 µs (электрон) и миллисекунды (ядро); управление микроволновое плюс оптическое; ошибки паулиевские и когерентные.
Физика и пределы
Архитектуру задают две частоты: мегагерцовая раби-частота электрона даёт вентили длительностью в десятки-сотни наносекунд, тогда как ядерные вентили, обусловленные сверхтонкой связью, идут на килогерцах — на три порядка медленнее, так что долгоживущая память оказывается медленной. Пол задаётся оптической скважностью, а не микроволновой мощностью: каждый импульс инициализации или считывания проводит дефект через возбуждённое состояние, способное его ионизовать, и смещает локальное зарядовое окружение, поэтому ошибка следующего вентиля зависит от того, сколько фотонов рассеял предыдущий. Изотопная чистота по ¹²C удлиняет T₂, но против этого не помогает ничем; пол сдвигает только сокращение числа оптических циклов на операцию — потому ~10-кратный выигрыш в сборе света, полученный в Delft, есть результат по вентилю в той же мере, что и по каналу связи D[359].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2025-03-28 | Ошибка однокубитных и двухкубитных вентилей NV ниже 0.1% по томографии набора вентилей | Fujitsu совместно с QuTech | P[208] |
| 2025-11-27 | Резонансный сбор фотонов ~0.05% → ~0.5% при сохранении когерентности по эху выше 100 µs | QuTech | D[359] |
| 2026-05-26 | Безусловный телепортированный CNOT между криостатами, 63(4)% | QuTech | D[360] |
Доминирующий член: оптически индуцированная зарядовая нестабильность, а не микроволновое управление.
На дырочных спинах в германии геометрическая форма импульса электродипольного спинового резонанса (EDSR) — неадиабатическая трёхсегментная петля, поворот которой задаётся геометрией петли, а не динамикой импульса, — удержала X/2 и Y/2 выше 99% при микроволновой расстройке ±2.5 MHz, а вентиль ожидания (idle) — при ±1.2 MHz, с максимумами 99.98% (ожидание), 99.80% (X/2) и 99.97% (Y/2) по томографии набора вентилей P[888]. Цена — длительность в четыре–шесть раз больше, чем у обычного вентиля, а то, какая петля лучше, зависит от доминирующего шума.
Цифра ниже 0.1% по томографии набора вентилей на NV опирается на совместный пресс-релиз Fujitsu/QuTech, пересказанный отраслевой прессой [208], без рецензируемой статьи с доверительными интервалами или бюджетом ошибок; здесь она помечена P, в основном отчёте и записи графа — D. Не опубликовано: длительности вентилей над ядерными спинами рядом с точностями NV, так что килогерцовая раби-частота — механизм, а не измеренная характеристика устройства; даты для названных площадок развёртывания Quantum Brilliance [823] и какое-либо финансирование после раунда серии A января 2025 г.; и датированная дорожная карта с числами кубитов у какого-либо участника в области вентилей на дефектах.
Производство, материалы и цепочка поставок
Вентиль наследует ограничения алмаза: CVD-рост от Element Six, имплантированные дефекты, нанофотоника под каждое устройство. В тракте возбуждения не мультиплексируется ничто: каждому адресуемому дефекту нужны собственная резонансная лазерная линия, микроволновый подвод и канал детектора, поэтому аппаратура растёт линейно с числом узлов — полная противоположность общей микроволновой установке. Задержка управления задаётся каналом связи, а не вентилем: телепортированному CNOT потребовалась обратная передача в пределах времени жизни памяти D[360]. На 10³ узлах стеной становятся число лазеров и оптическое разветвление, причём опубликованного плана здесь нет. Центры окраски не названы ни в одном правиле экспортного контроля.
Роль в стеке
Требует носителя «центр окраски» и предоставляет тот вентиль, которым пользуется архитектура «дефектные узлы»; на архитектурах спинов в кремниевых / германиевых квантовых точках и донорных спинов он служит альтернативным вентилем. Реестр числит 5 машин, использующих его, среди них QC2026 Dual Core от SaxonQ, Quoll / QB-QDK 2.0 от Quantum Brilliance и Diamond-spin quantum computer prototype от Fujitsu. Его вклад в такт никогда не оказывается связывающим: электронные вентили ~10⁻⁷–10⁻⁶ s против считывания ~100 µs и каналов связи, которые на шесть-девять порядков медленнее; кода на дефектной архитектуре нет, так что сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс здесь значения не имеет, а тактом служит темп связи. Верификация: цифра ниже 0.1% принадлежит одной коллаборации и обнародована через пресс-релиз, а томография набора вентилей в том виде, в каком она применена, не разделяет микроволновую ошибку и оптически индуцированную ошибку зарядового состояния — это композит, который не перенесётся на другую скважность считывания. Телепортированный CNOT безусловен, в отличие от результата с постселекцией на T-центрах при белловской величине 0.60(8) P[363].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| QuTech | разработчик | Нидерланды | Управление NV в резонаторе, удалённый вентиль | D[359], [360] |
| Fujitsu | пользователь | Япония | Совместная программа по вентилям на NV | P[208] |
| Quantum Brilliance | разработчик | Австралия | Блоки комнатной температуры | P[823] |
| Photonic Inc. | разработчик | Канада | Управление спинами T-центров | P[363] |
| Element Six | поставщик | Великобритания | Рыночный CVD-алмаз | P[364] |
Деньги. 2026-05-12 · Photonic Inc. · вхождение в капитал · USD 200 M при оценке USD 2 B · Microsoft снова среди инвесторов · закрыто Cфакт. 2026-07 · QuantumDiamonds · EUR 91 M, из них EUR 76 M по EU Chips Act · закрыто P[364]. 2025-01 · Quantum Brilliance · раунд серии A · USD 20 M · ~USD 58 M накопленным итогом · закрыт P[364]. Ни один этап QBI этот механизм вентиля не называет.
Рынок и цепочка поставок. Риски концентрации — единственный рыночный поставщик алмаза и узкая база детекторов; микроволновая аппаратура общая со всеми модальностями. Работает на G6 и на сенсорику; деньги G3 или G4 до этого вентиля не доходят.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства по поименованной базе по состоянию на 4 сентября 2026 г. нет; управление спинами дефектов не охвачено ни одним органом по стандартизации.
Дорожные карты и послужной список. Quantum Brilliance (блоки в трёх лабораториях · поставлены, площадки без дат) P[823]. SaxonQ (QC2026 Dual Core · отгружен) P[364]. Photonic Inc. (отказоустойчивость «в течение пяти лет» от 2023-11 · не выполнено). Достоверность здесь перевёрнута: поставляют самые мелкие участники, а обещает наиболее щедро профинансированный.
Стратегическое прочтение. Этот вентиль выигрывает только внутри сетевого или периферийного тезиса, но не в бюджете отказоустойчивости. Рычаг остаётся у поставщиков: интегрированного стека управления дефектами не продаёт никто.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить/понизить (12–24 месяца): рецензируемый результат по набору вентилей ниже 0.1% с явно выделенным членом ошибки зарядового состояния подтверждает; ещё два года точностей (fidelity) из пресс-релизов понижают. В лучшем случае к 2029: небольшой многоузловой регистр с обнаружением ошибок. В худшем случае: превосходные вентили, которые так и не войдут ни в один код. Открыто: (1) поддаётся ли оптическая адресация мультиплексированию; (2) сообщит ли кто-нибудь длительности ядерных вентилей вместе с точностями; (3) дойдёт ли дефектная платформа до логического кубита.
Литература
- [208] M. Swayne, “Fujitsu And QuTech Realize High-Precision Quantum Gates,” The Quantum Insider, Mar. 28, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ P03/ 28/ fujitsu-and-qutech-realize-high-precision-quantum-gates/ - [359] J. Fischer et al., “Spin-photon correlations from a Purcell-enhanced diamond nitrogen-vacancy center coupled to an open microcavity,” Nat. Commun., vol. 16, no. 1, Art. no. 11680, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41467-025-66722-8. D
- [360] M. Iuliano et al., “Unconditionally teleported quantum gates between remote solid-state qubit registers,” Nat. Commun., vol. 17, no. 1, Art. no. 4694, May 2026, doi: 10.1038/s41467-026-72818-6. D
- [363] F. Afzal et al., “Distributed Quantum Computing in Silicon,” arXiv:2406.01704, Jun. 2024. P
- [364] M. U. Rehman, “Top Diamond NV-Centre Quantum Computing Companies in 2026,” The Quantum Insider, Jul. 10, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P07/ 10/ 8-quantum-computing-companies-working-with-nv-centre-in-diamond-technology/ - [823] Oak Ridge National Laboratory, “Quantum Brilliance, ORNL pioneer quantum-classical hybrid computing,” ORNL News, Sep. 2, 2025. [Online]. Available: https://www.ornl.gov/
news/ Also https://www.iaf.fraunhofer.de/quantum-brilliance-ornl-pioneer-quantum-classical-hybrid-computing en/ . Also https://quantumbrilliance.com/media-library/ press-releases/ first-room-temperature-quantum-accelerator-in-europe.html news/ . Psupercomputer-with-quantum-accelerator-pawsey-commissions-first-room-temperature-on-premises-quantum-computer-in-supercomputing-center/ - [888] Y.-C. Zhou et al., “High-fidelity geometric quantum gates exceeding 99.9% in germanium quantum dots,” arXiv:2609.33251, Sep. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Дальние элементы связи на чипе (c-couplers, mm-масштаб)
Перестраиваемые элементы связи, удлинённые волноводом или резонатором, которые запутывают неподвижные сверхпроводниковые кубиты, разнесённые на миллиметры, и тем самым дают графы степени 6, необходимые кодам qLDPC.
Вердикт. Один CZ на 2 mm с точностью 99.81% (IQM, 2023) и компоненты Loon у IBM без цифр; понизить в ранге, если к концу 2027 г. ни один элемент связи длиной ≥ 5 mm не покажет CZ ≥ 99.5% с указанием погрешностей.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Дальнодействующий внутрикристальный элемент связи (coupler) — это СВЧ-элемент: протяжённый конденсатор, отрезок линии передачи, резонатор или их цепочка, обычно с перестраиваемым по потоку трансмоном или СКВИДом посередине, — который через обмен виртуальными фотонами по отстроенной моде структуры обеспечивает обменное или ZZ-взаимодействие между сверхпроводниковыми кубитами, не являющимися соседями по решётке и разнесёнными на миллиметры. Резонаторная шина Yale от 2007-09 переносила квантовую информацию между кубитами «на противоположных сторонах кристалла» через резонатор «длиной в несколько миллиметров» D[477]; «гигантские атомы» MIT, связанные с одним волноводом сразу в нескольких точках, дали удалённым кубитам свободный от декогеренции обмен в 2020-07 D[478]; метаматериальная шина Caltech в 2023 г. дала десяти кубитам перестраиваемую дальность перескока D[479]. Запись графа технологий датирует узел 2023 годом, когда IQM опубликовала CZ с точностью (fidelity) 99.81 ± 0.02% между трансмонами, разнесёнными на 1.96 mm, через плавающий трансмонный элемент связи, два «волноводных удлинителя» которого несут как связь кубит–элемент связи, так и прямую связь кубит–кубит D[480]. «c-coupler» у IBM (терминология 2025-06; «l-couplers» связывают кристаллы C[481]) — тот же объект, построенный под код, а Loon (2025-11) — первый кристалл, заявляющий целую их решётку C[49].
Атрибуты (легенда: a = сродство естественный↔искусственный; b = время, детерминированный / с оповещением (heralded); c = считывание; d = подвижность; e = управление @ размещение; f = структура ошибок; g = производство), по записи графа технологий:
- a = 1.0: полностью искусственный носитель.
- b = характерного времени нет, детерминизм неприменим: сама связь такта не задаёт; размещаемый на ней CZ детерминирован, 33 ns в рекордном устройстве D[480].
- c = функции считывания нет.
- d = дальнодействие: связность за пределами ближайшего соседа без перемещения кубита.
- e = ни модальности управления, ни размещения: линия потока учитывается за соединяемыми кубитами.
- f = когерентная: остаточное ZZ, ошибка калибровки фазы, перекрёстные помехи.
- g = сверхпроводниковая литография.
Ранг 2 из 111; общий для сверхпроводниковой и отжиговой архитектур; он сочетает искусственный носитель с дальней подвижностью.
Физика и пределы
На 4 GHz в кремнии направляемая длина волны составляет около 30 mm, так что 2-mm удлинители IQM — это электрически короткие конденсаторы; элемент связи в состоянии покоя стоит на 3.195 GHz ниже кубитов, находящихся на 4.10 и 3.89 GHz, при связях кубит–элемент связи 51.5 и 53.9 MHz против прямой связи 3.7 MHz, и результирующий обмен есть их разность D[480]. Вентиль — это экскурсия элемента связи по потоку, включающая взаимодействие |11⟩↔|20⟩ на 22 ns плюс 11 ns простоя; разнесение заодно снижает связь со вторыми соседями ниже 30 kHz D[480]. За пределами нескольких миллиметров собственные стоячие моды удлинителя попадают в полосу кубитов (полуволновая линия длиной 1 cm резонирует около 6 GHz), поэтому связь приходится получать от гибридизованной резонаторно-трансмонной моды: 1-см элемент связи Nanjing даёт 23.5 MHz XX-связи и до 100 MHz ZZ, переключаемые с контрастом более 10² и 10⁴ соответственно D[482]. Связи длиной от 1 cm до 0.5 m существуют только в моделировании S[483]–[485].
Четыре предела. Потери: мода элемента связи с T₁ > 40 µs D[480] стоит не более 33 ns/40 µs ≈ 8×10⁻⁴ на вентиль и ~10⁻⁵ при дисперсионной доле участия — ниже рекордных 1.9 ± 0.2 ×10⁻³, которые «в основном» отнесены к падению T₁ одного из кубитов до 14 µs на время экскурсии по потоку D[480]. Теснота спектра: каждая лишняя мода — это частотная коллизия, а вершина степени 6 удерживает вне резонанса сразу шесть элементов связи. Когерентная ошибка: остаточное ZZ ниже 2 kHz D[480] даёт 0.013 рад условной фазы на микросекунду простоя на пару — коррелированная, а не стохастическая. Геометрия: степень выше четырёх требует пересечений, а значит слоёв разводки; граф Таннера двумерного «велосипедного» кода (bivariate bicycle) — «граф степени 6, состоящий из двух рёберно-непересекающихся планарных подграфов» D[248], так что топологически достаточно двух. Этот предел сдвигается с появлением слоёв разводки с меньшими потерями — про Loon заявлено «несколько высококачественных слоёв разводки с малыми потерями» C[49] — и кубитов, чей T₁ переживает перестройку потоком.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее из продемонстрированного: CZ 99.81(2)% на 1.96 mm за 33 ns (IQM, опубликовано 2023-02) D[480]. Типичное на масштабе, по состоянию на 3 сентября 2026 г.: отсутствует — ни один многокубитный процессор с элементами связи миллиметрового масштаба не опубликовал точностей вентилей; Loon показывает «6-связные соединения кубитов» без цифр C[49], [486], а устройства IQM Star с резонаторным хабом достигают «выше 99.3%» на последовательности MOVE–CZ–MOVE C[487].
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег | Ист. |
|---|---|---|---|---|
| 2007-09 | Два кубита на противоположных сторонах кристалла, связанные через резонаторную шину длиной в несколько mm | Yale | D | [477] |
| 2023-02 | CZ 99.81(2)% на расстоянии 1.96 mm, 33 ns, ZZ < 2 kHz | IQM | D | [480] |
| 2025-03 | 6-кубитный звёздный резонатор: логическая ошибка [[4,2,2]] за цикл 0.25(2)–0.91(3)% | IQM | D | [488] |
| 2025-05-20 | Общая доступность Advantage2, 4 400+ кубитов при степени 20 (16 внутренних + 2 внешних + 2 нечётных элемента связи) | D-Wave | C | [489] факт |
| 2025-06 | Элемент связи на гибридной моде длиной 1 cm, XX 23.5 MHz, контраст ZZ > 10⁴, вентиля нет | Nanjing | D | [482] |
| 2025-11-12 | Loon: 6-связные соединения, более длинные элементы связи, многослойная разводка, цифр нет | IBM | C | [49], [486] |
Доминирующий член ошибки сегодня: релаксация кубита во время экскурсии по потоку (T₁,эфф 14 µs на одном кубите, 43 µs на другом) D[480]; для решёток степени 6 бюджет не опубликован.
Производство, материалы и цепочка поставок
Стандартная джозефсоновская литография Nb/Al плюс многослойная разводка с малыми потерями, чтобы элементы связи могли пересекать ряды кубитов. IBM изготавливает Loon на 300-mm пластинах в Albany NanoTech и приписывает этой линии «десятикратный рост» сложности кристалла C[49], [486]; в форме 10-K D-Wave описан «многослойный процесс изготовления интегральных схем» G[490]. Каждый перестраиваемый элемент связи добавляет переход и линию потока: модуль на 288 кубитов под gross-код при степени 6 D[248] несёт 864 элемента связи, если все они перестраиваемые, — три на кубит против 1.8 на Nighthawk (218 элементов связи, 120 кубитов) C[49]. Выход годных в расчёте на элемент связи не опубликован.
Цепочка поставок: IBM изготавливает у себя, совместно с NY CREATES C[49]; IQM — в Эспоо D[480]; D-Wave пользуется «существующими сторонними фабриками», продемонстрировала второй источник поставки на 2000Q LN G[491], а в её отчётах 10-K упоминается SkyWater (девять попаданий полнотекстового поиска, 2023–2026) G[492] — фабрика, которой с 2026-07-31 владеет IonQ, конкурент по платформе C[493] факт. Единые точки отказа — три-четыре фабрики с квалифицированными многослойными процессами с малыми потерями. Экспортная уязвимость: правило BIS от 2024-09-06 G[301] факт контролирует рефрижераторы растворения (3A904) и квантовые вычислители лишь тогда, когда число кубитов и ошибка C-NOT попадают в одну полосу, — от 34–99 кубитов при ≤ 10⁻⁴ до любой ошибки начиная с 2 000 кубитов (4A906), — но не конструкции элементов связи.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Перестраиваемому дальнодействующему элементу связи нужны одна линия потока и импульс потока класса 22 ns D[480]; фиксированному резонаторному хабу не нужно ни того, ни другого, но он расплачивается операциями MOVE C[487], [494]. При степени 6 одни только линии потока элементов связи дают три на кубит — сверх линии возбуждения, линии потока самого кубита и мультиплексированного считывания, итого пять-шесть линий на кубит. На 10³ кубитах это 5 000–6 000 линий и холодное мультиплексирование; на 10⁴ — те 40 000 линий, которые QuantWare обещает к 2028 г. C[536] факт; на 10⁶ разрыв закрывает только генерация потока на кристалле (крио-КМОП или быстрая одноквантовая логика, БОК; опубликованный ориентир — управление на mK-ступени у SEEQC факт). Задержка петли не меняется: раунд bivariate-bicycle — это «схема глубины 7 из CNOT-вентилей между ближайшими соседями» D[248]; элемент связи сдвигает не её, а декодер, поскольку у «велосипедных» кодов нет декодеров паросочетания (matching), удерживающих декодирование поверхностного кода в пределах микросекунды.
Роль в стеке
Две архитектуры: сверхпроводниковые трансмоны и квантовый отжиг. Механизм требует сверхпроводниковой литографии с многослойной разводкой и поставляет дальнодействующие проверки степени 6, которые потребляют коды bivariate-bicycle: 12 логических кубитов на 288 физических там, где поверхностному коду нужно «почти 3000» при физической ошибке 0.1% D[248], и 121 логический кубит из 5 000-кубитной gross-системы при p = 10⁻³ в архитектурном исследовании IBM, где степень «не превышает семи» S[496]. Он замещает элементы связи ближайших соседей ценой одного перехода и одной линии потока на каждое добавленное ребро, двух и более слоёв разводки и элемента связи, чьи T₁ и паразитные моды входят в бюджет ошибок, — плата взимается за проект, а не за вентиль. В разрезе семейств: искусственный носитель, покупающий литографией ту дальнюю подвижность, которую атомы и ионы получают за счёт движения. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс для архитектуры: на трансмонной архитектуре раунд равен 0.65 µs с наибольшим членом — считыванием за 282 ns, а дальнодействующий CZ на 33 ns D[480] составляет 5% раунда и становится ограничивающим лишь тогда, когда последовательность MOVE–CZ–MOVE оказывается длиннее члена считывания; на отжиговой архитектуре тактом служит расписание отжига. Соседние пустые слоты: межкристальный l-coupler, обещанный для IBM Cockatoo в 2027 г. R[481], и резонаторная связь спиновых кубитов, где Delft показал iSWAP-осцилляции между спинами, разнесёнными на 250 µm D[497], без указания точности вентиля.
Свидетельства — как измерены числа
Значение 99.81% получено чередующимся рандомизированным бенчмаркингом, а его ошибка 1.9(2)×10⁻³ моделированием разложена на часть, ограниченную когерентностью, в которой доминирует T₁,эфф 14 µs одного из кубитов; ZZ < 2 kHz измерено в точке простоя D[480]. Цифры Nanjing — это спектроскопически измеренные связи, а не вентили D[482]. Результаты IQM по звёздной архитектуре — это точности логических состояний кода [[4,2,2]], в которые свёрнуты и считывание, и простой D[488]; её «выше 99.3%» — фирменная цифра без указания протокола C[487]. Заявления по Loon — текст пресс-релиза C[49], [486].
Не охвачено: перекрёстные помехи на общих удлинителях, когда несколько элементов связи одной вершины срабатывают одновременно; T₁ в тех рабочих точках по потоку, в которые каждый элемент связи загоняет свои кубиты; утечка (leakage) в моды удлинителей; дрейф нуля ZZ. Независимые воспроизведения CZ миллиметрового масштаба с указанием погрешностей: отсутствуют по состоянию на 3 сентября 2026 г. Противоречия: степень 6 D[248] против «не превышает семи» S[496] — седьмое ребро есть адаптер логического блока, так что верно и то, и другое; «≥ 2 mm» в графе технологий — это 1.96 mm из статьи D[480]; 99.3% (ячейка Constellation) и 99.81% (изолированная пара) у IQM относятся к разным операциям, а не к регрессии.
Зависимость D-Wave от SkyWater основана на девяти совпадениях полнотекстового поиска EDGAR G[492]; собственный текст D-Wave говорит о «существующих сторонних фабриках», а второй источник продемонстрирован на 2000Q LN G[491]. «Выше 99,3%» у IQM Constellation приводится без протокола и погрешности C[487]. У нанкинского 1-сантиметрового элемента связи XX = 23,5 МГц измерено, а ZZ = 100 МГц указано без пояснения, измерено оно или смоделировано D[482]. Считывание 282 нс, на котором основана выведенная тактовая частота, — типичное значение сверхпроводниковой архитектуры, а не цифра, специфичная для дальних связей. Патентные метаданные для [498] взяты из индекса Justia, а не из полнотекстовых записей USPTO. Не опубликовано: число кубитов IBM Loon, длина c-coupler и какая-либо точность гейтов C[49], [486]; стоимость, энергия и выход годных на элемент связи — ни у одного участника; число патентных семейств именно по дальним связям; и используют ли поставляемые продукты IQM Crystal удлинённый элемент связи 2 мм из [480].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с этой технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| IBM | разработчик | США | c-couplers на Loon; qLDPC-модуль Kookaburra (2026); Starling (2029) | C[49], [481] факт |
| IQM Quantum Computers | разработчик | Финляндия | Рекорд 2-mm элемента связи; хабы Star; Constellation с 2030 г. | D[480] C[70], [487], [494] |
| D-Wave Quantum | разработчик | США | Отжиговые машины Zephyr степени 20 | C[489] факт |
| Nanjing University | исследования | Китай | Элемент связи на гибридной моде длиной 1 cm; теория дальнодействующего ZZ | D[482] S[484] |
| QuTech | исследования | Нидерланды | Резонаторная связь между спинами, разнесёнными на 250 µm | D[497] |
| SkyWater Technology | поставщик | США | Фабрика, названная в отчётах 10-K D-Wave; принадлежит IonQ с 2026-07-31 | G[492] C[493] |
| QuantWare | поставщик | Нидерланды | Кристаллы с трёхмерной разводкой; дорожная карта VIO-40K | P[495] |
| DARPA | финансирующая сторона | США | В QBI Stage B входит IBM (до $15 M) | G[65] факт |
Деньги.
- 2025-09-03 · IQM · раунд серии B · $320 M · закрыт факт
- 2025-11-06 · DARPA QBI Stage B · IBM в числе одиннадцати команд · до $15 M на каждую · официально G[65] факт
- 2026-05-21 · IBM/Anderon; D-Wave; GlobalFoundries · письма о намерениях US DoC CHIPS · $1 B (+ $1 B собственных средств IBM); $100 M; $375 M · LOI, необязывающие G[300] факт
- 2026-06-02 · IBM · обязательство по инвестициям в квантовые технологии · > $10 B за пять лет · объявлено C[57] факт
- 2026-07-02 · IQM · листинг на Nasdaq и в Хельсинки · денежные средства pro forma €337 M; выручка H1-2026 €8.9 M · закрыт C[58] факт
- 2026-07-31 · IonQ · приобретение SkyWater · ~$1.8 B · закрыто C[19] факт
- 2026-08-06 · D-Wave · результаты Q2-2026 · выручка за H1 $5.9 M (за Q2 $3.1 M), денежные средства $546.2 M · отчёт C[15] факт
Рынок и цепочка поставок. Дальнодействующий элемент связи никто не продаёт: это проектный блок внутри кристалла вендора, а рынком выступают три-четыре фабрики, способные его напечатать, — Albany C[49], собственная фабрика IQM D[480], сторонние фабрики D-Wave G[491], [492], GlobalFoundries в рамках своего LOI факт, — плюс QuantWare как единственный коммерческий продавец кристаллов с трёхмерной разводкой P[495]. Структурная цена — 1.5–3 дополнительных элемента связи на кубит против десятикратной экономии физических кубитов на логический кубит D[248]. Кто платит: G4 (Starling у IBM), G3 — если заработает Kookaburra, G5 — на отжиговой архитектуре C[489], G1/G2 — за счёт меньшего числа SWAP на хабах Star C[494].
Интеллектуальная собственность и стандарты. IBM: US 12,517,856 (заявка 2022-09-28, выдан 2026-01-06) на уровни модульной связности, US 12,587,192 (выдан 2026-03-24) на цепочки резонаторов с перестраиваемыми индуктивными элементами связи, US 2024/0169232 A1 (заявка 2022-11-18) на дальнодействующую связь флаксониумов G[498]. D-Wave: US 10,268,622 (выдан 2019-04-23), US 11,507,871 и US 11,494,683 (оба 2022-11) на дальнодействующие элементы связи G[498]. Судебных споров не найдено; стандарта нет. По обзору PatSnap, опубликованному 2026-06-30, у IBM 4 388 квантовых патентных семейств, из них 783 по сверхпроводниковым устройствам Pфакт; подсчёта именно по дальнодействующим элементам связи не существует.
Дорожные карты и послужной список.
- IBM: обещано 2025-06-10 · Loon в 2025 г. с c-couplers · поставлено 2025-11-12 в виде компонентов без показателей производительности C[49], [481].
- IBM: обещано 2025-06-10 · Kookaburra в 2026 г., Cockatoo в 2027 г. (l-couplers), Starling в 2029 г. (200 логических кубитов, 10⁸ вентилей) · Kookaburra не поставлен по состоянию на 2026-09-03, остальное в ожидании R[481] C[72] факт.
- IQM: обещано 2026-01-05 · двухкубитная точность выше 99.94% в 2025–26 гг.; демонстраторы qLDPC в 2027–28 гг.; Constellation с дальнодействующими элементами связи с 2030 г. · в ожидании R[70].
- D-Wave: описано 2021-09-22 · топология Zephyr · поставлена вместе с общедоступным Advantage2 2025-05-20 C[489] факт.
Достоверность: IBM поставляет названный процессор в названный год (Nighthawk поставлен 2025-12 факт), но за десять месяцев после Loon не опубликовала ни одной цифры по элементам связи; IQM выполнила свою физику 2023 г. и поставляет системы Star, но её дорожная карта не содержит числа кубитов; D-Wave поставила свою топологию на масштабе, но только для отжига.
Стратегическое прочтение. Если элементы связи миллиметрового масштаба выйдут на точность вентилей между ближайшими соседями при степени 6, число физических кубитов на логический упадёт на порядок D[248]; победителями станут вендоры, владеющие и элементом связи, и кодом, — IBM и, позднее, IQM, — плюс фабрики с многослойными процессами; проигравшими — дорожные карты на поверхностном коде с решётками ближайших соседей, включая Google факт. Угрозы замещения: межкристальные l-couplers R[481]; атомы и ионы, получающие связность за счёт движения; более качественные вентили ближайших соседей вместе с сетями SWAP. Переговорная сила по части конструкции — у поставщиков платформ, по части слоёв разводки — у немногих фабрик; IonQ–SkyWater — первый случай, когда поставщик платформы владеет поимённо названной фабрикой конкурента G[492] факт.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить в течение 12–24 месяцев, если: IBM опубликует точности CZ на c-coupler ≥ 99.5% с погрешностями при длине ≥ 5 mm и эксперимент с памятью на gross-коде на Kookaburra до конца 2027 г. факт; какая-либо группа продемонстрирует внутрикристальный CZ на ≥ 1 cm с точностью ≥ 99.5% D[482]; IQM покажет ячейку Constellation на ≥ 99.9% C[487]. Понизить в ранге, если к концу 2027 г. ни один элемент связи миллиметрового масштаба не покажет ≥ 99.9% либо ни один код с дальнодействующими проверками на сверхпроводниковом оборудовании не покажет Λ > 1. Лучший сценарий к 2029 г.: модули класса Starling с 288-кубитными gross-кодами и элементами связи на уровне 99.9% D[248] R[481]. Худший сценарий: элементы связи остаются на 99.8% на изолированных парах, коды qLDPC мигрируют на атомы и ионы, а машина IBM 2029 года оказывается машиной на поверхностном коде.
Открытые вопросы: (1) переживает ли T₁ кубита те рабочие точки по потоку, в которые его загоняют шесть элементов связи? (2) каковы перекрёстные помехи при параллельных вентилях на вершине, удлинители которой делят один слой разводки? (3) какой декодер исполняет «велосипедные» коды в пределах времени цикла? Следить за: любой статьёй IBM по элементам связи, статусом Kookaburra в 2026 г., датой выпуска продукта Constellation у IQM, вентилем Nanjing на 1 cm.
Литература
- [15] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Reports Second Quarter 2026 Results,” Aug. 6, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ Cnewsroom/ press-release/ d-wave-reports-second-quarter-2026-results/ - [19] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of SkyWater Technology,” Jul. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [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 - [57] IBM Quantum, “Why IBM is investing $10 billion into quantum computing,” Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ 10-billion-investment-faq - [58] IQM Quantum Computers, “IQM Quantum Computers Becomes First European Quantum Computing Company Listed on a Major U.S. Exchange,” Jul. 2, 2026. [Online]. Available: https://iqm.tech/
press-releases/ Ciqm-quantum-computers-becomes-first-european-quantum-computing-company-listed-on-a-major-u-s-exchange/ - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [70] IQM Quantum Computers, “Development Roadmap,” Jan. 5, 2026. [Online]. Available: https://iqm.tech/
technology/ Croadmap - [72] IBM, “Quantum Roadmap.” [Online]. Available: https://www.ibm.com/
roadmaps/ Cquantum/ - [248] S. Bravyi et al., “High-threshold and low-overhead fault-tolerant quantum memory,” Nature, vol. 627, no. 8005, pp. 778–782, Mar. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07107-7. arXiv:2308.07915. D
- [300] National Institute of Standards and Technology, “Department of Commerce Announces Letters of Intent With 9 Companies for $2 Billion to Accelerate U.S. Leadership in Quantum Computing,” NIST News, May 21, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/
news-events/ Gnews/ 2026/ 05/ department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [477] J. Majer et al., “Coupling superconducting qubits via a cavity bus,” Nature, vol. 449, no. 7161, pp. 443–447, Sep. 2007, doi: 10.1038/nature06184. D
- [478] B. Kannan et al., “Waveguide quantum electrodynamics with superconducting artificial giant atoms,” Nature, vol. 583, no. 7818, pp. 775–779, Jul. 2020, doi: 10.1038/s41586-020-2529-9. D
- [479] X. Zhang, E. Kim, D. K. Mark, S. Choi, and O. Painter, “A scalable superconducting quantum simulator with long-range connectivity based on a photonic bandgap metamaterial,” arXiv:2206.12803, Jun. 2022. D
- [480] F. Marxer et al., “Long-Distance Transmon Coupler with cz-Gate Fidelity above 99.8%,” PRX Quantum, vol. 4, no. 1, Art. no. 010314, Feb. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.010314. arXiv:2208.09460. D
- [481] R. Mandelbaum et al., “How IBM will build the world's first large-scale, fault-tolerant quantum computer,” IBM Quantum Computing Blog, Jun. 10, 2025. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Rblog/ large-scale-ftqc - [482] J. Xu et al., “Tunable hybrid-mode coupler enabling strong interactions between transmons at centimeter-scale distance,” Phys. Rev. Appl., vol. 25, no. 1, Art. no. 014016, Jan. 2026, doi: 10.1103/ls5b-279m. arXiv:2506.14128. D
- [483] P. Zhao, P. Xu, and Z.-Y. Xue, “Long-range tunable coupler for modular fluxonium quantum processors,” arXiv:2604.12261, Apr. 2026. S
- [484] X. Deng et al., “Long-Range ZZ Interaction via Resonator-Induced Phase in Superconducting Qubits,” Phys. Rev. Lett., vol. 134, no. 2, Art. no. 020801, Jan. 2025, doi: 10.1103/PhysRevLett.134.020801. arXiv:2408.16617. S
- [485] P. Zhao, Y. Zhang, G. Xue, Y. Jin, and H. Yu, “Tunable coupling of widely separated superconducting qubits: A possible application towards a modular quantum device,” Appl. Phys. Lett., doi: 10.1063/5.0097521. arXiv:2201.03184. S
- [486] R. Mandelbaum, “Scaling for quantum advantage and beyond,” IBM Quantum Computing Blog, Nov. 12, 2025. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ qdc-2025 - [487] F. Vigneau, “IQM Constellation: A New Quantum Processor Architecture for Scalable Error Correction,” IQM Quantum Computers, Sep. 30, 2025. [Online]. Available: https://iqm.tech/
blog/ Ciqm-constellation-a-new-quantum-processor-architecture-for-scalable-error-correction/ - [488] F. Vigneau et al., “Quantum error detection in qubit-resonator star architecture,” arXiv:2503.12869, Mar. 2025. D
- [489] K. Boothby, A. D. King, and J. Raymond, “Zephyr Topology of D-Wave Quantum Processors,” D-Wave Systems Inc., Sep. 2021. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
media/ C2uznec4s/ 14-1056a-a_zephyr_topology_of_d-wave_quantum_processors.pdf - [490] D-Wave Quantum Inc., “Form 10-K for the fiscal year ended December 31, 2025,” U.S. Securities and Exchange Commission (EDGAR), Feb. 2026. [Online]. Available: https://www.sec.gov/
Archives/ Gedgar/ data/ 1907982/ 000190798226000026/ qbts-20251231.htm - [491] D-Wave Quantum Inc., “Form 10-K for fiscal year 2024,” SEC EDGAR, Mar. 14, 2025. [Online]. Available: https://www.sec.gov/
Archives/ Also https://www.sec.gov/edgar/ data/ 1907982/ 000190798225000060/ qbts-20241231.htm Archives/ . Gedgar/ data/ 1907982/ 000190798225000060/ 0001907982-25-000060-index.htm - [492] U.S. Securities and Exchange Commission, “EDGAR full-text search: ‘SkyWater’ in D-Wave Quantum Inc. 10-K filings,” SEC EDGAR Full-Text Search, Feb. 26, 2026. [Online]. Available: https://efts.sec.gov/
LATEST/ Gsearch-index?q=%22SkyWater%22&forms=10-K&ciks=0001907982 - [493] IonQ, “IonQ to Acquire SkyWater Technology, Creating the Only Vertically Integrated Full-Stack Quantum Platform Company,” Jan. 26, 2026. [Online]. Available: https://investors.ionq.com/
news/ Cnews-details/ 2026/ IonQ-to-Acquire-SkyWater-Technology-Creating-the-Only-Vertically-Integrated-Full-Stack-Quantum-Platform-Company/ default.aspx - [494] E. Stuart, “Jumping Off the Grid in Quantum Processor Innovation: Introducing IQM Star,” IQM Quantum Computers blog, Apr. 30, 2025. [Online]. Available: https://iqm.tech/
blog/ Cjumping-off-the-grid-in-quantum-processor-innovation-introducing-iqm-star/ - [495] M. Abdel-Kareem, “QuantWare Debuts VIO-40K™ Architecture to Enable 10,000-Qubit Superconducting Processors,” Quantum Computing Report, Dec. 10, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
quantware-debuts-vio-40k-architecture-to-enable-10000-qubit-superconducting-processors/ P - [496] T. J. Yoder et al., “Tour de gross: A modular quantum computer based on bivariate bicycle codes,” arXiv:2506.03094, Jun. 2025. S
- [497] J. Dijkema et al., “Cavity-mediated iSWAP oscillations between distant spins,” Nat. Phys., vol. 21, no. 1, pp. 168–174, Dec. 2024, doi: 10.1038/s41567-024-02694-8. arXiv:2310.16805. D
- [498] Justia Patents, “Patent search: ‘long-range coupler’ qubit (results as of Sep. 3, 2026).” [Online]. Available: https://patents.justia.com/
search?q=%22long-range+coupler%22+qubit Also https://patents.google.com/patent/ . Also https://patents.google.com/US12517856B2/ en patent/ . GUS12587192B2/ en - [536] QuantWare, “QuantWare announces scaling breakthrough with VIO-40K™, delivering 10,000 qubit Quantum Processors for the first time,” Dec. 8, 2025. [Online]. Available: https://quantware.com/
news/ Cquantware-announces-scaling-breakthrough-with-vio-40k
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Перемещение спинов (конвейерный режим)
Когерентный транспорт спинового кубита вдоль конвейера, задаваемого затворами: расстояние и разреженность топологии покупаются бюджетом дефазировки, а не разводкой.
Вердикт. Транспорт больше не является ограничивающей ошибкой в схеме с перемещением спинов — ограничивают статические обменные вентили. Понизить, если ни одна конвейерная линия на 300 mm фабрике не достигнет 99% на 10 µm к концу 2027 г.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг расстояния кода; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей, принятые в отчёте (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Конвейерное перемещение спина переносит одиночный спин вдоль канала, задаваемого затворами, на бегущей волне потенциала: перекрывающиеся «клавишные» затворы возбуждаются четырьмя синусоидами с фиксированными фазовыми сдвигами (восемь в двухтональном режиме), и носитель едет в движущемся минимуме. Перемещению «пожарной цепочкой» (bucket brigade) нужен один импульсный управляющий сигнал на каждый переброс; конвейеру нужно число управляющих линий, задаваемое количеством фаз, а не расстоянием. В этом и состоит вся экономическая аргументация узла, а настоящая справка — цена этой аргументации. Группа Bluhm в RWTH Aachen и Forschungszentrum Jülich ввела конвейер под названием QuBus: канал 420 nm, четыре синусоиды, 99.42 ± 0.02% одноэлектронного перемещения — по заряду, не по спину D[510]. Спиновая когерентность на длине была показана позже в Delft D[196].
Атрибуты. a — сродство: полностью изготавливаемый узел, электрон в литографически заданной яме ²⁸Si/SiGe. b — время: ~2 × 10⁻⁷ s на перелёт 10 µm (суммарно, челночно туда и обратно) D[196]; запутывающая операция неприменима, это транспорт. c — считывание: собственного нет, узел заимствует зарядовый сенсор регистра. d — подвижность: транспорт, то есть вся функция узла целиком. e — управление: ни собственной модальности, ни собственного размещения, один общий радиочастотный привод. f — ошибка, как её видит код: когерентная, дефазировка и зависящие от положения повороты, канала потерь нет. g — производство: КМОП, та же 300 mm линия, что и для точек.
Физика и пределы
Затворы с шагом 180 nm, возбуждаемые вплоть до 300 MHz, создают движущийся минимум удерживающего потенциала; носитель следует за ним адиабатически со скоростью 36 m/s в одночастотном режиме и 64 m/s в двухтональном D[196]. Адиабатичность ограничивает время перелёта снизу — через орбитальное и долинное расщепления, — а спиновая когерентность ограничивает его сверху. Спин-орбитальное взаимодействие и градиенты микромагнита превращают транспорт в детерминированный, зависящий от положения поворот — когерентный, а значит, в принципе калибруемый; при этом движение и помогает: Delft объясняет улучшенную когерентность движущихся спинов усреднением по движению (motional averaging) D[193]. Зарядовый шум и беспорядок пиннингуют носитель и возбуждают его на долинно-орбитальных антипересечениях S[511]. Ничего термодинамического здесь не ограничивает, поэтому нижний предел задаётся материалами: однородностью долинного расщепления вдоль линии и зарядовым шумом. Чтобы его сдвинуть, нужны инженерия границ раздела, менее шумные стеки затворов, эхо во время транспорта (в германии эхо подняло характеристическое число перебросов с 64–77 до значений выше 300 D[512]) либо модуляция удержания S[513]. Моделирование поверхностного кода даёт порог по дефазировке в несколько процентов и умеренные накладные расходы вплоть до ~1% ошибки на переброс S[514] — щадящий результат, но он обусловлен тем, что вентили и считывание уже находятся ниже порога, а на спинах это не так.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2021-08 | Конвейер 420 nm, четыре управляющих сигнала, 99.42 ± 0.02% одноэлектронного (зарядового) перемещения | RWTH Aachen | D[510] |
| 2024-07-08 | Дырки в германии, «пожарная цепочка»: 99.97% на переброс, только базисные состояния, эффективно 312 µm | QuTech | D[512] |
| 2025-06-09 | Конвейер: 10 µm эффективных (туда и обратно) менее чем за 200 ns с точностью (fidelity) по спину 99.54 ± 0.03% | QuTech | D[196]факт |
| 2026-05-06 | Вентиль управляемой фазы между двумя движущимися спинами: 98.86 ± 0.29%, 240 nm, 58 ns | QuTech | D[193] |
| 2026-07-29 | Проверка чётности веса четыре с подвижным анцилла-кубитом: 97.7(1)% на круговой рейс 1.2 µm; Z-чётность 72.2(6)% | QuTech | D[349] |
Доминирующий член ошибки контринтуитивен: в пятикубитном устройстве проверки чётности ограничением служит некогерентный шум в обменном взаимодействии, тогда как дефазировка при перемещении и в простое даёт около четверти суммарной ошибки D[349]. Транспорт перестал быть худшим элементом схемы с перемещением спинов; худшими стали статические вентили, и путь за 99% лежит через смену стека затворов, а не через более быстрые конвейеры. «Типичного на масштабе» здесь не существует: каждый из приведённых результатов получен на гетероструктуре исследовательской фабрики, и ни одна конвейерная линия не опубликована на 300 mm устройстве.
Перескоки «пожарной цепочкой» (спин передаётся от точки к точке последовательными импульсами на затворах — в отличие от конвейерного транспорта в движущейся потенциальной яме) теперь проходят через двумерный массив: в германиевой сетке QuTech из 6×6 дырочных квантовых точек с одним общим барьерным затвором спин прошёл 26 переходов между точками на 5.2 µm, с нижними оценками 99.96 ± 0.01% на перескок для базисных состояний и 99.68 ± 0.04% для суперпозиций; то же перемещение позволило настроить 30 из 36 точек P[898].
Производство, материалы и цепочка поставок
Три перекрывающихся слоя затворов с шагом ~180 nm над обогащённой ямой ²⁸Si/SiGe толщиной 7 nm в Delft D[196] — номинально совместимо с 300 mm, и именно в этом жёсткая зависимость узла: однородные конвейерные затворы на КМОП-линии. Точкам достаточно быть похожими друг на друга; шина же обязана быть однородной по всей своей длине, потому что один пиннингующий дефект разрывает канал, а конвейер не несёт никакой избыточности. Ни одной статистики по выходу годных или однородности для конвейеров не опубликовано — что бросается в глаза рядом с более чем 24 000 спиновых устройств на пластину у Intel D[199] и 96% выхода по настраиваемости на 232 устройствах одной пластины D[766]. Поставки: обогащённый ²⁸Si от считанного числа изотопных производств — единая точка отказа, которую архитектура кремниевых спинов и так уже несёт, — а также эпитаксия SiGe и совмещение слоёв у imec, Intel, GlobalFoundries и STMicroelectronics. Стоимость одной шины назвать нельзя; отображение режима двойного назначения для квантовых изделий на коды ECCN здесь не утверждается.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Четыре или восемь общих радиочастотных линий питают шину произвольной длины, так что число линий масштабируется с числом шин, а не с расстоянием или количеством обслуживаемых остановок; связь «пожарной цепочкой» той же дальности требует одной импульсной линии на переброс. Именно разреженность позволяет разместить электронику рядом с кубитами — тот же аргумент с другого конца делает 4 K контроллер HRL при ≤3.5 W и 366 ЦАП на 18 кубитов D[190]факт. Собственного считывания у узла нет; подвижный анцилла измеряется в выделенной точке D[349]. Латентность не является связывающим ограничением: перебросы по 4 ns и вентили движущихся спинов по 58 ns лежат на два-три порядка ниже спинового считывания в 1–100 µs, поэтому перемещение не удлиняет цикл извлечения синдрома. Стены: на 10³ кубитов — однородность канала на 300 mm; на 10⁴ — калибровка фаз по тысячам дрейфующих конвейеров; на 10⁶ — бюджет дефазировки: при 10⁻³ на µm один микрон пути на одно извлечение синдрома позволителен, а сто — нет.
Роль в стеке
Узел принадлежит архитектуре спинов в квантовых точках на кремнии и германии (Intel, Diraq, Quantum Motion, HRL в составе IBM, QuTech, Quobly). Ему требуются задаваемые затворами спины в точках — чтобы было что перемещать — и 300 mm КМОП-фабрика для однородных конвейерных затворов, а вниз по стеку он не даёт ничего: его ценность реализуется внутри той архитектуры, которой он служит, и именно поэтому он никогда не будет продаваться как продукт. Он замещает статический обмен между ближайшими соседями, который не стоит никакой транспортной ошибки; связь через перемещение спина покупает расстояние ценой бюджета дефазировки и калибровочной нагрузки, и платить эту цену имеет смысл лишь тогда, когда электронику управления и считывания приходится размещать вперемежку с кубитами. Узел находится далеко от производственного кластера, от которого зависит; его физику задаёт беспорядок в исследовательских гетероструктурах, а его экономику — 300 mm линия, на которой он ни разу не работал. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс: транспорт вносит 2.0 × 10⁻⁷ s, вентили — по 5.8 × 10⁻⁸ s, так что архитектура остаётся ограниченной считыванием на уровне 8.5 × 10⁻⁶ s, из которых 6.3 µs — считывание и 1 µs — сброс. Пустые соседние слоты: транспорт через границу кристалла и связь со внутриполётным детектированием утечки (leakage).
Свидетельства — как измерены числа
Кремниевая цифра получена из чередующегося рандомизированного бенчмаркинга «вентиля» перемещения на эффективном пути 10 µm, челночно туда и обратно D[196]; германиевая — из экспоненциальной подгонки характеристического числа перебросов D[512]. Наблюдаемые разные, а цитируются они рутинно рядом: 99.97% на переброс в германии — это только базисные состояния, 99.54% в кремнии — спиновая точность на пути. Кроме того, бенчмаркинг переброса предполагает твирлуемость, что сомнительно для детерминированного, зависящего от положения поворота, поскольку усреднение по движению способно занизить результат бенчмарка ниже физической ошибки в любой отдельной точке. Ни один из протоколов не сообщает об утечке (leakage) из долинного или орбитального подпространства, и ни один результат по перемещению не проходил цикловый (cycle) или зеркальный (mirror) бенчмаркинг, так что коррелированная ошибка, которую увидел бы код, не измерена. Конвейерный транспорт показан на зарядовом уровне в RWTH Aachen и на спиновом уровне в Delft; цифра для 10 µm по состоянию на 3 сентября 2026 г. не имеет независимого воспроизведения.
Германиевые «99,97% за перенос» [512] — значение для базисных состояний, несопоставимое со спиновой точностью кремниевого конвейера [196]. Не опубликовано: раунд, сумма и инвесторы финансирования ARQUE Systems [515], её численность персонала и датированная веха установки в Jülich Supercomputing Centre; а также данные о выходе годных, однородности каналов или стоимости шины для конвейерных структур ни на одной 300-мм линии.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| QuTech | исследования | Нидерланды | Все конвейерные спиновые рекорды: эффективное перемещение 10 µm, вентиль движущихся спинов, подвижный анцилла | D[193], [196], [349] |
| RWTH Aachen | исследования | Германия | Изобрели конвейерный режим; архитектура SpinBus | D[510]S[514] |
| Forschungszentrum Jülich | исследования | Германия | Соавтор конвейера; размещает первую систему ARQUE | C[515] |
| ARQUE Systems | разработчик | Германия | Продаёт запатентованные тракты перемещения спинов; пятикубитный процессор | C[515] |
| IBM | разработчик | США | Приобрела HRL: кремний на одном лишь обмене плюс 4 K крио-КМОП | G[10] |
| Diraq | разработчик | Австралия | 300 mm кремниевый MOS совместно с imec; разреженные топологии лежат в основе её заявлений о стоимости | D[189] |
| Quantum Motion | разработчик | Великобритания | КМОП 22FDX, полностековая система в NQCC | C[355] |
| imec | поставщик | Бельгия | 300 mm спиновая линия; изготовила бы любой фабричный конвейер | D[189] |
Деньги.
- 2022-09 · ARQUE Systems · спин-офф, основанный Bluhm и тремя коллегами · сумма не раскрыта · Jülich, RWTH Aachen · объявлено C[515]
- 2025-11-06 · DARPA QBI Stage B · одиннадцать команд, включая Diraq и Quantum Motion · до $15 M каждой · объявлено G[65]факт
- 2026-05-07 · Quantum Motion · раунд серии C · $160 M · DCVC, Kembara · закрыт C[355]факт
- 2026-05-21 · Diraq · письмо о намерениях по программе CHIPS · до $38 M · US Commerce · LOI G[300]факт
- 2026-06-03 · Quobly · раунд серии A · €115 M · Bpifrance, SEALSQ, STMicroelectronics · закрыт C[350]факт
- 2026-07-23 · IBM · приобретение HRL Laboratories · сумма не раскрыта · объявлено; сделка закрыта 2026-08-26 G[10]фактфакт
Ни одна из этих позиций не является финансированием перемещения как такового: это функция, оплачиваемая внутри спин-кубитных компаний, а не финансируемая отдельной строкой, — с единственным исключением в лице ARQUE, чьё финансирование не раскрыто.
Рынок и цепочка поставок. Шаттл никто не продаёт. Обеспечивающая цепочка поставок — это 300 mm литография и совмещение слоёв, эпитаксия SiGe, подложки из обогащённого ²⁸Si и многоканальная генерация сигналов произвольной формы. Платят за это G3 и G4, поскольку разреженность окупает свою цену в дефазировке только на масштабе кода; G7 — незначительно, через установку в Jülich; G1 и G5 — ничего.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Семейство конвейерных решений происходит из RWTH Aachen и Forschungszentrum Jülich; ARQUE коммерциализирует запатентованный механизм перемещения C[515]. Датированного счёта патентных семейств из поименованной базы данных для этого узла не существует, поэтому он и не приводится, а спиновый транспорт не покрыт ни одним органом по стандартизации.
Дорожные карты и послужной список. (обещано 2021-08 · конвейер как масштабируемая шина · статус на 2026-09-03: только уровень одиночного канала, ни разу не на фабричной пластине). (ARQUE Systems, обещано 2026 · пятикубитный процессор с перемещением спинов в Jülich · статус: идёт установка, приёмочных данных нет C[515]). (QuTech, обещано 2026-07 · проверка чётности с перемещением выше 99% за счёт смены стека затворов · статус: 97.7% на переброс D[349]). (Diraq, обещано 2026-08-27 · 150 k физических и 1 k логических кубитов к 2029 · статус: восьмикубитное фабричное устройство с одной работающей парой, при том что её собственный июльский релиз говорит о «тысячах к 2029» Cфактфакт). QuTech — сильнейший участник здесь; ARQUE не доказала ничего, но это единственный носитель обязательства с датой поставки; цифры Diraq движутся быстрее, чем её устройства.
Стратегическое прочтение. Если конвейер достигнет фабричной однородности, выиграют КМОП-вендоры спиновых кубитов, чей тезис — плотность через разреженность: IBM вместе с HRL, Diraq, Quantum Motion, Quobly, — а также поставщики криогенного управления, поскольку именно разреженные решётки позволяют разместить электронику рядом с кубитами. Проигравшие: плотные архитектуры обмена с ближайшими соседями и фабрики, продающие однородность точек, а не однородность линии. Переговорная сила остаётся у 300 mm линий и поставщиков обогащённого кремния; транспортный примитив без самостоятельного продукта будет поглощён как позиция по интеллектуальной собственности — чем патенты Aachen и Jülich уже и являются.
Перспективы и открытые вопросы
Фальсифицируемые вехи на 12–24 месяца. Подтверждают: конвейерная спиновая линия на 300 mm фабричном устройстве с ≥99% на 10 µm к 2027-09; проверка чётности с перемещаемой анциллой выше 99% — цель, которую авторы из Delft поставили себе сами D[349]; независимое воспроизведение группой, отличной от Delft. Понижают: если чётность с перемещаемой анциллой останется ниже ~90% в течение всего 2027 года, аргумент в пользу разреженной архитектуры лишится единственной экспериментальной опоры; либо если разброс долинного расщепления вдоль каналов окажется неустранимым на фабричном материале. В лучшем случае к 2029 — участок поверхностного кода расстояния от 3 до 5 на разреженной спиновой решётке с извлечением синдрома через перемещение спинов; в худшем — перемещение остаётся специальностью Delft и Aachen на исследовательских гетероструктурах.
Открытые вопросы. (1) Является ли бенчмаркинг переброса осмысленной точностью или это артефакт усреднения по движению? (2) Переживёт ли усреднение по движению зарядовый беспорядок фабричного уровня — или обратится в пиннинг? (3) Какова скорость утечки на долинных антипересечениях? (4) Можно ли автоматизировать калибровку фаз конвейера на тысячах шин? (5) Может ли спин пересечь границу кристалла? Следить: за любым результатом по перемещению на 300 mm от imec, Intel, GlobalFoundries или STMicroelectronics; за приёмочными данными ARQUE в Jülich; за продолжением работ QuTech по устройству проверки чётности веса четыре.
Литература
- [10] IBM, “IBM to Acquire HRL Laboratories to Power the Future of Quantum,” Jul. 23, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
2026-07-23-ibm-to-acquire-hrl-laboratories-to-power-the-future-of-quantum G - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [189] P. Steinacker et al., “Industry-compatible silicon spin-qubit unit cells exceeding 99% fidelity,” Nature, vol. 646, no. 8083, pp. 81–87, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09531-9. D
- [190] Members of the HRL Quantum Team and Collaborators, “A digitally controlled silicon quantum processing unit,” arXiv:2604.16216, Apr. 2026. D
- [193] Y. Matsumoto et al., “Two-qubit logic and teleportation with mobile spin qubits in silicon,” Nature, vol. 653, no. 8114, pp. 391–397, May 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10423-9. D
- [196] M. De Smet et al., “High-fidelity single-spin shuttling in silicon,” Nat. Nanotechnol., vol. 20, no. 7, pp. 866–872, Jun. 2025, doi: 10.1038/s41565-025-01920-5. D
- [199] H. C. George et al., “12-spin-qubit arrays fabricated on a 300 mm semiconductor manufacturing line,” Nano Lett., vol. 25, no. 2, pp. 793–799, Dec. 2024, doi: 10.1021/acs.nanolett.4c05205. arXiv:2410.16583. D
- [300] National Institute of Standards and Technology, “Department of Commerce Announces Letters of Intent With 9 Companies for $2 Billion to Accelerate U.S. Leadership in Quantum Computing,” NIST News, May 21, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/
news-events/ Gnews/ 2026/ 05/ department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion - [349] B. Undseth et al., “Weight-four parity checks in a spin-shuttling architecture,” Nature, vol. 655, no. 8125, pp. 1160–1166, Jul. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10766-3. D
- [350] Quobly, “Quobly secures €115 million Series A to bring silicon-based quantum computers to market,” Jun. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.quobly.io/
press-releases/ Cquobly-secures-e115-million-series-a-to-bring-silicon-based-quantum-computers-to-market - [355] Quantum Motion, “Quantum Motion Raises $160 Million Series C to Deliver Quantum Computing's "Transistor Moment,” May 7, 2026. [Online]. Available: https://quantummotion.com/
quantum-motion-raises-160-million-series-c-to-deliver-quantum-computings-transistor-moment/ C - [510] I. Seidler et al., “Conveyor-mode single-electron shuttling in Si/SiGe for a scalable quantum computing architecture,” arXiv:2108.00879, Aug. 2021. D
- [511] N. Ciroth et al., “Numerical simulation of coherent spin-shuttling in a QuBus with charged defects,” arXiv:2512.03588, Dec. 2025. S
- [512] F. van Riggelen et al., “Coherent spin qubit shuttling through germanium quantum dots,” Nat. Commun., vol. 15, Art. no. 5716, Jul. 2024, doi: 10.1038/s41467-024-49358-y. D
- [513] D. Q. L. Nguyen, M. Rimbach-Russ, and S. Bosco, “Suppressing spin qubit decoherence during shuttling via confinement modulation,” arXiv:2605.00611, May 2026. S
- [514] B. Yenilen, A. Sala, H. Bluhm, M. Müller, and M. Rispler, “Performance of the spin qubit shuttling architecture for a surface code implementation,” Quantum, vol. 10, Art. no. 2219, Sep. 2026, doi: 10.22331/q-2026-09-30-2219. arXiv:2503.10601. S
- [515] Forschungszentrum Jülich, “Jülich-Aachen Start-up Paves the Way for Scalable Quantum Computers,” fz-juelich.de, Apr. 8, 2026. [Online]. Available: https://www.fz-juelich.de/
en/ Cnews/ archive/ press-release/ 2026/ julich-aachen-start-up-arque-systems - [766] S. F. Neyens et al., “Probing single electrons across 300-mm spin qubit wafers,” Nature, vol. 629, no. 8010, pp. 80–85, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07275-6. D
- [898] A. S. Ivlev et al., “Sparse qubit operation in a 6×6 quantum dot array,” arXiv:2610.07683, Oct. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Статическая решётка со связью ближайших соседей
Граф связей, зафиксированный на уровне масок, в котором каждый кубит взаимодействует только с литографическими соседями; топология по умолчанию под всяким эксплуатируемым сверхпроводниковым и спиновым процессором.
Вердикт. Не проектное решение, а осадок планарной литографии. Геометрия ограничивает коды семейством поверхностных и цветовых, а всякий заявленный выход за эти рамки — дорожная карта, а не аппаратура.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (стадия A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей настоящего отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Примитив связности, а не тип кубита: граф взаимодействий заморожен на уровне масок, каждый узел связан только с литографическими соседями, поскольку ёмкостная/индуктивная и обменная связи спадают на масштабах микрон и нанометров. Опорная точка — Barends et al. (Google/UCSB, 2014-02): пять Xmon-кубитов в линейном массиве ближайших соседей, точность (fidelity) двухкубитных вентилей до 99.4%, на пороге поверхностного кода D[284]. Heavy-hex у IBM появилась в 2019 году как конструкция кода — гибрид поверхностного кода и кода Bacon–Shor с флаговыми кубитами, снижающий частотные коллизии у кубитов с фиксированной частотой «на несколько порядков» ценой координационного числа S[476]; флагманская линия с тех пор вернулась к квадратной решётке C[49].
Атрибуты: полностью фабрикуемая природа; ни собственной постоянной времени, ни собственного считывания или управления — это топология, а не устройство; статическая, литографическая, когерентная ошибка: «heavy-hex (степень 2.3) или квадратная решётка (степень 3.5–3.6) с элементами связи на кристалле; перекрёстные ZZ-помехи (crosstalk) — это налог» (запись графа).
Физика и пределы
Ограничение снизу здесь задаётся не когерентностью. Постоянно включённая связь оставляет остаточное ZZ-взаимодействие; перестраиваемые элементы связи обнуляют статическую часть, но добавляют потоковую линию, канал утечки (leakage) и чувствительность к потоковому шуму S[476]. В единственном опубликованном полном бюджете ошибок на кодовом масштабе — запуск Google с d=7 на Willow — вклад CZ-наводок составляет 5.5×10⁻⁴ D[1]. Связывающее ограничение геометрическое: стабилизаторный код с 2D-локальными проверками подчиняется границе Bravyi–Poulin–Terhal kd² ≲ n, поэтому данная топология вмещает только семейство поверхностных и цветовых кодов при порядка 2d² физических кубитов на один логический — эту скорость кодирования не поднять никаким улучшением самого кубита. Второй налог — маршрутизация: произвольное взаимодействие на графе степени 2.3–3.6 стоит SWAP-глубины, растущей с диаметром решётки. Сдвинуть эту границу может только отказ от 2D-локальности.
Для цифрового моделирования не зависящих от времени решёточных гамильтонианов с конечным радиусом взаимодействия в фиксированной размерности связность ближайших соседей почти оптимальна: схема на ближайших соседях достигает глубины O(T log(nT/ε)) при O(nT log(nT/ε)) вентилях и O(n) анцилл, где n — число кубитов, T — время эволюции, ε — ошибка, против безусловной нижней границы глубины Ω(log n / log log n) для однородной XXZ-динамики при фиксированном времени P[894]. Подсчёт предполагает точные однокубитные повороты; синтез в конечном наборе вентилей добавляет полилогарифмический множитель.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее из продемонстрированного — изолированная пара: CZ на перестраиваемом по потоку элементе связи у IQM с точностью 99.93% на протяжении 40 часов, при 99.98% для однокубитных вентилей и >99.94% для одновременного считывания на том же устройстве D[38]. Типичное значение на масштабе — ошибка на слоёный вентиль по парку машин IBM: 3.7×10⁻³ типично и 1.9×10⁻³ в лучшем случае (июль 2026 г.), измеренная на полной ширине D[33]. Разрыв примерно в 5× между охарактеризованной парой и слоем полной ширины и есть налог решётки; внутри него доминирует двухкубитный вентиль — около 40% бюджета цветового кода у Google D[41]. Фабричные спиновые массивы отстают на поколение: точность двухкубитных вентилей 99.04–99.56% D[189].
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2014-02 | Линейный массив из пяти кубитов, точность двухкубитных вентилей до 99.4% | Google/UCSB | D[284] |
| 2024-12 | Поверхностный код d=7, 105 кубитов, Λ=2.14; перекрёстные помехи CZ 5.5×10⁻⁴ | Google Quantum AI | D[1] |
| 2025-11 | Nighthawk: 120 кубитов, 218 элементов связи, 5 000 двухкубитных вентилей на схему | IBM | C[49] |
| 2026-04 | Двенадцать чиплетов, сведённых в 108 кубитов, медианная точность двухкубитных вентилей 99.1% (99.5% при 36 кубитах) | Rigetti | C[36] |
Производство, материалы и цепочка поставок
Сверхпроводниковые решётки — это плёнки Nb/Al с переходами, формируемые DUV-литографией или электронным лучом; EUV не требуется, и ни одна эксплуатируемая трансмонная решётка её не использует — IBM работает на 300 mm в Albany, Google — на собственной линии. Массивы спиновых квантовых точек изначально фабричные и зависят от EUV: Intel на 300 mm, >24 000 приборов на пластину D[199] и 96% выхода годных по настройке на 232 приборах одной пластины D[766]; GlobalFoundries 22FDX для Quantum Motion; STMicroelectronics FD-SOI для Quobly Cфакт. Эту ветвь ограничивает однородность, а не пиковая точность: у восьмикубитного прибора imec подтверждённый двухкубитный вентиль был получен на одной паре из четырёх D[197]. Экспортный контроль привязан к машине, а не к топологии (ECCN 4A906, 3A904, 3A901.a) G[301].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Решётка не даёт экономии на разводке. Nighthawk несёт 218 перестраиваемых элементов связи на 120 кубитов: именно число элементов связи — примерно 1.8 потоковой линии на кубит сверх линий возбуждения и считывания — задаёт жгут C[49]. На 10³ жгут реализуем; на 10⁴ он упирается в площадь криостата и тепловую нагрузку, под которые и рассчитаны 0.53 m² площади разводки и 2.75 m³ вакуумного объёма на модульную ячейку у IBM C[50]; на 10⁶ ничто при комнатной температуре не сходится. Оба смягчающих решения находятся далеко ниже масштаба решётки: милликельвиновое управление SEEQC на быстрой одноквантовой логике (БОК), интегрированное с кубитами по технологии flip-chip, с точностью однокубитных вентилей до 99.9% D[304], и крио-КМОП-секвенсор HRL при 4 K, обслуживающий 18 кубитов вообще без электроники реального времени при комнатной температуре D[190].
Роль в стеке
Она лежит в основе архитектуры трансмонов (IBM, Google, Rigetti, IQM, Fujitsu), бозонной и двухрельсовой сверхпроводниковых архитектур, архитектуры кремниевых и германиевых спинов в квантовых точках (Intel, Diraq, Quantum Motion, HRL→IBM), архитектуры донорных спинов в кремнии, узлов на спинах дефектов и топологической архитектуры на майорановских тетронах. Она обеспечивает 2D-локальные проверки, которые нужны повёрнутому поверхностному и цветовому кодам, и является альтернативой дальнодействующим элементам связи на кристалле, перемещаемым спинам и кроссбарам с общими линиями; переход стоит переработки масок. Она конфликтует с qLDPC-кодами степени ≥6, высокоскоростными кодами со связностью «все со всеми», схемами трансверсальных перестановок и 3D-резонаторами сантиметрового масштаба. Не имея шага транспорта, она добавляет ноль к транспортному члену производного такта (= сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс); её стоимость прячется в вентильном члене в виде SWAP-глубины. Соседний пустой слот — статическая решётка степени ≥6 с точностью на уровне решётки степени 3.5.
Свидетельства — как измерены числа
Цифры по перекрёстным помехам и элементам связи получены рандомизированным или кросс-энтропийным бенчмаркингом на парах либо малых подмножествах. Величина CZ-наводок 5.5×10⁻⁴ — подгоночная компонента общедевайсного бюджета ошибок Google, а не независимое измерение; ни один вендор не публикует одновременные перекрёстные помехи для полной решётки. Ошибка на слоёный вентиль — единственная метрика полной ширины, применяемая на парке машин, и сообщает её только IBM, поэтому межвендорное сравнение налога решётки сегодня невозможно. Падение медианы с 99.5% до 99.1% при переходе Rigetti от 36 к 108 кубитам мозаичной сборкой не объяснено C[36].
Число патентов по PatSnap взято из вторичных источников.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| IBM | Разработчик | США | Сначала heavy-hex, затем квадратные решётки; Nighthawk на 120 кубитов | C[49] |
| Google | Разработчик | США | Квадратные решётки; код d=7 на 105 кубитах | D[1] |
| Rigetti | Разработчик | США | Сводит чиплеты в 108 кубитов | C[36] |
| IQM | Разработчик | Финляндия | Линия трансмонов; CZ на изолированной паре 99.93% | D[38] |
| GlobalFoundries | Поставщик | США | Пластины со спиновыми квантовыми точками на 22FDX | Cфакт |
Деньги.
- 2026-05-21 · US Dept of Commerce · письма о намерениях по CHIPS, девять компаний (IBM/Anderon $1 B, GlobalFoundries $375 M, Diraq ≤$38 M) · $2.013 B · LOI, необязывающие факт
- 2026-06-02 · IBM · пятилетнее обязательство по квантовому направлению · >$10 B · объявлено Cфакт
- 2026-07-02 · IQM · листинг на Nasdaq/Helsinki · денежные средства €337 M pro-forma · закрыт Cфакт
- 2026-08 · Rigetti · результаты Q2 2026 г. · выручка $5.1 M, денежные средства $541.3 M · отчёт Cфакт
Рынок и цепочка поставок. Трансмонные решётки потребляют DUV- и электронно-лучевое оборудование, установки flip-chip-монтажа, TWPA-усилители и стойки управления; спиновые решётки потребляют EUV от ASML внутри Intel, GlobalFoundries и STMicroelectronics — единая точка отказа, которой у сверхпроводниковой ветви нет. За решётку платят G1–G3; G4 — цель, которой она сама по себе достичь не может.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Интеллектуальная собственность сосредоточена на уровне элемента связи: IBM US 11,727,297 B2 (выдан 2023-08-15) заявляет второй канал связи с противоположным знаком, компенсирующий когерентную ошибку Pфакт. Совокупные квантовые патентные семейства в обзоре PatSnap, опубликованном 2026-06-30: IBM 4 388, Google 2 385 P[312]. Стандарта на топологию не существует.
Дорожные карты и послужной список. IBM Nighthawk (обещан 2025-06-10, на 2025 год, поставлен 2025-12) Cфакт; Kookaburra, первый шаг в сторону от чистой связности ближайших соседей (обещан 2022-05-10 на 2025 год, переопределён на 2026 год, не поставлен по состоянию на 2026-09-04) Rфакт; медиана 99.5% при 108 кубитах у Rigetti (обещана на конец 2025 года, сдвинута на «более поздний 2026 год», не достигнута) Rфакт. Базовую решётку IBM поставляет в срок и промахивается по всем датам за её пределами.
Стратегическое прочтение. Если эта топология останется единственной изготовимой, выигрывают владельцы 2D-локального декодирования и выхода годных — IBM и Google в сверхпроводниках, КМОП-фабрики в спинах, — а проигрывают стартапы высокоскоростных кодов, поставившие на связность, которую никто не умеет изготавливать. Если степень связности вырастет, рычаг смещается к ИС на элементы связи и корпусирование — именно это покупают патенты IBM на элементы связи и приобретение HRL.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить или понизить в статусе в течение 12–24 месяцев: поставит ли Kookaburra qLDPC-память на оборудовании с элементами связи c-coupler или сдвинется снова; достигнет ли Rigetti медианы 99.5% при 108 кубитах; опубликует ли хоть один вендор значение одновременных наводок для полной решётки. В лучшем случае к 2029 году: маршрутизация на кристалле со степенью 6 выходит без потери точности, и планарная решётка несёт высокоскоростную память. В худшем случае: координационное число остаётся вблизи 3.5, а масштаб покупается накладными расходами 2d². Открыто: является ли разрыв между парой и полной шириной внутренне присущим.
Литература
- [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
- [33] IBM, “IBM Quantum Computing — Hardware and roadmap.” [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Dhardware - [36] Rigetti Computing, Inc., “Rigetti Announces General Availability of 108-Qubit System,” Apr. 7, 2026. [Online]. Available: https://investors.rigetti.com/
news-releases/ Cnews-release-details/ rigetti-announces-general-availability-108-qubit-system - [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 - [50] C. Dundon, S. Hall, M. Hollister, and A. Lindler, “IBM's new modular architecture for cryogenic systems,” IBM Quantum Computing Blog, Aug. 19, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ modular-cryogenics - [189] P. Steinacker et al., “Industry-compatible silicon spin-qubit unit cells exceeding 99% fidelity,” Nature, vol. 646, no. 8083, pp. 81–87, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09531-9. D
- [190] Members of the HRL Quantum Team and Collaborators, “A digitally controlled silicon quantum processing unit,” arXiv:2604.16216, Apr. 2026. D
- [197] A. Nickl et al., “Eight-qubit operation of a 300 mm SiMOS foundry-fabricated device,” Nat. Commun., vol. 17, no. 1, Art. no. 5878, Jul. 2026, doi: 10.1038/s41467-026-74597-6. D
- [199] H. C. George et al., “12-spin-qubit arrays fabricated on a 300 mm semiconductor manufacturing line,” Nano Lett., vol. 25, no. 2, pp. 793–799, Dec. 2024, doi: 10.1021/acs.nanolett.4c05205. arXiv:2410.16583. D
- [284] R. Barends et al., “Superconducting quantum circuits at the surface code threshold for fault tolerance,” Nature, vol. 508, no. 7497, pp. 500–503, Apr. 2014, doi: 10.1038/nature13171. arXiv:1402.4848. D
- [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [304] C. Jordan et al., “A quantum computer controlled by superconducting digital electronics at millikelvin temperature,” Nat. Electron., vol. 9, no. 3, pp. 287–294, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41928-026-01576-6. D
- [312] PatSnap, “Quantum Computing Patent Landscape 2026,” Jun. 30, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ Pblog/ rd-blog/ quantum-computing-patent-landscape/ - [476] C. Chamberland, G. Zhu, T. J. Yoder, J. B. Hertzberg, and A. W. Cross, “Topological and subsystem codes on low-degree graphs with flag qubits,” arXiv:1907.09528, Jul. 2019. S
- [766] S. F. Neyens et al., “Probing single electrons across 300-mm spin qubit wafers,” Nature, vol. 629, no. 8010, pp. 80–85, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07275-6. D
- [894] Z. Shen, Y. Wu, P. Yao, X. Yuan, and Y. Zhang, “Toward optimal circuit depth for geometrically local Hamiltonian simulation,” arXiv:2610.01839, Oct. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Перемещение ионов (QCCD, перекрёстки, решётчатые ловушки)
Перемещение ионов в ловушках между зонами через перекрёстки или решётчатые ловушки, благодаря чему небольшой пригодный для вентилей кристалл получает связность «все со всеми».
Вердикт. Такт ионной машины задают сортировка, разделение кристаллов и повторное охлаждение — не перелёт и не вентиль (~55 ms на слой полной ширины в Helios). Без 10-кратного сокращения к 2028 г. ионный QCCD останется высокоточным и низкопроизводительным.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
QCCD, предложенная Kielpinski, Monroe и Wineland в 2002 г. D[499], разбивает регистр на зоны и с помощью меняющихся во времени напряжений на электродах перемещает ионы между зонами памяти и зонами взаимодействия, так что ни одной цепочке не нужно быть одновременно длинной и пригодной для вентилей — маршрутизация покупается площадью ловушки. Перекрёстки делают её двумерной; решётчатые ловушки переставляют ионы, как костяшки в игре в пятнашки.
Подвижность и время: движется сам носитель, измеренная скорость 1.7–4 m/s D[114], [117], поэтому связность — это расписание, а не карта элементов связи; перемещение вместе с повторным охлаждением ~2 ms, детерминизм запутывания неприменим. Ошибки и изготовление: когерентное возбуждение движения плюс потеря ионов, проявляющиеся как повышенная двухкубитная неточность (infidelity) и утечка (leakage); МЭМС-чипы с поверхностными электродами, управляемые формами DC-напряжений.
Физика и пределы
Плавное изменение напряжений на соседних сегментах тянет потенциальную яму, а вместе с ней и ион, вдоль оси — причём перемещение вовсе не обязано быть медленным: в NIST ⁹Be⁺ переместили на 370 µm за 8 µs, при этом возбуждение достигало пика в 1.6 кванта и возвращалось к 0.2 за счёт подбора формы сигнала D[500]. Миллисекундная цена приходится, таким образом, не на перелёт, а на разделение и повторное объединение кристаллов (два иона, разделённые за 55 µs, сохранили примерно по 2 кванта каждый D[500]) и на сайдбэнд-охлаждение, восстанавливающее моды, на которых работает вентиль.
В области перекрёстка ВЧ-нуль терпит разрыв: ион пересекает горб псевдопотенциала с избыточным микродвижением, и именно это задаёт скорость прохождения и нагрев. Под этим лежит аномальный нагрев от шума поверхности электродов, круто растущий по мере приближения иона к поверхности, так что более жёстким удержанием адиабатичности не купить. Пол сдвигает вентиль, терпимый к тёплому кристаллу: электронный вентиль достиг ошибки 8.4×10⁻⁵ без охлаждения до основного состояния D[102], то есть не уменьшил слагаемое повторного охлаждения, а убрал его вовсе.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2022-06 | Круговой проход через X-образный перекрёсток, средняя скорость 4 m/s, 0.013(1)–0.030(2) кванта | Quantinuum | D[114] |
| 2023-02 | Межчиповая материальная связь, 2 424 переноса/с, неточность из-за потерь < 7×10⁻⁸ | Universal Quantum | D[117] |
| 2024-03 | Обмен ионами в решётчатой ловушке с частотой 2.5 kHz | Quantinuum | D[113] |
| 2025-11 | 55 ms на слой полной ширины, 98 ионов, 8 зон | Quantinuum | D[97] |
Главная находка — разрыв между примитивом и продуктом: двухкубитный вентиль в Helios занимает ~70 µs против ~55 ms на слой, а в H2 транспорт составлял ~60% времени исполнения D[97], [110]. Доминирующее слагаемое — расписание: сортировка, разделение/слияние, повторное охлаждение, сериализация по восьми зонам.
Производство, материалы и цепочка поставок
Ловушки — это чипы с сегментированными электродами. Honeywell выступает собственной фабрикой Quantinuum и изготовила чип двумерной решётки для Sol, который по состоянию на второй квартал 2026 г. проходит валидацию C[124]. Infineon Villach — контрактная линия: пластины 6–12 дюймов, электроды третьего поколения с выходом из плоскости, для которых заявлено усиление удержания примерно в 10×; она обслуживает одновременно Oxford Ionics, eleQtron, Innsbruck и ETH C[320]. IonQ сломала эту дуополию, купив SkyWater примерно за $1.8 B; сделка закрыта 2026-07-31 — первый ионный вендор, владеющий собственным производством G[19]. MESA в Sandia остаётся сугубо исследовательской G[501]. Данных о выходе годных нет в открытом доступе; единственная известная цена — 20-кубитная система AQT «под ключ» за EUR 9.8 M, т. е. ≈ EUR 0.5 M на кубит C[323]. Единые точки отказа: единственная линия Infineon и УФ-лазеры, где доминирует TOPTICA, а длина волны 369 nm для Yb⁺ дефицитна P[322]. Ни один ECCN не называет ионные ловушки прямо, но готовая машина подпадает под 4A906, действующий с 2024-09-06 G[301].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Перемещение — это синхронизированная форма DC-напряжений на десятках электродов с обновлением на масштабе микросекунд, затем охлаждение и, для лазерных вентилей, переадресация пучков. В Helios на 98 ионов приходится 1 228 электродов D[97]: масштабируется именно число электродов, а обновления укладываются в 55-мс слой с запасом в три порядка, так что электроника — не стена. При 10³ ионах это ~10⁴ фильтрованных DC-каналов; Oxford Ionics предлагает сократить их до ~200 внешних источников, разместив коммутирующую электронику на чипе, — это проектное исследование, чип не изготовлен S[325]. При 10⁴–10⁶ ограничением становится разводка охлаждающего и вентильного света сразу во множество зон (Helios требует ≥7 длин волн): ни одна система не обслуживает одновременно больше нескольких десятков.
Роль в стеке
Перемещение обслуживает две из трёх ионных архитектур — QCCD (Quantinuum), где оно основное, и электронное управление кубитами (IonQ/Oxford Ionics, eleQtron), где оно альтернативное, — обеспечивая связность произвольных пар, которую предполагают qLDPC-памяти на двумерных велосипедных кодах (bivariate bicycle) и трансверсальные коды высокой скорости: демонстрация [[80,48,4]] у Quantinuum оплачена транспортом, а выход qLDPC на точку безубыточности (break-even) у IonQ получен без него, на статической цепочке из 40 ионов. Оно заменяет статическую длинную цепочку, спектр мод которой уплотняется по мере добавления ионов; плата за это — связность превращается в планирование, а такт переходит от вентиля к перемещению: производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс ≈ 9.7 ms, из них 9.0 ms — транспорт, против измеренного слоя полной ширины ~55 ms D[97]. Соседний пустой слот: более двух связанных модулей — связь двух модулей существует D[117], большего нет.
Свидетельства — как измерены числа
Самостоятельного бенчмарка для транспорта нет. О нём судят косвенно — по сайдбэнд-термометрии до и после перемещения (те самые 0.013(1)–0.030(2) кванта D[114]) и по двухкубитной точности (fidelity) после транспортной последовательности, что сворачивает транспорт в ошибку вентиля. Ни то, ни другое не схватывает накопленный нагрев на глубокой схеме, потери в перекрёстках при масштабировании и перекрёстные помехи между зонами. Значения 55 ms на слой и 2.5 kHz обмена сообщены самим вендором и по состоянию на 2026-09-04 независимо не воспроизведены; квантовый объём 32 768 у AQT — не измерение транспорта и не раскрывает никаких временных характеристик C[128].
Цифра 0,5 млн евро на кубит — цена готовой системы 2023 года, а не стоимость чипа. Не опубликовано: число узлов решётки в решётчатой ловушке [113]; архитектура AQT LYNX (с узлами-перекрёстками или только линейная) и её времена транспорта и гейтов; и выход годных, однородность или стоимость кристалла ни для одной линии производства ионных ловушек.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Quantinuum | разработчик | США/Великобритания | QCCD с кольцевым перекрёстком, решётчатая ловушка для Sol | D[97] |
| Honeywell | поставщик | США | Кэптивная фабрика, изготовила чип для Sol | C[124] |
| IonQ | разработчик | США | Ловушки с перекрёстками, владеет SkyWater | G[19] |
| Infineon | поставщик | Австрия | Коммерческая фабрика ловушек, Gen-3 | C[320] |
| Universal Quantum | разработчик | Великобритания | Единственная межчиповая материальная связь | D[117] |
| AQT | разработчик | Австрия | Модуль LYNX, поставки в 4-м квартале 2026 г.; архитектура не раскрыта | C[128] |
| Quantum Art | разработчик | Израиль | Оптическая реконфигурация ионных массивов | P[125] |
Деньги. 2022-11-02 · Universal Quantum · контракт DLR · EUR 67 M · не исполнен P[328]. 2025-09-04 · Quantinuum · раунд · $600 M при оценке $10 B pre-money · NVentures, Quanta, QED, JPMorgan · закрыт G[122]. 2025-11-06 · Quantinuum и IonQ · QBI, этап B · ≤$15 M каждому · действует факт. 2026-05-05 · eleQtron · раунд серии A · EUR 57 M G[129]. 2026-06-03 · Quantinuum · IPO · $1.68 B валовых поступлений, Nasdaq QNT, денежные средства $2.1 B G[124]. 2026-07-31 · IonQ · сделка M&A по SkyWater · ~$1.8 B, после Oxford Ionics за $1.075 B G[18], [19].
Рынок и цепочка поставок. Изготовление ловушек держалось на одной собственной и одной контрактной линии; SkyWater добавляет третью, вертикально интегрированную, — самое значимое событие года в цепочке поставок C[320]G[19]. УФ-лазеры остаются более жёстким узким местом P[322]. Перемещение оплачивает G2, и оно является предпосылкой для G3 и G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Число патентных семейств именно по перемещению ионов не публиковалось. Ближайшие датированные данные: IonQ подала 9+ семейств по ионным ловушкам в юрисдикциях JP/EP/IL в 2025–26 гг.; у Quantum Art есть две находящиеся на рассмотрении заявки IL/KR на оптическую реконфигурацию ионных массивов P[375]. Открытого программного стека для перемещения ионов не существует.
Дорожные карты и послужной список. Quantinuum: Helios (обещан 2024-09-10, выпущен 2025-11-05 — выполнено); Sol (2027, чип на валидации во втором квартале 2026 г. — идёт по графику); Apollo (2029 — без оценки) R[118]C[124]; заслуживает доверия. IonQ: 10 000 физических кубитов на одном чипе к 2027 г., 2 M к 2030 г., при этом не опубликовано ни данных по нагреву в двумерных ловушках, ни данных по транспорту, а дорожная карта 2020 года промахнулась мимо 4 000 кубитов примерно в 40 раз — это намерение, а не план R[132]. Universal Quantum с 2022 г. не поставила ничего P[502].
Стратегическое прочтение. Сократите время слоя в 10 раз — и ионы конвертируют преимущество по точности в отказоустойчивость, конкурентоспособную по пропускной способности; не сократите — и они будут выигрывать заголовки про логические кубиты, проигрывая по числу измерений (shots) в секунду. В любом случае выигрывают Infineon и Honeywell, продающие дефицитный объект. Угроза замещения: оптические пинцеты нейтральных атомов и сверхпроводниковые элементы связи дальнего действия — связность без транспорта.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить/понизить в течение 12–24 месяцев: Sol выходит в 2027 г. с опубликованным временем на слой; любой вендор публикует слой полной ширины быстрее 10 ms; Universal Quantum связывает более двух модулей. В лучшем случае к 2029 г.: слои быстрее 10 ms приближают логический такт ионов к сверхпроводниковому с разрывом ~10×. В худшем случае: время слоя остаётся в пределах двукратного от 55 ms, и ионы остаются платформой, которая демонстрирует коды, а не исполняет алгоритмы. Открытые вопросы: вынуждает ли аномальный нагрев переходить к криогенным ловушкам при 10⁴ ионов; можно ли сделать разделение/слияние свободным от возбуждения квантов средствами оптимального управления; действительно ли вентили на тёплом кристалле устраняют повторное охлаждение; появится ли вторая коммерческая фабрика. Следить за: валидацией Sol, мощностями Infineon, первой ловушкой IonQ производства SkyWater.
Литература
- [18] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of Oxford Ionics, Rapidly Accelerating Its Quantum Computing Roadmap,” Sep. 17, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Gionq-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/ Gionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [97] A. Ransford et al., “A 98-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all connectivity,” Nature, vol. 655, no. 8121, pp. 81–86, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10676-4. arXiv:2511.05465. D
- [102] A. C. Hughes et al., “Trapped-ion two-qubit gates with >99.99% fidelity without ground-state cooling,” arXiv:2510.17286, Oct. 2025. D
- [110] S. A. Moses et al., “A Race Track Trapped-Ion Quantum Processor,” Phys. Rev. X, vol. 13, Art. no. 041052, Dec. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.041052. arXiv:2305.03828. D
- [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
- [114] W. C. Burton, B. Estey, I. M. Hoffman, A. R. Perry, C. Volin, and G. Price, “Transport of multispecies ion crystals through a junction in an RF Paul trap,” Phys. Rev. Lett., vol. 130, Art. no. 173202, Apr. 2023, doi: 10.1103/PhysRevLett.130.173202. arXiv:2206.11888. D
- [117] M. Akhtar et al., “A high-fidelity quantum matter-link between ion-trap microchip modules,” Nat. Commun., vol. 14, no. 1, Art. no. 531, Feb. 2023, doi: 10.1038/s41467-022-35285-3. 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/ Rquantinuum-unveils-accelerated-roadmap-to-achieve-universal-fault-tolerant-quantum-computing-by-2030 - [122] Honeywell, “Honeywell Announces $600 Million Capital Raise for Quantinuum at $10B Pre-Money Equity Valuation to Advance Quantum Computing at Scale,” Sep. 4, 2025. [Online]. Available: https://www.honeywell.com/
us/ Gen/ news/ press-releases/ 2025/ 09/ honeywell-announces-600-million-capital-raise-for-quantinuum-at-10b-pre-money-equity-valuation-to-advance-quantum-computing-at-scale - [124] Quantinuum, “Quantinuum Reports Second Quarter 2026 Results,” Aug. 11, 2026. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
press-releases/ Cquantinuum-reports-second-quarter-2026-results - [125] M. Abdel-Kareem, “Quantum Art Extends Series A to $140M to Scale Trapped-Ion Architecture,” Quantum Computing Report, Apr. 27, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
quantum-art-extends-series-a-to-140m-to-scale-trapped-ion-architecture/ P - [128] Alpine Quantum Technologies GmbH, “AQT Sets New European Industry Standard: Introducing the ‘LYNX’ Series with Record-Breaking Quantum Volume,” AQT, May 5, 2026. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
lynx-quantum-volume-record/ C - [129] A. Cordes, “Quantum computing scale-up eleQtron secures €57 million in one of the largest Series A funding rounds worldwide,” eleQtron, May 5, 2026. [Online]. Available: https://eleqtron.com/
en/ Gquantum-computing-scale-up-eleqtron-secures-57-million-in-one-of-the-largest-series-a-funding-rounds-worldwide/ - [132] IonQ, “IonQ's Accelerated Roadmap: Turning Quantum Ambition into Reality,” Jun. 13, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
blog/ Rionqs-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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [320] Infineon Technologies AG, “Trapped ion quantum computing.” [Online]. Available: https://www.infineon.com/
promo/ Ctrapped-ions - [322] M. Ivezic, “The Optical Table's Hidden Supply Chain: Who Really Wins If Trapped-Ion Quantum Computing Wins,” PostQuantum.com, Oct. 1, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-ecosystem/ Ptrapped-ion-quantum-ecosystem/ - [323] AQT, “AQT lands million euro contract,” Dec. 5, 2023. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
aqt-lands-million-euro-contract/ C - [325] M. Malinowski, D. Allcock, and C. Ballance, “How to Wire a 1000-Qubit Trapped-Ion Quantum Computer,” PRX Quantum, vol. 4, no. 4, Art. no. 040313, Oct. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.040313. arXiv:2305.12773. S
- [328] A. Ingall, “German government tasks Sussex spin-out with building a powerful quantum computer in €67M contract,” University of Sussex Broadcast, Nov. 2, 2022. [Online]. Available: https://www.sussex.ac.uk/
broadcast/ Pread/ 59206 - [375] PatSnap, “Trapped Ion Quantum Computing: Technology Landscape 2026,” Apr. 23, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ Pblog/ rd-blog/ trapped-ion-quantum-computing-2026-patsnap-eureka/ - [499] D. Kielpinski, C. Monroe, and D. J. Wineland, “Architecture for a large-scale ion-trap quantum computer,” Nature, vol. 417, no. 6890, pp. 709–711, Jun. 2002, doi: 10.1038/nature00784. D
- [500] R. Bowler et al., “Coherent Diabatic Ion Transport and Separation in a Multi-Zone Trap Array,” Phys. Rev. Lett., vol. 109, no. 8, Art. no. 080502, 2012, doi: 10.1103/PhysRevLett.109.080502. arXiv:1206.0780. D
- [501] T. Rummler, “In the Mountain West, a quantum computing collaboration announces major results,” Sandia Lab News, Aug. 27, 2026. [Online]. Available: https://www.sandia.gov/
labnews/ G2026/ 08/ 27/ in-the-mountain-west-a-quantum-computing-collaboration-announces-major-results/ - [502] M. Abdel-Kareem, “Universal Quantum and Atlas Copco Partner to Industrialize Vacuum Systems for Scalable Quantum Computers,” Quantum Computing Report, Dec. 18, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
universal-quantum-and-atlas-copco-partner-to-industrialize-vacuum-systems-for-scalable-quantum-computers/ P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Транспорт атомов пинцетами на АОД (зонная архитектура)
Скрещённые акустооптические дефлекторы перемещают пинцеты, перевозя атомы между зонами хранения, запутывания и считывания с показателем ~99.95% на одно перемещение.
Вердикт. Реально: 610 µm за 1.6 ms при выживаемости 99.95%; 448 атомов под отказоустойчивым управлением. Не подтверждено: пропускная способность по каналам АОД за пределами 10⁴ атомов. Понизить, если к 2028 г. ни одна зонированная система на >10³ атомов не выполнит QEC с длинной памятью.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
ВЧ-тон в кристалле создаёт акустическую решётку, угол дифракции первого порядка на которой следует за частотой тона, поэтому свипирование ВЧ свипирует и пинцет вместе с сидящим в нём атомом; скрещённые x/y-дефлекторы превращают гребёнку тонов в сетку подвижных ловушек. Зонированная архитектура делит плоскость на области хранения, запутывания и считывания, беря связность из перемещения атомов, а не из фиксированных связей, — она введена процессором когерентного транспорта Bluvstein et al. 2022 года (Harvard/MIT).
Атрибуты. Подвижность: транспорт — атомы переезжают между зонами на сотни мкм, и это единственная дальнодействующая связь платформы. Время ~10⁻³ с на перемещение, классическое перепозиционирование; запутывание при этом ни детерминированное, ни с оповещением (heralded); ошибка — это потеря, а не фаза.
Физика и пределы
Перемещение ограничивают два такта: пробег акустической волны через апертуру пучка задаёт, насколько быстро может смениться тон (микросекунды для миллиметровых апертур), а радиальная частота ловушки задаёт, насколько быстро атом может ускоряться, не вылетая из-за нагрева. Доминирует второе: транспортная ошибка — это потери при отпускании и повторном захвате, обусловленные рывком траектории, поэтому точность (fidelity) покупается профилями минимального рывка и более глубокими транзитными ловушками, а не более быстрой электроникой. Измерено: 610 µm за 1.6 ms при 99.95%, 270 µm за 400 µs при 99.8% D[138].
Когерентность здесь не является связывающим ограничением: сверхтонкое T2 составляет 12.6 s в том же массиве на 6 100 атомов D[138] и 1.09(3) s при динамической развязке в системе на 3 000 атомов с непрерывной дозагрузкой D[144]. Значит, характерная сигнатура — потери: они обнаруживаются по изображению, а следовательно, допускают преобразование в стирания (erasure), и на них приходится более 80% всей утечки (leakage); использованные как суперпроверка вместе с ML-декодированием, они дали подавление 2.14(13)× при d=3→5 D[4]факт. Пол сдвигают: траектории минимального рывка, более глубокие транзитные ловушки и акустооптическая линза, добавляющая осевую ось, — пока это лишь проектное исследование без атомов S[503].
Достигнутый инженерный уровень
Лучшая демонстрация: 610 µm за 1.6 ms при 99.95% D[138]. Типичный результат в масштабе — зонированный процессор на 448 атомов, где транспорт чередуется с вентилями и отдельно не измеряется D[4].
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2024-03 | Массив на 6 100 атомов Cs, сверхтонкое T2 12.6 s; перемещения 610 µm за 1.6 ms при 99.95% | Caltech | D[138] |
| 2025-09 | 3 217 атомов при заполнении 99.3%, удержание >2 ч, 30 000 инициализированных кубитов/с | Harvard | D[144] |
| 2025-11 | 448 атомов под отказоустойчивым управлением, до 96 активных логических кубитов | Harvard/MIT/QuEra | D[4] |
Доминирующее слагаемое ошибки — потеря атома при отпускании и повторном захвате: именно этот канал делает платформу дружественной к стираниям.
Производство, материалы и цепочка поставок
Никакой фабрики здесь нет — это оптика свободного пространства, привинченная к вакуумной ячейке, поэтому «выходом годных» служит доля заполнения массива: 99.3% после перестроения D[144] и 60.5% до него в метаповерхностном массиве D[145]. Названная аппаратура в системе на 448 атомов: скрещённые акустооптические дефлекторы, АОД (DTSX-400, AA Opto-Electronic), модулятор и камера Hamamatsu, генераторы произвольных сигналов (AWG) Spectrum Instrumentation, СВЧ-источники Rohde & Schwarz D[4]; в статьях на 3 000 и 6 100 кубитов дефлекторы поставляет Gooch & Housego P[504]. В этом и состоит риск концентрации: всю опубликованную область обслуживают два акустооптических дома — Gooch & Housego, чьи акции торгуются на площадке AIM Лондонской фондовой биржи, и частная AA Opto-Electronic. Стоимость канала назвать нельзя. Экспортная уязвимость нулевая — правило BIS от 2024-09-06 не называет ни оптику пинцетов, ни дефлекторы факт; оно контролирует лишь получаемые из них машины (4A906), и то лишь когда число кубитов и ошибка C-NOT попадают в одну полосу — от 34–99 кубитов при ≤ 10⁻⁴ до любой ошибки начиная с 2 000 кубитов факт.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Нагрузка — это один ВЧ-тон на ловушку на каждую ось, синтезируемый AWG; их число растёт с числом атомов, а не зон, и предел одновременно удерживаемых ловушек ставит интермодуляция между тонами, а не мощность лазера. Настоящая цена — цикл: транспорт 0.4–1.6 ms плюс получение изображения 0.5–1 ms дают раунды QEC длительностью 1–4.5 ms, что примерно в 10³ раз больше сверхпроводникового цикла, причём декодер обязан за этим успевать. При 10³ атомов хватает нескольких каналов AWG; при 10⁴ стеной становится управление пучком — дефлектор различает столько позиций, сколько даёт произведение его ВЧ-полосы на время пробега звука через пучок, и это же время ограничивает скорость перенаведения, — и этот компромисс ни один из полученных источников не соотносит численно с числом атомов; при 10⁶ единственная проектная точка отводит на RSA-2048 19 M атомов и 5.6 суток при циклах 1 ms S[31].
Роль в стеке
Узел требует лазерного и оптического управления через АОД и пространственные модуляторы света (SLM) и обеспечивает qLDPC-коды на двумерных велосипедных конструкциях, каскадные коды высокой скорости с трансверсальными вентилями и алгоритмическую отказоустойчивость — ничего из этого недостижимо при фиксированной связи ближайших соседей, так что это предпосылка, а не удобство. Обслуживаемые архитектуры: ридберговские массивы пинцетов на щелочных (Rb/Cs) и щёлочноземельных (Yb/Sr) атомах и аналоговый симулятор на нейтральных атомах. В графе его ничто не замещает и ничто с ним не конфликтует; давление идёт со стороны другой физики транспорта — непрерывная система на 3 000 кубитов перевозит атомы на 0.5 m конвейерами на оптической решётке, применяя пинцеты только для локального перестроения D[144]. Вклад в производный такт: доминирующий — при ~2.0×10⁻⁴ s на перемещение он даёт 0.80 ms из 1.31 ms суммы раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс на обеих вентильных архитектурах, поскольку CZ выполняется за 270 ns.
Свидетельства — как измерены числа
Точность перемещения — это выживаемость после повторного захвата, измеренная по флуоресцентному изображению: метрика потерь, а не точность состояния, поэтому 99.95% удостоверяет, что атом прибыл, но не что вместе с ним прибыла его фаза. Ни один источник не выделяет чисто транспортную ошибку на логическом уровне; результаты на 448 атомах сворачивают вместе транспорт, вентили и считывание D[4]. Самое острое отрицательное свидетельство — прогон торического кода у Atom Computing, где подавление за четыре цикла исчезло, как только в схему включили непрерывную дозагрузку (0.63% против 0.64% за цикл на 90 раундах) D[148], а дозагрузка и транспорт — это как раз те операции, которыми ведает данный узел. Harvard и Caltech сообщают о выживаемости 99.8–99.95% на разной дефлекторной аппаратуре: результаты согласуются, но воспроизведением не являются.
Осевой диапазон, скорость и выживаемость в [503] взяты из оптического проектного исследования без захваченных атомов, а не из эксперимента. Не опубликовано: число каналов или компромисс дефлектора между числом пятен и скоростью перенаведения в зависимости от числа атомов; датированное патентное семейство (правообладатель и год) по транспорту атомов между зонами на основе AOD; и мощности и планы расширения AA Opto-Electronic и Gooch & Housego.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Harvard | исследования | США | Автор зонированного транспорта; системы на 448 атомов и 3 000 кубитов | D[4] |
| QuEra | разработчик | США | Коммерциализирует зонированную архитектуру; QBI, этап B | C[153] |
| Caltech | исследования | США | Массив на 6 100 атомов, рекорды точности перемещения | D[138] |
| Atom Computing | разработчик | США | Зонированная система на щёлочноземельных атомах; данные по QEC с дозагрузкой | D[148] |
| Pasqal | разработчик | Франция | Системы на АОД/SLM; альтернатива в виде ловушек на фотонном чипе | C[330] |
| Infleqtion | разработчик | США | Вендор нейтральных атомов, торгуется на NYSE | G[332] |
| AA Opto-Electronic | поставщик | Франция | Скрещённые АОД (DTSX-400) в системе на 448 атомов | D[4] |
| Gooch & Housego | поставщик | Великобритания | Дефлекторы в статьях на 3 000 и 6 100 кубитов | P[504] |
Деньги.
- 2025-07-17 · QuNorth · заказ на Magne (Atom Computing/Microsoft, 50 логических кубитов) · €80 M · EIFO + Novo Nordisk Foundation · поставка на рубеже 2026/27 G[11]
- 2025-09-09 · QuEra · раунд финансирования · $230 M+ · Google, SoftBank Vision Fund 2, NVentures · закрыт C[153]
- 2026-06-16 · Atom Computing · раунд серии C плюс письмо о намерениях по CHIPS · >$300 M суммарно · Third Point · закрыт + письмо о намерениях C[154]факт
- 2026-08-12 · Infleqtion · выручка за 2-й квартал, прогноз на год · $12.6 M, ~$43 M за 2026 финансовый год · — · сообщено G[332]
- 2026-08-28 · Pasqal · слияние по схеме SPAC завершено (Nasdaq PSQL) · ~$360 M деньгами · — · закрыто P[156]
Рынок и цепочка поставок. Оборудование здесь — обычная фотоника, с одним исключением: скрещённые АОД, для которых в проработанных материалах названы лишь два поставщика — AA Opto-Electronic и Gooch & Housego D[4]P[504]. Спрос на каналы дефлекторов растёт линейно с числом атомов, так что небольшой поставщик способен стать шлагбаумом для целой платформы. Удельную экономику назвать нельзя. Напрямую оплачивают G3 и G4; частично G1; косвенно G2, G5, G6 и G7.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства с указанием правообладателя и года для зонированного транспорта на АОД не найдено, и никакой орган по стандартизации аппаратуру пинцетов не регулирует. Единственная вендорская спецификация с числами — страница Gemini у QuEra: 260 физических кубитов, глобальная двухкубитная точность 99.2%, один прогон (shot) в секунду Cфакт.
Дорожные карты и послужной список. QuEra (обещано в январе 2024 г. · 100 логических кубитов в 2026 г. · статус на 2026-09-03: заменено на Libra 2028 с >256 логическими кубитами — сдвиг на два года) R[162]. Atom Computing/Microsoft (2025-07 · Magne, 50 логических кубитов, рубеж 2026/27 · идёт установка) G[11]. Pasqal (2024 · 10 000 физических кубитов в 2026 г. · сдвинуто на 2028 г.) C[156]. Google вошла в направление в марте 2026 г. без единого аппаратного результата C[9]. Экспериментальные группы выдают то, что публикуют; вендорские даты по логическим кубитам сдвинулись примерно на два года каждая.
Стратегическое прочтение. Если зонированный транспорт масштабируется, выигрывают компании гарвардской родословной и два дефлекторных дома, а машины на ридберговских атомах с фиксированной связностью теряют именно те семейства кодов, которые имеют значение. Угроза замещения исходит от другой оптики, а не от другого узла: метаповерхностные массивы (11 022 атома, вентилей нет) D[145] и доставка ловушек с фотонного чипа (4 атома, 27.5 s, заявленное сокращение занимаемой площади в 50×) C[330] вытеснят объёмные стеки АОД/SLM, если дойдут до качества, пригодного для вентилей.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к концу 2027 г., если появится зонированная система, удерживающая >1 000 атомов под отказоустойчивым управлением; понизить, если к концу 2028 г. ни одна группа не покажет подавления на длинной памяти (Λ > 2) при непрерывной дозагрузке — а это тот самый случай, где подавление уже однажды исчезало D[148]. В лучшем случае к 2029 г.: транспортные потери снижены в несколько раз и введена в работу осевая ось, что открывает зоны на 10⁴ атомов. В худшем случае: число каналов и полоса дефлекторов ограничивают зоны на уровне 10³–10⁴ атомов. Открытые вопросы: сохраняется ли точность перемещения при рабочих циклах QEC с дозагрузкой; удастся ли нарастить число каналов сверх предела дефлектора «полоса × время пробега»; кто ещё будет поставлять дефлекторы в объёмах?
Литература
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. D
- [9] H. Neven, “Building superconducting and neutral atom quantum computers,” Google, Mar. 24, 2026. [Online]. Available: https://blog.google/
innovation-and-ai/ Ctechnology/ research/ neutral-atom-quantum-computers/ - [11] Novo Nordisk Foundation, “New quantum computer with great potential to boost Nordic research and innovation,” Novo Nordisk Fonden, Jul. 17, 2025. [Online]. Available: https://novonordiskfonden.dk/
en/ Gnews/ new-quantum-computer-with-great-potential-to-boost-nordic-research-and-innovation/ - [31] H. Zhou et al., “Resource Analysis of Low-Overhead Transversal Architectures for Reconfigurable Atom Arrays,” Proc. 52nd Annu. Int. Symp. Comput. Archit. (ISCA), 2025, doi: 10.1145/3695053.3731039. arXiv:2505.15907. S
- [138] H. J. Manetsch, G. Nomura, E. Bataille, K. H. Leung, X. Lv, and M. Endres, “A tweezer array with 6100 highly coherent atomic qubits,” Nature, vol. 647, pp. 60–67, 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09641-4. arXiv:2403.12021. D
- [144] N.-C. Chiu et al., “Continuous operation of a coherent 3,000-qubit system,” Nature, vol. 646, no. 8087, pp. 1075–1080, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09596-6. D
- [145] Y. Wang et al., “Trapping 11,000 Atoms in a Tweezer Array Generated by a Single Metasurface,” arXiv:2606.02715, Jun. 2026. D
- [148] Atom Computing and Collaborators, “Quantum error correction with the toric code,” arXiv:2606.04079, Jun. 2026. D
- [153] QuEra Computing, “QuEra Expands $230 Million Financing Round Advancing Quantum-Accelerated Supercomputing,” Sep. 9, 2025. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Cquera-expands-230-million-financing-round-advancing-quantum-accelerated-supercomputing - [154] Atom Computing, “Atom Computing Raises More Than $300 Million to Accelerate Deployment of Fault-Tolerant, Neutral-Atom Quantum Computers,” PR Newswire, Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Catom-computing-raises-more-than-300-million-to-accelerate-deployment-of-fault-tolerant-neutral-atom-quantum-computers-302800832.html - [156] M. Swayne, “Pasqal Completes SPAC Merger With $360 Million in Cash,” The Quantum Insider, Aug. 28, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P08/ 28/ pasqal-completes-spac-merger-with-360-million-in-cash/ - [162] QuEra Computing, “QuEra Announces 2028 Fault-Tolerant Quantum Computer and Expanded Multi-Year Strategic Collaboration with AWS,” Jun. 15, 2026. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Rquera-announces-2028-fault-tolerant-quantum-computer-and-expanded-multi-year-strategic-collaboration-with-aws - [330] Pasqal, “Pasqal brings qubit control on-chip, advancing the path to fault-tolerant quantum computing at scale,” Aug. 10, 2026. [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
news/ Cpasqal-brings-qubit-control-on-chip-advancing-the-path-to-fault-tolerant-quantum-computing-at-scale/ - [332] Infleqtion, “Infleqtion Reports Record Q2 Revenue, Raises 2026 Outlook as Quantum Commercialization Accelerates,” Aug. 12, 2026. [Online]. Available: https://ir.infleqtion.com/
news-events/ Gpress-releases/ detail/ 201/ infleqtion-reports-record-q2-revenue-raises-2026-outlook-as-quantum-commercialization-accelerates - [503] Z. Guo, R. A. van Herk, E. J. Vredenbregt, and S. J. Kokkelmans, “Acousto-optic lens for 3D shuttling of atoms in a neutral atom quantum computer,” arXiv:2510.09398, Oct. 2025. S
- [504] Gooch & Housego (G&H), “G&H Acousto-Optic Deflectors Referenced in Nature Papers Demonstrating 3,000 & 6,100 Qubit Quantum Systems,” G&H, Mar. 2026. [Online]. Available: https://gandh.com/
news-and-resources/ Pg-and-h-acousto-optic-deflectors-in-nature-papers
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Фотонная коммутация / маршрутизация (электрооптика, прямая связь)
Электрооптические и МЭМС-переключатели маршрутизируют фотоны между волноводами по решению, принимаемому в реальном времени по оповещающему (heralding) отсчёту, — транспортный слой с доминирующими потерями, общий для всех фотонных архитектур.
Вердикт. Лучшие опубликованные потери на встроенном переключателе — 100 mdB (BTO у PsiQuantum), это ~14x бюджета отказоустойчивости в ~7 mdB по состоянию на 4 сентября 2026 г.; энергонезависимые приборы решают проблему статической мощности, а не потерь.
Λ = коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Электрооптический или механический элемент внутри интерферометра Маха–Цендера задаёт его коэффициент деления, поэтому сетка реализует произвольное унитарное преобразование и, управляемая более ранним оповещающим отсчётом, маршрутизирует фотоны в реальном времени. Родословная идёт от шестимодового чипа Carolan с 15 MZI 2015 года D[455] — термооптического, перестраиваемого «за секунды», то есть с противоположного конца оси скорости и мощности относительно того, что требуется вычислениям на слияниях (fusion). Всё последующее пыталось сохранить эту программируемость, снимая её потери и статическую мощность.
- b/e: переключение за ns–µs (10⁻⁶·⁰ s), электрооптическое, драйверы при комнатной температуре; само по себе не запутывает.
- d/g: летающие фотоны маршрутизируются в волноводах фотонных интегральных схем (ФИС); каждая ступень облагает налогом бюджет потерь.
Физика и пределы
Потери мультипликативны, поэтому архитектура фиксирует бюджет на ступень, который прибор либо выдерживает, либо машины не существует: при полном фотонном бюджете порядка 0.5 dB на всю глубину сети слияний допуск на один переключатель составляет ≈7 mdB D[173]. Отказоустойчивость на слияниях терпит 2.7% потерь на фотон с ресурсными состояниями типа шестикольца и 17% — только с 168-кубитными состояниями, которые никто не умеет строить D[179]. Семейства разменивают по-разному: термооптические фазовращатели дают малые потери, но рассеивают по милливатту каждый и переключаются за µs, что непригодно при 2 K на 10⁴ каналов; титанат бария и тонкоплёночный ниобат лития переключаются за ns при малой мощности, но добавляют потери материала и потери на переходах. Второй режим отказа — конечное подавление (extinction): амплитуда, утёкшая не в тот порт, — это ошибка без оповещения, а не потеря. Чтобы сдвинуть нижний предел, нужны более высокие электрооптические коэффициенты (эффективный r у титаната бария примерно в ~30× выше, чем у ниобата лития, поэтому фазовращатели укорачиваются и теряют меньше), переходы между материалами с меньшими потерями и энергонезависимость.
Достигнутый инженерный уровень
Лучший опубликованный встроенный переключатель: титанат бария у PsiQuantum с вносимыми потерями 100 mdB и вводом волокно-чип 52(12) mdB при ~2 K D[169]факт. Aurora — единственная цифра системного масштаба: 35 чипов, 0.19 dB на MZI, ~14 dB суммарных потерь, вычислений с коррекцией ошибок нет D[173]. Энергонезависимая матрица на титанате бария 2026 года переключается за 80 ns при 1.48 dB на ячейку и с нулевой статической мощностью после установки состояния D[516] — это результат по статической мощности, а не по потерям. Доминирующая ошибка — накопленные вносимые потери, затем ввод излучения.
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2025-01 | 0.19 dB/MZI; ~14 dB системных потерь; требование ≈7 mdB | Xanadu | D[173] |
| 2025-02 | Переключатель BTO 100 mdB; волокно-чип 52(12) mdB | PsiQuantum | D[169] |
| 2026-06 | Энергонезависимая ячейка BTO: 80 ns, 1.48 dB, нулевая статическая мощность | UPV iTEAM | D[516] |
| 2026-08 | Совместимый с фабрикой МЭМС-переключатель, <1.5 dB, >30 dB подавления, ~20 nW | UC Berkeley | P[517] |
Производство, материалы и цепочка поставок
Волноводы из нитрида кремния или тонкоплёночного ниобата лития, титанат бария в качестве активного элемента, сверхпроводниковые нанопроволочные детекторы на той же 300-mm пластине; у PsiQuantum запуски идут на GlobalFoundries, которая 2026-05-21 открыла подразделение квантового производства под письмо о намерениях CHIPS на $375M C[353]. Титанат бария на кремнии — осаждение, доступное немногим линиям; товарная база тонкоплёночного ниобата лития — это два поставщика венчурного масштаба, HyperLight и Lightium P[518]. Корпусирование — второе бутылочное горлышко: результат Xanadu по вводу излучения потребовал волоконных сборок Corning и разделения пластин на кристаллы оборудованием DISCO C[172]. Цифр по выходу годных публично нет; ни одна категория экспортного контроля фотонные переключатели не называет, и правило BIS 2024 года дотягивается до них лишь через ECCN 4A906 факт.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Прямая связь (feed-forward) означает, что фотон ждёт в линии задержки, пока отсчёт криогенного детектора классифицируется, а переключатель приводится в действие, — и это связывает задержку с потерями, на чипе жестоко. При потерях распространения в нитриде кремния одна наносекунда задержки на чипе стоит нескольких десятых dB, то есть больше всего бюджета на ступень, тогда как та же наносекунда в волокне при ≈0.2 dB/km бесплатна: прямая связь живёт в волокне и должна разрешаться за наносекунды. QuiX называет электронику прямой связи одной из двух задач, которые обязана решить её система 2026 года C[177]. Ввод-вывод масштабируется с глубиной сети, а не с числом кубитов; при 10⁴–10⁶ модах связывающими ограничениями становятся число каналов детекторов и криогенная мощность, удерживающая каждый переключатель в состоянии.
Роль в стеке
Транспорт для всех трёх фотонных архитектур: машины на дискретных переменных со слияниями (PsiQuantum, Quandela, QuiX), архитектура на непрерывных переменных с кодом Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP) у Xanadu и бозонный сэмплер. Требует фабричного процесса ФИС и предоставляет маршрутизацию, превращающую исходы слияний с оповещением в кластерное состояние; замены ему нет. Каждый участник ветви зависит от одного и того же числа, что делает его единой точкой отказа всей ветви. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс здесь не определён, поскольку архитектура на слияниях раунда синдрома не выполняет; пол ~1 µs задан прямой связью и восстановлением детектора, а не переключателем. Соседний пустой слот: энергонезависимый переключатель ниже 10 mdB.
Свидетельства — как измерены числа
Потери и подавление переключателя получают прямой характеризацией вносимых потерь относительно опорных трактов на чипе — это более твёрдые числа, чем точности вентилей, и одновременно наименее сопоставимые, поскольку каждый поставщик указывает свою границу отсчёта. 0.19 dB у Aurora — это на один MZI вместе с межсоединением; 100 mdB у PsiQuantum — только сам переключающий элемент; 0.085 dB на грань у Xanadu — это ввод волокно-чип, продвигаемый как отраслевой эталон C[172], хотя PsiQuantum опубликовала 52(12) mdB для того же интерфейса годом раньше D[169]. Складывать или ранжировать их без общего протокола нельзя, и ни одно из них не воспроизведено вне породившей его группы. Верификация системы здесь — это бюджет потерь, а не свидетель логической точности.
«Потери в волноводе 0,5 дБ/м» для Omega в основном отчёте расходятся с указанным в статье значением для одномодового нитрида кремния 1,8(2) дБ/м факт; ни одно из них не является характеристикой переключателя.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| PsiQuantum | разработчик | США | Переключатели BTO на 100 mdB, под V&V DARPA | D[169] |
| Xanadu | разработчик | Канада | Коммутационная сеть Aurora; ввод излучения и корпусирование | D[173] |
| QuiX Quantum | разработчик | Нидерланды | Аппаратура прямой связи; Carina в DLR | C[177] |
| Quandela | разработчик | Франция | 12-кубитная коммутируемая система в CEA | C[176] |
| GlobalFoundries | поставщик | США | Линия 300 mm; письмо о намерениях CHIPS на $375M | C[353] |
| DARPA | инвестор | США | Деньги Stage C покупают валидацию переключателей BTO | P[181] |
Деньги.
| Дата | Участник | Событие | Сумма | Программа / лид | Статус |
|---|---|---|---|---|---|
| 2025-09-10 | PsiQuantum | раунд серии E | $1B при оценке $7B | BlackRock, Temasek | закрыто C[519] |
| 2026-03-26 | Xanadu | слияние SPAC | ~$302M, на 40% ниже плана | Crane Harbor | закрыто C[178] |
| 2026-05-21 | Минторг США | письма о намерениях CHIPS | $375M, $100M | GlobalFoundries, PsiQuantum | LOI факт |
| 2026-07-22 | PsiQuantum | QBI Stage C расширен | $125M после $31.8M | DARPA | официально P[181] |
| 2026-08-28 | Xanadu | финансирование завода в Торонто | CAD 195M | Правительство Канады | закрыто C[178] |
Рынок и цепочка поставок. Обеспечивающее оборудование не является квантовым: 300-mm КМОП (GlobalFoundries), сборка волоконных матриц (Corning), разделение пластин на кристаллы (DISCO), база тонкоплёночного ниобата лития из двух мелких поставщиков P[518]. Концентрация сидит в мейнстримных цепочках, где у фотонной квантовой компании нет ни переговорной силы, ни второго источника для приклейки волоконной сборки. За этот компонент платят G3 и G4 — без закрытия разрыва по потерям фотонного логического кубита не существует, — а G1/G5 не платят.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Патентного семейства именно по квантовой фотонной коммутации не всплыло; ближайший смежный выданный патент — US 12,437,225 компании ORCA Computing на линейно-оптические измерения кодированных GHZ-состояний (2025-10-07) факт. Классическая ИС по MZI-переключателям обширна и неквантова; подсчёты PatSnap до этого слоя не разукрупнены Pфакт. Ни органа по стандартизации, ни судебных споров, ни общего интерфейса прямой связи.
Дорожные карты и послужной список. PsiQuantum (2024-04, на полезную машину к концу 2027 г.) — по состоянию на 4 сентября 2026 г. закладка площадки состоялась лишь 2026-06-17 после смены места P[183], поставка криогенной установки Linde ожидается во 2H 2027 Cфакт, публикаций по аппаратуре за 2026 год нет; компоненты сильные, система не подтверждена. Xanadu (2026-08-31, на потери 1.0× от порога в 2030 г. против нынешних 24.1×) — первая в отрасли количественная дорожная карта, прямо называющая разрыв по этому компоненту. QuiX (2025-07, на универсальную систему в 2026 г.) — Carina поставлена в июле 2026 г., пусконаладка не завершена. Quandela — Lucy поставлена, веха по логическому кубиту 2025 года не выполнена.
Стратегическое прочтение. Тот, кто первым поставит энергонезависимый переключатель ниже 10 mdB, завладеет бутылочным горлышком сразу обеих фотонных архитектур, поскольку требование не зависит от кодирования; отсюда и Stage C у DARPA покупает валидацию переключателей, корпусирования и криогеники, а не алгоритма. Если разрыв не закроется, ветвь проигрывает целиком — ни один фотонный запасной вариант не обходится без коммутации, — тогда как модальности на веществе не имеют эквивалентного барьера, сводимого к одному числу. Рычаг находится у GlobalFoundries, Corning и DISCO.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить/понизить в течение 12–24 месяцев: энергонезависимый переключатель ниже 50 mdB; независимое воспроизведение цифры 100 mdB; поставку криогенной установки PsiQuantum в Моретон-Бей во 2H 2027, как обещано; опубликованную петлю прямой связи быстрее 100 ns. В лучшем случае к 2029 г.: энергонезависимая коммутация с однозначным числом mdB и закрытие обещанных Xanadu 24.1×. В худшем случае: потери выходят на плато вблизи 100 mdB, и фотонная отказоустойчивость для всей ветви уезжает за 2031 год. Открыто: даёт ли титанат бария приемлемый выход годных на 300 mm; можно ли получить второй источник для приклейки волоконных сборок; станет ли подавление связывающим ограничением, когда потери упадут. Следить за цифрой потерь Xanadu в 2027 году.
Литература
- [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/ Cxanadu-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/ Cnewsroom/ 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/ Cquix-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/ C2026/ 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/ Pinnovation/ 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/ . Cnews-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/ Plithium-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/ Cpsiquantum-1b-fundraise
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Непрерывная дозагрузка атомов (резервуар + оптический конвейер)
Непрерывно пополняемый резервуар атомов (конвейерные ленты оптической решётки от удалённой MOT, решётка с резонаторным усилением или атомный пучок, остановленный оптической патокой), из которого пинцеты извлекают свежие атомы в массив, пока хранимые кубиты сохраняют когерентность.
Вердикт. Продемонстрирована как обеспечивающая технология: Harvard/MIT удерживали более 3 000 атомов более 2 h и сортируют 15 000 кубитов/s — собственный показатель достаточности авторов для процессора на ~10 000 кубитов; по состоянию на 2026-09-26 крупнейший найденный опубликованный прогон QEC с дозагрузкой из резервуара — 64 атома, а у единственного основного носителя в реестре нет результата по запутыванию.
MOT = магнитооптическая ловушка (magneto-optical trap); АОД = акустооптический дефлектор; DD = динамическая развязка (dynamical decoupling; XY16 — её 16-импульсная последовательность); T2 / T2* = время когерентности по эху / по Рамси; ³P₀ = метастабильное часовое состояние Sr и Yb; QEC = квантовая коррекция ошибок; G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Массив пинцетов обычно загружается один раз и сортируется перемещениями АОД — 6 100 атомов Caltech заполняют около половины из ~12 000 позиций D[138], — после чего только теряет атомы. Эта технология добавляет резервуар, пополняемый во время вычисления, из которого пинцеты извлекают свежие атомы, не возмущая хранимые кубиты. Источники подачи: конвейерные ленты оптической решётки от MOT, удалённой на 0.5 m (Harvard/MIT, Rb) D[144]; многократно заполняемая решётка с резонаторным усилением (Atom Computing, ¹⁷¹Yb) D[505]; резервуар, остановленный оптической патокой, в нескольких сотнях µm от кубитов (Princeton, ¹⁷¹Yb) D[506].
Атрибуты: естественный носитель; транспортная подвижность; устраняет потери; оптическое управление при комнатной температуре; оптическое производство.
Физика и пределы
N атомов с временем жизни τ теряются со скоростью N/τ: первая потеря происходит через ~τ/N, а за одно время жизни остаётся e⁻¹ ≈ 37 % массива S. При времени хранения ~60 s у Harvard D[144] 3 000 атомов теряют 50 в секунду; при 23 min у Caltech D[138] первый из 10⁴ атомов уходит через ~0.14 s S. Операции теряют больше: ошибки запутывания и считывание добавляются к времени жизни в ловушке как источники потерь D[144], а потери составляют «значительную долю всех ошибок» D[506]. Chiu и др. оценивают, что 15 000 переставленных кубитов/s восполняют ~10 000 кубитов при точности (fidelity) вентилей ~99.5 % и 1 ms на слой S[144] — 1.5 × 10⁻³ замен на кубит на слой, из них ~1 % обусловлен временем жизни 60 s S. Криогенные времена жизни 5 000–6 000 s D[507]D[146] устраняют лишь этот 1 %.
Свет ограничивает пополнение: свет MOT и визуализации близок к резонансу для кубитов на Rb, поэтому Harvard добавляет расстояние, трубку дифференциальной откачки, наклонённую на ~4°, и световой сдвиг 5P₃/₂ на 1529 nm, подавляющий рассеяние в >10⁴ раз D[144]. Кубит Yb на ³P₀ изолирован от света охлаждения и визуализации D[506]; хранимый ⁸⁸Sr переносится в ³P₀ (время жизни 13 s) при выключенном перекачивающем лазере (repumper) MOT D[259].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2021-06 | Пинцеты при ~4 K, время жизни >6 000 s | Institut d'Optique | D[507] |
| 2024-01 | 1 225 позиций Yb, 99 % заполнены из решёточного резервуара | Atom Computing | D[505] |
| 2024-02 | >1 000 атомов Sr, ~130 пополняются за цикл 2.5 s, >1.5 h | MPQ | D[259] |
| 2024-03 | >6 100 атомов, однократная загрузка, время жизни 23 min | Caltech | D[138] |
| 2025-06 | Извлечение 7.3 × 10⁴ атомов/s; 1 ms на замену | Princeton | D[506] |
| 2025-09 | 3 × 10⁵ атомов/s в пинцеты; >3 × 10⁴ кубитов/s; >3 000 атомов в течение >2 h | Harvard/MIT | D[144] |
| 2026-04 | Бездефектные массивы на 1 024 атома при 4 K, ~5 000 s | Lim и др. | D[146] |
| 2026-06 | Торический код, 90 циклов с дозагрузкой из резервуара | Atom Computing/Microsoft | D[148] |
Harvard/MIT сортируют 15 000 кубитов/s партиями по 600 кубитов D[144], по одной каждые ~40 ms S; один из шести подмассивов хранения по 540 позиций пополняется каждые ~80 ms D[144], так что каждый атом заменяется примерно каждые 0.5 s — 6.75 × 10³ атомов/s за >2 h, те самые ~5 × 10⁷, о которых сообщается S. Прогон доказывает пропускную способность и заполнение 99.3 % D[144], а не многочасовое выживание кубитов S.
Производство, материалы и цепочка поставок
Вакуум и оптика, а не изготовленная деталь: вторая камера MOT за трубкой дифференциальной откачки и две решёточные ступени, ~39 cm и ~17 cm, доставляющие ~2.5 × 10⁶ атомов каждые ~150 ms D[144]; MOT у Atom Computing расположена на 30 cm ниже массива D[148]. Доставка, ~1.7 × 10⁷ атомов/s, превышает загрузку пинцетов в ~50 раз, поэтому поток ограничивается извлечением S. Предел масштабирования — оптический доступ к рабочей области, разделяемый с пинцетами, ридберговскими пучками и визуализацией S.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Три синхронизированных цикла — доставка в резервуар (~150 ms), извлечение партии, регистрация флуоресценции и сортировка, пополнение хранилища (~80 ms) — чередуются с DD по XY16 на хранимых кубитах D[144]. Каждый свежий атом регистрируется на камере: 25–50 кадров и решений перестановки в секунду S. Yb не требует экранирования; Princeton готовит 30 полных массивов в секунду D[506].
Роль в стеке
Слот 4 архитектур «Ридберговский массив пинцетов — щелочные атомы (Rb/Cs)» и «Ридберговский массив пинцетов — щёлочноземельные атомы (Yb/Sr), естественные стирания», рядом с cx_aod. Технология требует ct_laser (свет решётки и пинцетов) и fab_optics (вторая область MOT, оптика конвейера, вакуум). Она заменяет однократную загрузку (ребро от cx_aod), хотя каждая машина сохраняет пинцеты на АОД для извлечения и сортировки. Запись журнала пробелов остаётся в силе: перемещения АОД охватывают сотни микрометров за 0.4–1.6 ms; конвейер переносит резервуар из ~10⁶ атомов на полметра D[144]. Технология классифицирована по функции: решёточный резервуар или пучок, остановленный патокой, выполняют ту же работу. Конфликты с alkali (рассеянный свет MOT) и ae_atom (перекачивающий лазер, опустошающий хранимые атомы) смягчены (2025-09; 2024-02). Она даёт поток дозагрузки и длительность прогона: >2 h, >5 × 10⁷ атомов через 3 000 позиций D[144].
Дозагрузка замыкает цикл, который открывает преобразование ошибок в стирания (erasure conversion): преобразование 98 % ошибок ¹⁷¹Yb в стирания подняло смоделированный порог с 0.937 % до 4.15 % S[8]; Atom Computing исправила в среднем 1.8 потерянных атома на 24 логических кубитах D[149]; декодирование с отложенными стираниями использует потери с неизвестным моментом возникновения S[508]. Каждая преобразованная ошибка — это дыра, которую находит внутрисхемная регистрация флуоресценции и заполняет резервуар D[148]; без дозагрузки преобразование укорачивает прогон.
Реестр: две машины — continuously reloaded 3 000-atom machine (Harvard/MIT, основная, продемонстрирована в сентябре 2025 г.), ячейка ✅ проверена (arXiv:2506.20660, Fig. 1a), двухкубитная ошибка n/a — обеспечивающая технология без результата по запутыванию; и Phoenix (Gen-1) and Gen-2 (Atom Computing, альтернативная), ячейка ✅.
Свидетельства — как измерены числа
Решающая проверка — когерентность хранимых кубитов при включённой и выключенной дозагрузке. Harvard (Rb, XY16): T2 1.34(4) s в эталоне, 1.15(3) s с MOT, 1.09(3) s при добавлении регистрации флуоресценции и экранирования D[144] — на 14–19 % ниже, ~4–5σ S. Princeton (Yb): T2 по эху 5.4(9) против 7(1) s, T2* 0.73(2) против 0.69(2) s, без изменений в пределах 1.5σ D[506]. Точность вентилей на хранимых кубитах во время дозагрузки по состоянию на 2026-09-26 не опубликована. Единственный логический показатель: ошибка 0.63(3) % и 0.64(4) % на цикл на протяжении до 90 циклов с дозагрузкой, на торических кодах из 32 и 64 атомов, время цикла не указано D[148]. Поток приводится в атомах, инициализированных или отсортированных кубитах — разброс в десять раз; Атлас использует инициализированные кубиты/s.
Темп партий Harvard/MIT выведен из потока атомов и размера партии, а не процитирован из источника.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно они делают с этой технологией | Свидетельства |
|---|---|---|---|---|
| Harvard University / MIT | исследования | США | Двухступенчатый решёточный конвейер, непрерывный массив на 3 000 атомов | D[144] |
| QuEra Computing | разработчик | США | Дорожная карта Libra с резервуаром дозагрузки | R[509] |
| Atom Computing (совместно с Microsoft) | разработчик | США | Решёточный резервуар; торический код с дозагрузкой | D[505]D[148] |
| Princeton University | исследования | США | Метастабильный резервуар Yb | D[506] |
| MPQ | исследования | Германия | Пополняемый решёточный массив Sr | D[259] |
| Caltech | исследования | США | Эталонный массив с однократной загрузкой | D[138] |
Деньги. По состоянию на 2026-09-26 нет ни одной датированной финансовой позиции, специфичной для непрерывной дозагрузки.
Рынок и цепочка поставок. Отдельного рынка нет: производители строят резервуары из тех классов лазеров, модуляторов и вакуумного оборудования, которые уже покупают. Технология работает на G1, G3 и G7, снимая ограничение по глубине.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Подсчёт патентов не проверялся; по состоянию на 2026-09-26 ни один стандарт не определяет, как сообщать поток дозагрузки или когерентность во время дозагрузки.
Дорожные карты и послужной список. (на 2028 г. · QuEra Libra · >10 000 физических, 256 логических кубитов при 10⁻⁶, свежие кубиты загружаются «посреди схемы из резервуара дозагрузки Libra») R[509]; Chiu и др.: точность ~99.9 % при 80 000 кубитов/s позволила бы поддерживать несколько сотен логических кубитов поверхностного кода при 10⁻⁸ S[144]. Поток опережает план; интеграция отстаёт — вентили вместе с дозагрузкой опубликованы только на 64 атомах.
Стратегическое прочтение. Дозагрузка делает потерю самой дешёвой для коррекции ошибкой, как и предполагают планы QEC обеих атомных архитектур. Рекорд по потоку принадлежит группе, старшие авторы которой — сооснователи QuEra D[144]; внутри QEC работал только резервуар Atom Computing. Если когерентность и точность вентилей удержатся при дозагрузке на 10³–10⁴ атомах, глубина перестанет быть слабостью атомной платформы; если нет, прогоны останутся ограничены τ/N.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если к 2027-12-31 опубликованный эксперимент выполнит вентили или раунды QEC на ≥1 000 атомах во время дозагрузки, с логической ошибкой, не меняющейся от событий дозагрузки; понизить, если к тому времени у резервуара QuEra 2028 года не будет такого предшественника. Открытые вопросы. (1) Масштабируется ли поток с площадью массива, или его ограничивают извлечение и регистрация флуоресценции? (2) Какой налог на точность вентилей платят хранимые кубиты рядом с активной зоной подготовки? (3) Сколько времени стоит повторное охлаждение свежих атомов? (4) Может ли конвейер делить оптический доступ с зонной архитектурой на 10⁴ позиций? (5) При криогенных временах жизни 5 000–6 000 s составляют ли потери, вызванные операциями, весь бюджет?
Литература
- [8] Y. Wu, S. Kolkowitz, S. Puri, and J. D. Thompson, “Erasure conversion for fault-tolerant quantum computing in alkaline earth Rydberg atom arrays,” Nat. Commun., vol. 13, Art. no. 4657, 2022, doi: 10.1038/s41467-022-32094-6. arXiv:2201.03540. S
- [138] H. J. Manetsch, G. Nomura, E. Bataille, K. H. Leung, X. Lv, and M. Endres, “A tweezer array with 6100 highly coherent atomic qubits,” Nature, vol. 647, pp. 60–67, 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09641-4. arXiv:2403.12021. D
- [144] N.-C. Chiu et al., “Continuous operation of a coherent 3,000-qubit system,” Nature, vol. 646, no. 8087, pp. 1075–1080, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09596-6. D
- [146] D. Lim et al., “Defect-free arrays at the thousand-atom scale in a 4-K cryogenic environment,” PRX Quantum, vol. 7, Art. no. 033032, Apr. 2026, doi: 10.1103/45t1-vl5y. arXiv:2604.07205. D
- [148] Atom Computing and Collaborators, “Quantum error correction with the toric code,” arXiv:2606.04079, Jun. 2026. D
- [149] B. W. Reichardt et al., “Fault-tolerant quantum computation with a neutral atom processor,” arXiv:2411.11822, Nov. 2024. D
- [259] F. Gyger et al., “Continuous operation of large-scale atom arrays in optical lattices,” Phys. Rev. Research, vol. 6, no. 3, Art. no. 033104, Feb. 2024, doi: 10.1103/PhysRevResearch.6.033104. arXiv:2402.04994. D
- [505] M. A. Norcia et al., “Iterative assembly of ¹⁷¹Yb atom arrays with cavity-enhanced optical lattices,” PRX Quantum, vol. 5, no. 3, Art. no. 030316, Jan. 2024, doi: 10.1103/PRXQuantum.5.030316. arXiv:2401.16177. D
- [506] Y. Li, Y. Bao, M. Peper, C. Li, and J. D. Thompson, “Fast, continuous and coherent atom replacement in a neutral atom qubit array,” arXiv:2506.15633, Jun. 2025. D
- [507] K.-N. Schymik et al., “Single Atoms with 6000-Second Trapping Lifetimes in Optical-Tweezer Arrays at Cryogenic Temperatures,” Phys. Rev. Appl., vol. 16, no. 3, Art. no. 034013, Jun. 2021, doi: 10.1103/PhysRevApplied.16.034013. arXiv:2106.07414. D
- [508] G. Baranes et al., “Leveraging Qubit Loss Detection in Fault-Tolerant Quantum Algorithms,” Phys. Rev. X, vol. 16, no. 1, Art. no. 011002, Jan. 2026, doi: 10.1103/ycwc-3myc. arXiv:2502.20558. S
- [509] QuEra Computing, “Our Quantum Roadmap,” Sep. 15, 2026. [Online]. Available: https://www.quera.com/
our-quantum-roadmap R
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Кроссбар с общими линиями (спины)
Разделяемые по строкам и столбцам линии плунжеров и барьеров адресуют двумерный массив точек так, что число линий растёт как корень из числа точек, — разводимость покупается ценой гранулярности адресации.
Вердикт. Снимает стену разводки на бумаге и в чипе на 1 058 узлов, но ни один кроссбарный массив не опубликовал ни двухкубитного вентиля, ни цифры перекрёстных наводок, ни независимого воспроизведения.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Кроссбар разделяет линии затворов по строкам и столбцам массива точек: сетке n×m нужно O(n+m) линий, а не O(nm), ценой того, что каждый импульс доходит до каждой точки на линии. Селективность обеспечивается компенсацией перекрёстных ёмкостей и разбросом рабочих точек между тайлами: адресация превращается в калибровку. Для спиновых кубитов схему предложили Li и соавт. (QuTech, Sci. Adv. 2018); впервые её продемонстрировали Borsoi и соавт. (группа Veldhorst, QuTech/TU Delft): 16 германиевых точек на 23 линиях, публикация в январе 2024 D[520]. Атрибуты: связность — разделяемая адресация по строкам и столбцам, носитель неподвижен; управление и ошибка — низкочастотное возбуждение из комнатной температуры, когерентные перекрёстные помехи по разделяемой линии поверх обычного зарядового шума, изготовление по КМОП.
Физика и пределы
Число линий подчиняется показателю Рента около 0.5: T = 6√g − 1 выводов на g точек D[520] и n+m+7 = 53 линии для массива QARPET 23×23 ёмкостью 1 058 узлов при плотности 2×10⁶ тайлов/mm² D[521]. Связывающее ограничение — однородность, а не разводка: одно разделяемое напряжение должно одновременно попасть в рабочее окно каждого тайла, поэтому разброс порогов задаёт, сколько тайлов способна обслужить линия. 38 адресуемых тайлов из 40 в QARPET показывают T2* 4.43–5.75 µs и T2 по эху Хана 10.11–12.69 µs — сопоставимо с германиевыми устройствами с индивидуальной разводкой: разделение линий не стоит когерентности D[521]. Добавляет же оно когерентную ошибку, коррелированную вдоль целой строки или столбца, — ровно ту структуру, отсутствие которой декодеры принимают за данность. Демультиплексирование на кристалле сдвинуло бы этот пол.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
Доминирующий член: охват адресации. Ни одно из устройств не опубликовало двухкубитного вентиля по разделяемой линии.
Не опубликовано: значение перекрёстных помех по общей линии ни для одного кроссбар-массива; конфликт с попарной калибровкой обменного взаимодействия следует из схемы адресации, а не из измерения.
Производство, материалы и цепочка поставок
Оба устройства — гетероструктуры Ge/SiGe, изготовленные в университетской чистой комнате, а не на 300 mm линии, и ни одна фабрика не анонсировала кроссбарного шага техпроцесса по состоянию на 4 сентября 2026 г.; ближайшая поименованная компетенция — подразделение Quantum Technology Solutions в GlobalFoundries с криогенными управляющими ИС и корпусированием C[353]. Нагрузка на управление здесь и есть суть дела, а её цена всплывает в виде секвенирования: за раз выбираются одна строка и один столбец, поэтому на 10³ тайлах параллельная работа требует декодирования на кристалле, а на 10⁴–10⁶ стеной становится полоса адресации, а не число разъёмов. Демультиплексор внутри массива до сих пор не продемонстрирован.
Роль в стеке
Требует носителя «спин в квантовой точке, задаваемой затворами»; заменяет разводку «одна линия на электрод»; конфликтует с калибровкой обмена для каждой пары, поскольку разделяемый барьер не может одновременно подать независимо настроенный импульс на все пары. Относится к архитектуре «спины на квантовых точках кремния и германия». Его вклад в такт — секвенирующий множитель к производному такту = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс (здесь 8.5 µs, задан считыванием), не измеренный ни в одной публикации. Верификация: 1 058 — это ёмкость по узлам, а не число кубитов, и ни один кроссбар не опубликовал двухкубитной точности (fidelity), цифры перекрёстных наводок или воспроизведения. Часто цитируемый здесь результат «работают только некоторые пары» — вентиль выполнен на одной паре из четырёх на восьмикубитном 300 mm устройстве imec D[197] — получен на индивидуальной разводке, а не на кроссбаре.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| QuTech/TU Delft | исследования | Нидерланды | Изготовили оба кроссбарных устройства, включая QARPET | D[521] |
| Groove Quantum | разработчик | Нидерланды | Коммерциализирует платформу германиевых точек | факт |
| GlobalFoundries | поставщик | США | Криогенные управляющие ИС и корпусирование | C[353] |
| Quantum Machines | поставщик | Израиль | Аппаратура секвенирования для адресации по разделяемым линиям | C[449] |
Деньги. 2026-04-30 · Groove Quantum · венчурный раунд · €16 M · инвесторы не раскрыты · €26 M накопленным итогом · закрыт факт. 2026-05-21 · GlobalFoundries · письмо о намерениях по CHIPS · $375 M · US Commerce · необязывающее факт.
Рынок и цепочка поставок. Поставщика оборудования, специфичного для кроссбаров, не существует; схема задаёт, сколько линий в криостате нужно массиву, и тем самым делает криогенные управляющие ИС спорным слоем C[353]. Работает только на G3 и G4 — ниже ~10³ точек индивидуальная разводка дешевле и лучше охарактеризована.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства по кроссбарам в поименованной базе по состоянию на 4 сентября 2026 г. не найдено; принцип разделяемой линии — это адресация по словарным линиям в серийной памяти, давно вышедшая из-под патентов.
Дорожные карты и послужной список. QuTech (2026-02-12 · QARPET как общий чип для бенчмаркинга · поставлен, дорожной карты масштабирования нет) D[521]. Дорожная карта Diraq до 2029 не называет никакой схемы разводки Rфакт. Демонстрации скромны и изложены честно; ни один поставщик не взял на себя обязательств по кроссбару.
Стратегическое прочтение. Если кроссбары масштабируются, рычаг влияния сместится от поставщиков стоечной электроники к той фабрике, которая сумеет разместить демультиплексоры при милликельвинах; если однородность их заблокирует, победит разводка «одна линия на кубит» с холодным мультиплексированием — маршрут HRL/IBM, — и стоечные поставщики сохранят свои позиции.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить или понизить в статусе за 12–24 месяца: два тайла, на которых вентили выполнены независимо через одну разделяемую линию; опубликованная цифра перекрёстных наводок; кроссбарный шаг техпроцесса на фабрике к 2027. В лучшем случае к 2029: демультиплексирование на кристалле адресует >10⁴ точек сотнями линий. В худшем случае: кроссбары остаются демонстрацией разводимости, а побеждает холодное мультиплексирование при разводке на каждый кубит. Открыто: (1) какая доля тайлов остаётся адресуемой по мере роста массивов; (2) ломает ли коррелированная по строкам ошибка допущения декодеров; (3) укладываются ли демультиплексоры в милликельвиновый бюджет мощности.
Литература
- [197] A. Nickl et al., “Eight-qubit operation of a 300 mm SiMOS foundry-fabricated device,” Nat. Commun., vol. 17, no. 1, Art. no. 5878, Jul. 2026, doi: 10.1038/s41467-026-74597-6. D
- [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/ . Cnews-release-details/ globalfoundries-launches-quantum-technology-solutions-scale-us - [449] Quantum Machines, “Semiconductor Spin Qubits,” Aug. 11, 2026. [Online]. Available: https://www.quantum-machines.co/
qubit-types/ Csemiconductor-spin-qubits/ - [520] F. Borsoi et al., “Shared control of a 16 semiconductor quantum dot crossbar array,” Nat. Nanotechnol., vol. 19, no. 1, pp. 21–27, Jan. 2024, doi: 10.1038/s41565-023-01491-3. D
- [521] A. Tosato et al., “A crossbar chip for benchmarking semiconductor spin qubits,” Nat. Electron., vol. 9, no. 3, pp. 324–333, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41928-026-01569-5. D
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Шина на колебательных модах ионной цепочки (все со всеми в цепочке)
Общая коллективная колебательная мода запутывает любую пару ионов в одной ловушке, давая настоящую полную связность ценой роста времени вентиля с длиной цепочки.
Вердикт. Настоящая полная связность до ~30 ионов по результатам бенчмарков и до ~100 по заявлениям; за целью IonQ «10 000 ионов на одном чипе» к 2027 году не стоит никаких опубликованных данных ни по нагреву, ни по времени вентиля, ни по спектру мод.
Λ = коэффициент подавления ошибки на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Ионы в одной ловушке разделяют общие коллективные колебательные моды; спин-зависимая сила через общую моду запутывает любую пару, не сдвигая ионы, так что связность полная по построению. Механизм задали Цирак и Цоллер (1995) и Мёльмер и Соренсен (1999); вентили в цепочке ведут отсчёт с 2003 года.
Подвижность шинного типа, одна общая мода, транспорта нет; изготовление ловушек по технологии, родственной МЭМС.
Ни собственной модальности управления, ни собственного считывания; ошибка когерентная — адресация мод и нагрев, а не потери.
Физика и пределы
N ионов несут N колебательных мод в фиксированной полосе, поэтому расстояние между модами падает как ~1/N: вентиль обязан либо разрешить одну моду спектрально, платя за это временем, либо замкнуть все моды формованными импульсами, платя мощностью и калибровкой. Поэтому время вентиля растёт с длиной цепочки — 550–883 µs, медиана 672 µs, на цепочке из 30 ионов против 110 µs для одного кубита D[100]. Шум электродов нагревает общую моду, и ошибка растёт с N, поскольку каждая пара занимает одно и то же возбуждение. Выше критической анизотропии цепочка теряет устойчивость и сворачивается в зигзаг: длинные цепочки требуют слабого аксиального удержания, а значит более низких частот и более медленных вентилей. Пол сдвигают безлазерные электронные вентили (ошибка двухкубитного вентиля 8.4×10⁻⁵ D[102]) и формованные импульсы.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2023-08 | Цепочка из 30 ионов, бенчмарк по 435 парам; MS 550–883 µs | IonQ Forte | D[100] |
| 2024 | 2D-кристалл из 512 ионов, только аналоговый режим | Tsinghua | D[121] |
| 2025-10 | Ошибка двухкубитного вентиля 8.4×10⁻⁵, электронный вентиль, без охлаждения | IonQ/Oxford Ionics | D[102] |
| 2026-06 | Безубыточность (break-even) qLDPC-памяти в пределах погрешности: 3.95±0.68 s (один из кодов) против 3.84±0.48 s у физического кубита (пересмотрено в сентябре 2026) | IonQ | D[109] |
Tempo: 100 ионов, #AQ 64, времени вентиля нет C[101]. Доминирующий член: время вентиля, а не точность (fidelity).
Колебательные моды цепочки могут служить не только шиной для вентилей, но и бозонным регистром. Цепочка из трёх ионов ¹⁷¹Yb⁺ закодировала скалярное поле в одном наборе поперечных мод (2.80–3.05 MHz) и вела его эволюцию спин-фононными вентилями, избегая усечения бозонов при отображении на кубиты, тогда как вентили Мёльмера–Соренсена использовали другой поперечный набор, чтобы те и другие не мешали друг другу; измеренные заселённости фононов совпали с моделированием вплоть до восьми квантов на моду, а четвёртую бозонную моду пришлось вести в отдельной схеме D[884]. Регистр недолговечен: когерентность колебательных мод ≲ 10 ms против ≈ 1.5 s когерентности спина в простое D[884].
Цепочка Tempo из 100 ионов — заявление компании; самая длинная независимо протестированная цепочка — 30 ионов. Не опубликовано: время двухкубитного гейта и точность на пару в Tempo — сверх #AQ 64 и заголовочной «точности 99,9%»; стоимость контракта KISTI на Tempo-100; и какие-либо данные о нагреве, спектре мод или межсоединениях, согласующие цель IonQ — 10 000 ионов на одном чипе к 2027 году — с компромиссом длины цепочки.
Производство, материалы и цепочка поставок
IonQ закрыла сделку по приобретению SkyWater 2026-07-31, назвав фабрики микроизготовленных ловушек в Миннесоте, Флориде и Техасе, без раскрытия размера пластины и техпроцесса Cфакт. Управление разветвляется надвое: лазерные MS-вентили требуют нескольких длин волн и оптики на каждый ион; электронные вентили используют токовые и микроволновые линии на кристалле. При 10³ ионах стеной становится спектр мод, а не разводка: ответ — множество коротких цепочек, соединённых перемещением ионов (shuttling) или фотоникой; первое запутывание IonQ между двумя системами (2026-04-14) не раскрыло ни скорости, ни точности Cфакт. Экспортная уязвимость лежит на готовой машине: ECCN 4A906 контролирует её, лишь когда число кубитов и ошибка C-NOT попадают в одну полосу — от 34–99 кубитов при ≤ 10⁻⁴ до любой ошибки начиная с 2 000 кубитов факт; ионные ловушки не названы ни в одном правиле G[301].
Роль в стеке
Это основная связность двух ионных архитектур: линейной ловушки Пауля с индивидуальной лазерной адресацией и электронного управления кубитами (СВЧ / РЧ вентили). Не требует ничего; обеспечивает те нелокальные проверки, которые предполагают двумерные велосипедные (bivariate bicycle) qLDPC и высокоскоростные коды с трансверсальными вентилями, что и показывают восемь кодов IonQ на одной цепочке из 40 ионов — без перенастройки аппаратуры, причём один из них достиг безубыточности в пределах погрешности D[109]. Он конкурирует с перемещением ионов в QCCD, которое покупает длину цепочки временем транспорта: Helios получает полную связность из кольца и соединительного узла при ~55 ms на слой полной ширины D[97], а на H2 транспорт занимал в среднем ~60% времени схемы D[110]. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс ≈ 1.5×10⁻³ s, из них 1.4 ms — слои вентилей. Верификация: показатель Forte — это бенчмарк по всем 435 парам, поэтому позиционные эффекты видны; для Tempo публикуются #AQ 64 и «точность 99.9%» без времени вентиля и без данных по парам — это пробел в раскрытии, а не спор.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что делают | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| IonQ | разработчик | США | Цепочки Forte и Tempo; владеет SkyWater | C[101] |
| Oxford Ionics | разработчик | Великобритания | Электронные безлазерные вентили; подразделение IonQ | D[102] |
| Quantinuum | разработчик | США/Великобритания | Конкурирующая транспортная архитектура | D[97] |
| eleQtron | разработчик | Германия | Микроволновое управление ионами MAGIC | C[129] |
Деньги. 2025-09-17 · IonQ · сделка M&A, Oxford Ionics · $1.075 B USD · закрыта факт. 2025-10-12 · IonQ · размещение акций · $2.0 B USD по $93/share · закрыто факт. 2025-11-06 · DARPA · QBI Stage B · до $15 M каждому · IonQ и Quantinuum среди одиннадцати G[65]. 2026-05-05 · eleQtron · раунд A · €57 M · закрыт C[129]. 2026-07-31 · IonQ · сделка M&A, SkyWater · ~$1.8 B USD · закрыта факт. 2026-08 · IonQ · выручка за 2-й квартал 2026 $80.1 M (+287% г/г), денежные средства $3.0 B C[326].
Рынок и цепочка поставок. Шина покупает чип ловушки, лазеры или микроволновые линии и одну вакуумную систему; риск концентрации лежит на поставщиках узкополосных лазеров и акустооптических модуляторов (АОМ), которых электронные вентили устраняют. Работает на G3 и G5.
Интеллектуальная собственность и стандарты. PatSnap называет IonQ лидером по числу заявок в области инженерии колебательных мод Pфакт; органа по стандартизации нет.
Дорожные карты и послужной список. (2025-06 · на 2026 г. · 256 кубитов с точностью 99.99% · сдвинуто на H1 2027); (на 2027 г. · 10 000 на одном чипе · данных по нагреву нет); (на 2030 г. · 2 M физических) R[132]. Заявления по точности сбываются, сроки по масштабу — нет: дорожная карта 2020 года обещала 4 000 кубитов к 2026 году, промах примерно в 40 раз.
Стратегическое прочтение. Если полная связность в цепочке удержится до нескольких сотен ионов, ионные поставщики сохранят преимущество по связности, которое делает высокоскоростные коды дешёвыми, а собственные фабрики IonQ ускорят итерации по ловушкам. Если нет, шина становится внутримодульной деталью, и стоимость перемещается в межсоединения.
Перспективы и открытые вопросы
Подтверждение, если IonQ опубликует времена вентилей Tempo и точности по парам либо поставит 256 кубитов в H1 2027; понижение, если раскрытие останется на уровне заголовков. В лучшем случае к 2029: электронные вентили на ловушках собственного производства выводят цепочки за 100 ионов. В худшем случае: цепочки застревают на 30–50 ионах. Открытый вопрос: как масштабируется нагрев мод при 100 ионах?
Литература
- [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [97] A. Ransford et al., “A 98-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all connectivity,” Nature, vol. 655, no. 8121, pp. 81–86, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10676-4. arXiv:2511.05465. D
- [100] J.-S. Chen et al., “Benchmarking a trapped-ion quantum computer with 30 qubits,” Quantum, vol. 8, Art. no. 1516, Nov. 2024, doi: 10.22331/q-2024-11-07-1516. arXiv:2308.05071. D
- [101] IonQ, “IonQ Tempo: 100-Qubit Quantum Computer (#AQ 64).” [Online]. Available: https://ionq.com/
quantum-systems/ Ctempo - [102] A. C. Hughes et al., “Trapped-ion two-qubit gates with >99.99% fidelity without ground-state cooling,” arXiv:2510.17286, Oct. 2025. D
- [109] E. Tham et al., “Breakeven demonstration of quantum low-density parity-check codes,” arXiv:2606.06455, Jun. 2026. D
- [110] S. A. Moses et al., “A Race Track Trapped-Ion Quantum Processor,” Phys. Rev. X, vol. 13, Art. no. 041052, Dec. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.041052. arXiv:2305.03828. D
- [121] S.-A. Guo et al., “A site-resolved two-dimensional quantum simulator with hundreds of trapped ions,” Nature, vol. 630, no. 8017, pp. 613–618, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07459-0. D
- [129] A. Cordes, “Quantum computing scale-up eleQtron secures €57 million in one of the largest Series A funding rounds worldwide,” eleQtron, May 5, 2026. [Online]. Available: https://eleqtron.com/
en/ Cquantum-computing-scale-up-eleqtron-secures-57-million-in-one-of-the-largest-series-a-funding-rounds-worldwide/ - [132] IonQ, “IonQ's Accelerated Roadmap: Turning Quantum Ambition into Reality,” Jun. 13, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
blog/ Rionqs-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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [326] IonQ, “IonQ Announces Record Second Quarter 2026 Revenues, Growing 287% YoY,” Aug. 5, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-announces-record-second-quarter-2026-revenues-growing-287-yoy - [884] A. T. Than et al., “Quantum field theory dynamics on a spin–phonon quantum computer,” Nat. Phys., Sep. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03402-4. arXiv:2509.11477. D
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK)
Серийные КМОП-ASIC внутри криостата, которые синтезируют управляющие формы сигналов и смещения непосредственно рядом с кубитами, заменяя стойки комнатной температуры вместе с их коаксиальными линиями.
Вердикт. Сквозная работа доказана на 18 спиновых кубитах, а паритет с комнатной электроникой — на 156 трансмонах и только по смещению потока; связывающее ограничение — милливатты на кубит против холодильной машины 2 W на 4 K. Понизить ранг, если к концу 2027 г. ничто не будет сквозно управлять более чем 50 кубитами.
Λ = коэффициент подавления ошибки на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Крио-КМОП-контроллер — это кремниевая ASIC на холодной плите внутри рефрижератора, формирующая микроволновые сигналы, сигналы потока и смещения на затворах рядом с кубитами. Ничего квантового внутри него не происходит: выигрыш здесь тепловой и топологический. Аппаратной реальностью он стал с Horse Ridge (Intel/QuTech, 22 nm FinFET, 4 K, 2019–2020) C[548] и Gooseberry (Microsoft/Sydney, 100 mK) D[549].
Атрибуты (a — сродство; b — время; c — считывание; d — подвижность; e — управление @ размещение; f — структура ошибок; g — производство):
- a = 1.0, изготавливается целиком; изделие фабрики, а не носитель.
- b = отсутствует; квантового состояния не хранит.
- c = отсутствует; обслуживает считывание принимающей платформы.
- d = отсутствует; закреплён на холодной плите.
- e = микроволновое @ 4 K; технологией здесь является само размещение.
- f = когерентная: амплитуда, фаза, тайминг, перекрёстные помехи.
- g = КМОП, от 130 nm до 14 nm.
Ранг 5 из 111; общий для сверхпроводниковой и спиновой архитектур.
Физика и пределы
Нижняя граница здесь — тепловой бюджет, а не время когерентности. Холодильные машины маломощны: 2 W при 4 K (Bluefors XLD1000sl), 24 W (концепт IBM Goldeneye), 200 W (Fermilab Colossus) S[550]. Единственная мощность, привязанная к реально работающему двухкубитному вентилю, — 23 mW на кубит у IBM D[296]; оптимистичная оценка в том же обзоре — 5 mW, а самые низкие продемонстрированные значения — ниже 2 mW S[550]. Машина на 2 W, таким образом, вмещает ~87 кубитов при 23 mW и ~1 000 при 2 mW.
На милликельвиновых температурах режим меняется качественно: это низкочастотные ячейки со скважностью, которые удерживают напряжение на затворе и периодически его обновляют, — 18 nW на ячейку при импульсах 100 mV на 100 mK D[549], ~20 nW MHz⁻¹ на ячейку при 7 mK D[551].
Отказ носит когерентный характер: дрейф и квантование превращаются в ошибку угла поворота — делфтский преобразователь дрейфовал от 60 µV/s до 18 mV/s C[552], — джиттер даёт перекрут, конечная развязка даёт перекрёстные помехи. Стохастический канал здесь — обратное воздействие, стоящее 0.07% однокубитной точности (fidelity) D[551]. Нижнюю границу сдвигает либо процесс, охарактеризованный на холоде C[553], либо сверхпроводниковая логика с ~1.6 µW на кубит S[550].
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее продемонстрированное: контроллер HRL на 130 nm радиочастотном КМОП-процессе при 4 K — ≤3.5 W, 366 ЦАП, секвенсор 250 MHz — управляет 54 точками как 18 кубитами исключительно на обмене со средней однокубитной ошибкой 2×10⁻⁴ и средней ошибкой CNOT 3×10⁻³ (лучшее воспроизводимое значение 9×10⁻⁴) и замыкает повторяющий код расстояния 5 на уровне 5.0×10⁻³ за 200 раундов, Λ₅/₃ = 4.7, причём в контуре нет ничего тёплого D[190] факт. IBM запустила ASIC смещения потока на 14 nm на 156-кубитном Heron R2 с медианной двухкубитной ошибкой ≈2.3×10⁻³ — паритет с тёплой электроникой на том же процессоре C[527]. Типичное на масштабе: отсутствует — всё остальное, что выше ~10 кубитов, работает от тёплых стоек Dфакт.
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег | Ист. |
|---|---|---|---|---|
| 2021-01-25 | 100 mK, 18 nW на ячейку, импульсы 100 mV | Microsoft | D | [549] |
| 2024-02-14 | вентиль с 4 K: 23 mW на кубит, ошибка однокубитного вентиля 8×10⁻⁴ | IBM | D | [296] |
| 2025-06-25 | 7 mK, ~20 nW MHz⁻¹ на ячейку, цена 0.07% точности | Sydney | D | [551] |
| 2026-03-16 | ASIC потока, 156 кубитов, медианная ошибка двухкубитного вентиля 2.3×10⁻³ | IBM | C | [527] |
| 2026-07-29 | ≤3.5 W, 366 ЦАП, 18 кубитов, Λ₅/₃ = 4.7 | HRL | D | [190] |
Доминирующий член: неоднородность от канала к каналу — средний CNOT 3×10⁻³ против лучшего воспроизводимого 9×10⁻⁴, причём ~80% этой величины внешние, от управления и калибровки D[190].
Производство, материалы и цепочка поставок
Экзотических процессов не требуется; трудность в том, что серийный техпроцесс приходится эксплуатировать на 300 K за пределами квалифицированного диапазона: 130 nm радиочастотный КМОП-процесс (HRL) D[190], 14 nm FinFET (IBM) D[296], 22 nm FinFET (Horse Ridge, делфтские преобразователи) C[548], [552], 28 nm FDSOI (Gooseberry, Sydney) D[549], [551], 22FDX (Equal1) C[273]. Дефицитный ресурс здесь — модель, а не пластина: комплекты проектирования заканчиваются на −40 °C, поэтому участники либо держат закрытые криогенные модели, либо покупают криооптимизированный процесс — SemiQon заявляет подпороговый наклон 0.32 mV/dec при 420 mK против ~60 mV/dec при 300 K C[553]. Выход годных и стоимость на канал не публикуются. Концентрация приходится на фабрики, готовые работать в неквалифицированных углах, и на рефрижераторы растворения Cфакт. Экспортная уязвимость прямая: правило BIS от 2024-09-06 ввело позицию ECCN 3A901.a для КМОП-схем, «спроектированных для работы при температуре окружающей среды, равной или ниже (лучше) 4.5 K», что захватывает этот узел по проектному замыслу, а не по характеристикам, — наряду с контролем рефрижераторов и криогенных зондовых установок G[301] факт. Контролируемым изделием, таким образом, может оказаться файл проекта.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
HRL убрала тёплую генерацию сигналов, но число кабелей от этого не упало: 296 линий на 18 кубитов, примерно по 16 на кубит, — выигрыш получен на стойке, а не на разводке D[190]. Выигрыш по разводке — милликельвиновый, там демультиплексирование превращает N выводов в ~log N входов: 64 вывода у Pando Tree при 10–20 mK C[272], 648 приборов от 96 напряжений при мощности ниже 120 µW у делфтской группы C[552]. Второй аргумент — задержка: 200 раундов кода замкнуты без единого тёплого элемента в контуре D[190] против среднего времени кругового обхода 3.84 µs по тёплой линии к GPU факт. Стены следуют за тепловым бюджетом: для 10³ кубитов нужен класс ниже 2 mW при машине на 2 W; для 10⁴ — охлаждение класса Goldeneye или Colossus при ≤5 mW на кубит; 10⁶ означают ~90 модулей по 10 000 кубитов, рассеивающих по 50 W каждый на 4 K, — за пределами всего, что продаётся в 2026 г. S[550].
Роль в стеке
Две архитектуры: сверхпроводниковые трансмоны (IBM, Google, IQM) и спины на квантовых точках в кремнии или германии (Intel, Diraq, Quantum Motion, HRL, Quobly, Equal1). Узел требует КМОП-фабрики 300 mm — зависимости, которую спины несут и так, поэтому им крио-КМОП достаётся побочным продуктом, тогда как поставщики сверхпроводниковых систем финансируют её отдельно. Он предоставляет холодную цифровую основу, необходимую криогенному декодеру: предекодер на 4 K оценён менее чем в 0.56 mW при сокращении полосы синдромов в 3 780× Sфакт. Он замещает управление при комнатной температуре — единственную часть этого слоя, у которой есть выручка, — и конкурирует с управлением на одноквантовых импульсах (БОК), для которого опубликованы значения выше 99% на милликельвиновых температурах Dфакт; переход покупает холодный кремний ценой цикла tape-out длиной 18–24 месяца и оплачивается из бюджета охлаждения, который иначе пошёл бы на кубиты. Узел — неквантовый объект, единственный отличительный атрибут которого — размещение при 4 K. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс; этот узел его не связывает — гранулярность секвенсора 4.0 ns D[190] против раунда 0.65 µs, наибольший член которого — считывание за 282 ns. Соседние пустые слоты: криогенный оцифровщик считывания и стандартный холодный цифровой интерфейс.
Свидетельства — как измерены числа
Каждое ключевое число измерено через кубит и никогда — на самом контроллере: чередующийся (interleaved) рандомизированный бенчмаркинг, у которого при любом сравнении обязательно указывать 1.71 и 17.51 инструкции на клиффорд (однокубитный и двухкубитный) D[296]; масштабирование Λ повторяющего кода по расстояниям 3 и 5 у HRL D[190]; и, для результата IBM 2026 г. по потоку, A/B-сравнение с тёплой электроникой на том же процессоре — методически правильная постановка и самая редкая.
Рандомизированный бенчмаркинг усредняет по клиффордам и слеп к медленному когерентному дрейфу, поэтому дрейф преобразователя C[552] не проявляется ни в одном RB-числе; обратное воздействие, переходные процессы скважности, неоднородность каналов и надёжность на холоде требуют специально поставленных измерений D[551]. Воспроизводимость разумная и при 4 K (IBM, HRL), и на милликельвиновых температурах (Microsoft, Sydney, Delft, QuTech C[554]).
Противоречия: 23 mW на кубит у IBM D[296] против 5 mW и менее 2 mW S[550] — это разные величины (активный режим против холостого, только тракт возбуждения против полной цепи), общего определения нет; здесь используется 23 mW как единственное число, привязанное к работающему вентилю. Показатели точности Equal1 — заявления с продуктовой страницы C[273] на фоне опубликованного шестикубитного прибора при 0.3 K факт.
На 54-точечном чисто обменном кристалле HRL под управлением собственного КМОП-контроллера при 4 K измеренная ошибка на обмен в 12-спиновом бенчмарке перекрёстной энтропии (1.54×10⁻⁴) более чем в десять раз превысила предсказание по шуму на уровне компонентов (1.15×10⁻⁵) и была в основном когерентной; авторы подозревают криоконтроллер и сигнальные линии. После загрузки приготовления состояний и измерения память контроллера вмещает лишь около 1 000 уникальных импульсных инструкций, поэтому глубокие последовательности пришлось строить из рекурсивных подпрограмм P[900].
18 нВт на ячейку у Gooseberry D[549] и ~20 нВт·МГц⁻¹ на ячейку у сиднейского чипа D[551] — разные величины. Мощности охлаждения Bluefors XLD1000sl, IBM Goldeneye и Fermilab Colossus взяты из ресурсного обзора S[550], а не из спецификаций производителей. Результат IBM 2026 года по крио-КМОП-управлению потоком, включая отнесение к 14 нм FinFET, на 2026-09-03 существует только в виде тезисов конференции C[527]. Поправка к S-1 SEEQC от 2026-08-28 даёт выручку $4,2 млн за 2025 год и $18,1 млн денежных средств на 2026-06-30 C[556] P[557] факт; стоимость компании $1 млрд и PIPE на $65 млн относятся к прекращённому слиянию с Allegro. «>50% компаний, разрабатывающих квантовые компьютеры» у Quantum Machines — заявление компании C[528]. Не опубликовано: мощность охлаждения при 4 К у модульной криогеники IBM; техпроцесс SemiQon, расположение фабрики и размер инвестиции PostScriptum 2026-07; размер размещения SEEQC; выручка Quantum Machines и сопоставимые цифры Zurich Instruments, Keysight или QBLOX, так что рынок «тёплого» управления оценить нельзя; мощность, число каналов и техпроцесс в статье QuTech/Fujitsu об алмазном крио-КМОП на ISSCC 2026 сверх институционального релиза C[554]; датированное число патентных семейств по крио-КМОП — PatSnap даёт лишь региональные подсчёты с оговоркой о неполноте P[563]; и стоимость контроллера HRL, график tape-out и сохраняет ли IBM 130-нм дизайн после сделки, закрытой 2026-08-26 C[10] факт.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| HRL Laboratories | разработчик | США | контроллер на 4 K, секвенирующий 18 кубитов | D[190] факт |
| IBM Quantum | разработчик | США | ASIC потока на 14 nm; приобрела HRL | D[296] C[10], [527] факт |
| Intel | разработчик | США | Horse Ridge, Pando Tree | C[272] факт |
| Microsoft | исследования | США | Gooseberry при 100 mK; патент на фиксацию заряда | D[549] G[555] |
| University of Sydney | исследования | Австралия | mK-КМОП, управляющая спинами Diraq | D[551] |
| Equal1 | разработчик | Ирландия | кубиты и управление на одном кристалле | C[273] факт |
| Quantum Machines | поставщик | Израиль | тёплые стойки, которые вытесняет этот узел | C[528] |
Деньги.
- 2025-02-25 · Quantum Machines · раунд серии C · $170 M · PSG Equity · $280 M накопленным итогом C[528]
- 2025-11-06 · DARPA QBI, этап B · до $15 M каждому · одиннадцать команд, включая IBM и Diraq факт
- 2026-05-21 · GlobalFoundries; Diraq · письма о намерениях по CHIPS · $375 M; $38 M · письмо о намерениях факт
- 2026-06-29 · SEEQC · форма S-1 для Nasdaq параллельно процессу слияния с Allegro · стоимость бизнеса $1 B, PIPE на $65 M C[556] P[557]; SPAC-слияние расторгнуто 2026-08-25, S-1 продолжается, IPO по состоянию на 30 сентября 2026 г. не состоялось факт
- 2026-07-23 · IBM · приобретает HRL Laboratories · сумма не раскрыта · сделка закрыта 2026-08-26 C[10] фактфакт
Рынок и цепочка поставок. По состоянию на 3 сентября 2026 г. крио-КМОП-контроллер не продаёт никто; выручка этого слоя — тёплые стойки от Quantum Machines, Zurich Instruments, Keysight и QBLOX, причём одна только Quantum Machines привлекла $280 M C[528], [558]. Сама крио-КМОП-электроника — внутренние НИОКР; коммерческие предложения находятся на стадии до выручки: SemiQon, FrostByte (€1.3 M) и Rhonexum ($1 M) C[553], [559] P[560]. Платят за неё G3, G4 и G7; G1, G2 и G5 — нет.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Microsoft Technology Licensing владеет патентом US 11,838,022 на криогенный КМОП-интерфейс к кубитам (выдан 2023-12-05) — архитектурой фиксации заряда, лежащей в основе Gooseberry G[555]; MIT владеет US 12,705,525 на управление низкочастотными импульсами (2026-08-11) G[561]; заявка Intel на калибровку в замкнутом контуре остаётся только заявкой G[562]. Датированного подсчёта патентных семейств не публикует ни одна база данных P[563]. Стандарты: отсутствуют, как и согласованное определение мощности на кубит.
Дорожные карты и послужной список.
- Intel: 2020-12-03 · Horse Ridge II для масштабированных спиновых систем · преемника нет факт.
- Microsoft: 2021-01-27 · Gooseberry до «тысяч кубитов» · не выполнено C[564].
- IBM: 2024-02-14 · крио-КМОП как маршрут к масштабируемому управлению · выполнено частично, только по потоку D[296] C[527].
- HRL: 2026-04-17 · процессор без тёплых генераторов сигналов · выполнено D[190].
Достоверность: только HRL назвала датированный результат и выдала его — и IBM её купила; IBM публикует A/B-сравнения, а не громкие заявления; у Intel нет рецензированной точности ни на одном изделии Horse Ridge; линия Microsoft пять лет как заморожена.
Стратегическое прочтение. Победители в случае, если холодное управление станет стандартом: интегрированные КМОП-компании — IBM вместе с HRL, Intel, если вернётся в тему, — и спиновые компании, у которых кубиты и контроллеры идут по одной линии. Проигравшие: поставщики тёплых стоек, защищённые лишь до тех пор, пока никому ниже тысячи кубитов не нужна ASIC. Другой холодный маршрут — управление на одноквантовых импульсах (БОК) — по прогнозу потребляет меньше мощности на кубит S[550] и пока не показало двухкубитного вентиля; его разработчик SEEQC подал заявку на листинг на бирже Nasdaq, объём размещения не раскрыт P[557]. Переговорная сила остаётся у поставщиков платформ; дефицитный поставщик — производитель рефрижераторов.
Перспективы и открытые вопросы
Подтверждение в течение 12–24 месяцев: если IBM опубликует рецензируемый результат по полной цепи — возбуждение, поток и считывание — на ≥100 сверхпроводниковых кубитах с паритетом относительно тёплых стоек; если контроллер HRL появится внутри IBM на числе кубитов больше 18; если кто-либо сообщит об определённой мощности на кубит ниже 5 mW при 4 K под нагрузкой. Понизить ранг, если к концу 2027 г. ни один рецензируемый результат не покажет сквозного управления более чем примерно пятьюдесятью кубитами, а системы класса Heron по-прежнему будут поставляться с тёплыми стойками. Лучший сценарий к 2029 г.: холодное управление стало стандартом на спиновых машинах и в потоковом тракте IBM, модуль на 10 000 кубитов на одной машине 4 K при ≤5 mW на кубит. Худший сценарий: бюджет остаётся связывающим, сверхпроводниковые машины сохраняют тёплые стойки, а крио-КМОП выживает лишь как милликельвиновое формирование смещений для спинов.
Открытые вопросы: (1) каково защитимое определение мощности на кубит? (2) квалифицирует ли хоть одна фабрика криогенный угол? (3) доминирует ли дрейф контроллера при кубитной ошибке ниже 10⁻⁴? (4) должна ли падать мощность на кубит — или холодильная машина может вырасти в десять раз? (5) сохранит ли IBM 130-нанометровый проект HRL? Следить за ISSCC 2027, за раскрытиями IBM после закрытия сделки и за любой машиной 4 K, выводимой на рынок с мощностью выше 20 W.
Литература
- [10] IBM, “IBM to Acquire HRL Laboratories to Power the Future of Quantum,” Jul. 23, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
2026-07-23-ibm-to-acquire-hrl-laboratories-to-power-the-future-of-quantum C - [190] Members of the HRL Quantum Team and Collaborators, “A digitally controlled silicon quantum processing unit,” arXiv:2604.16216, Apr. 2026. D
- [272] S. Subramanian and S. Pellerano, “Intel's Millikelvin Quantum Research Control Chip Provides Denser Integration with Qubits,” Intel Community, Jun. 20, 2024. [Online]. Available: https://community.intel.com/
t5/ CBlogs/ Tech-Innovation/ Data-Center/ Intel-s-Millikelvin-Quantum-Research-Control-Chip-Provides/ post/ 1608558 - [273] Equal1, “UnityQ.” [Online]. Available: https://www.equal1.com/
technology C - [296] D. Underwood et al., “Using Cryogenic CMOS Control Electronics to Enable a Two-Qubit Cross-Resonance Gate,” PRX Quantum, vol. 5, no. 1, Art. no. 010326, Feb. 2024, doi: 10.1103/PRXQuantum.5.010326. D
- [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [527] A. Noori et al., “A Cryo-CMOS Control System for Large-Scale Superconducting Qubit Quantum Computing: Part 2,” IBM Research, Mar. 16, 2026. [Online]. Available: https://research.ibm.com/
publications/ Ca-cryo-cmos-control-system-for-large-scale-superconducting-qubit-quantum-computing-part-2 - [528] Quantum Machines, “Quantum Machines Raises $170M as Its Customer Base Exceeds 50% of Companies Developing Quantum Computers,” Feb. 25, 2025. [Online]. Available: https://www.quantum-machines.co/
press-release/ Cquantum-machines-raises-170-million-in-series-c-funding/ - [548] Intel Corporation, “Intel Debuts 2nd-Gen Horse Ridge Cryogenic Quantum Control Chip,” Dec. 3, 2020. [Online]. Available: https://www.intc.com/
news-events/ Cpress-releases/ detail/ 1429/ intel-debuts-2nd-gen-horse-ridge-cryogenic-quantum-control - [549] S. J. Pauka et al., “A cryogenic CMOS chip for generating control signals for multiple qubits,” Nat. Electron., vol. 4, no. 1, pp. 64–70, Jan. 2021, doi: 10.1038/s41928-020-00528-y. D
- [550] S. Kawabata, “Integration and Resource Estimation of Cryoelectronics for Superconducting Fault-Tolerant Quantum Computers,” arXiv:2601.03922, Jan. 2026. S
- [551] S. K. Bartee et al., “Spin-qubit control with a milli-kelvin CMOS chip,” Nature, vol. 643, no. 8071, pp. 382–387, Jul. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09157-x. D
- [552] J. van Staveren et al., “Cryo-CMOS Bias-Voltage Generation and Demultiplexing at mK Temperatures for Large-Scale Arrays of Quantum Devices,” IEEE Trans. Quantum Eng., vol. 6, pp. 1–18, 2025, doi: 10.1109/TQE.2025.3580377. C
- [553] SemiQon, “SemiQon Cryo-CMOS™.” [Online]. Available: https://www.semiqon.com/
technology/ Csemiqon-cryo-cmos - [554] QuTech, “Scalable diamond Quantum Computing with cryogenic chip integration,” Feb. 17, 2026. [Online]. Available: https://qutech.nl/
2026/ C02/ 17/ scalable-diamond-quantum-computing-with-cryogenic-chip-integration/ - [555] Microsoft Technology Licensing, LLC, “Cryogenic-CMOS interface for controlling qubits,” USPTO, Dec. 2023. [Online]. Available: https://patents.justia.com/
patent/ G11838022 - [556] SEEQC, “SEEQC Files Registration Statement for Proposed Initial Public Offering,” Business Wire, Jun. 29, 2026. [Online]. Available: https://www.businesswire.com/
news/ Chome/ 20260629077919/ en/ SEEQC-Files-Registration-Statement-for-Proposed-Initial-Public-Offering - [557] M. Abdel-Kareem, “SEEQC Files Form S-1 for Nasdaq IPO Parallel to Ongoing Allegro Merger Process,” Quantum Computing Report, Jul. 2, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
seeqc-files-form-s-1-for-nasdaq-ipo-parallel-to-ongoing-allegro-merger-process/ P - [558] Quantum Machines, “Quantum Machines Makes Second European Acquisition in Six Weeks as Quantum Closes In on Real-World Advantage,” Jun. 17, 2026. [Online]. Available: https://www.quantum-machines.co/
press-release/ Cquantum-machines-acquisition-pcb-engineering/ - [559] QuTech, “QuTech spinoff FrostByte raises €1.3 million for cryo-electronics for scalable quantum computers,” May 11, 2026. [Online]. Available: https://qutech.nl/
2026/ C05/ 11/ qutech-spinoff-frostbyte-raises-e1-3-million-for-cryo-electronics-for-scalable-quantum-computers/ - [560] M. Abdel-Kareem, “Rhonexum Raises $1M Pre-Seed to Solve the Quantum Cabling Bottleneck via Cryo-CMOS,” Quantum Computing Report, Mar. 18, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
rhonexum-raises-1m-pre-seed-to-solve-the-quantum-cabling-bottleneck-via-cryo-cmos/ P - [561] W. D. Oliver and S. Gustavsson, “Scalable control of quantum bits using baseband pulsing,” USPTO, Aug. 2026. [Online]. Available: https://patents.justia.com/
patent/ G12705525 - [562] Intel Corporation, “Technologies for Closed-Loop Qubit Calibration,” USPTO, Jul. 2026. [Online]. Available: https://patents.justia.com/
patent/ G20260187510 - [563] PatSnap, “Cryogenic CMOS Circuit Technology Landscape 2026,” Apr. 20, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ Pblog/ articles/ cryo-cmos-technology-landscape-2026/ - [564] C. Nayak, “Full stack ahead: Pioneering quantum hardware allows for controlling up to thousands of qubits at cryogenic temperatures,” Microsoft Research Blog, Jan. 27, 2021. [Online]. Available: https://www.microsoft.com/
en-us/ Cresearch/ blog/ full-stack-ahead-pioneering-quantum-hardware-allows-for-controlling-up-to-thousands-of-qubits-at-cryogenic-temperatures/ - [900] HRL Quantum Team and Microsoft collaborators, “Benchmarking exchange-only control of a 48-spin singlet manifold,” arXiv:2610.07393, Oct. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Цифровое управление на БОК-логике (4 K / mK)
Квантованные импульсы магнитного потока с ниобиевого цифрового кристалла, смонтированного flip-chip на кубитную пластину, выполняют вентили при милликельвинах, заменяя микроволновый коаксиал на каждый кубит.
Вердикт. Реально: один пятикубитный модуль с однокубитной точностью > 99%. Не доказано: двухкубитные вентили, считывание, потоковое смещение, устойчивость к отравлению квазичастицами за пределами пяти кубитов. Понизить, если к 2028 г. не появится БОК-модуль более чем на 20 кубитов.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг расстояния кода; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей, принятые в отчёте (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Логика на одиночных квантах магнитного потока (БОК) хранит бит как один квант потока Φ₀ = h/2e в сверхпроводящем контуре; переключающийся переход излучает импульс площадью Φ₀ — около 1 mV в течение 2 ps. Её быстрый вариант (RSFQ; Likharev & Semenov, 1991) создавался для классических вычислений при 4 K. Для управления кубитом последовательность импульсов, привязанная к периоду кубита, когерентно складывается в раби-поворот S[565]. В реализации 2026 года контроллер соединён с кубитами по технологии flip-chip при 10 mK D[304]. Более широкая область сверхпроводниковой электроники отслеживается в Superconductor Electronics Monitor P[56].
Атрибуты. Сродство к носителю: полностью изготавливаемый управляющий слой. Время / запутывание: неприменимо. Считывание: не продемонстрировано C[53]. Подвижность: отсутствует, посадка на бампы. Модальность управления @ размещение: микроволновый привод, синтезируемый цифровым способом при милликельвинах. Структура ошибки, как её видит код: паулиевская плюс коррелированные всплески отравления D[249]. Производство: многослойная ниобиевая литография.
Физика и пределы
Каждый импульс Φ₀ даёт кубиту фиксированный фазовый толчок, поэтому угол вентиля задаётся числом импульсов, а не аналоговой амплитудой. Переключение стоит всего ~I_cΦ₀ ≈ 10⁻¹⁹ J на событие; в бюджете камеры смешения — десятки µW при 20 mK — первыми ограничивают статическая мощность смещения БОК-схем и распределение смещения.
Нижний предел — разрушение куперовских пар: переключающиеся переходы излучают фотоны выше щели алюминия (2Δ ≈ 90 GHz), которые разрывают куперовские пары в плёнке кубита — это отравление квазичастицами, — вызывая спад T₁ и коррелированные всплески. По прогнозу, ограничение полосы импульсов драйвера устраняет этот механизм и приближает ошибку вентиля к 0.1% для резонансных последовательностей D[249]. Другие рычаги: ловушки квазичастиц, инженерия щели, поглотители миллиметрового диапазона.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее продемонстрированное (3 сентября 2026 г.): пятикубитный модуль SEEQC при 10 mK, однокубитная точность выше 99%, один цифровой вход, демультиплексируемый на несколько кубитов D[304]C[53]. Ни один БОК-результат не выходит за пределы пяти кубитов и не включает ни двухкубитного вентиля, ни цикла QEC.
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2014 | 4 544 потоковых ЦАП на кристалле для 512 кубитов через 56 проводов | D-Wave | D[430] |
| 2019 | Первый БОК-вентиль на трансмоне, ≈ 95% | Wisconsin / Syracuse | D[566] |
| 2023 | Драйвер на отдельном кристалле: 1.2(1)% ошибки на клиффорд, из них 0.96(2)% от отравления | Wisconsin, Syracuse, NIST | D[249] |
| 2026-03 | Пять кубитов, БОК-управление при 10 mK; точность однокубитных вентилей > 99%, пик 99.9% | SEEQC | D[304] |
| 2026-03 | Считывание по времени задержки флюксона, точность не сообщается | препринт | S[568] |
Доминирующий член ошибки: отравление квазичастицами в модуле 2023 года D[249]; для модуля SEEQC не раскрыт.
Производство, материалы и цепочка поставок
Управляющий кристалл — многослойная структура Nb/AlOx/Nb: восемь и более планаризованных ниобиевых слоёв, 10⁴–10⁶ переходов, — в отличие от алюминиевого кубитного процесса D[569]. Фабрик мало: MIT Lincoln Laboratory (линия SFQ5ee, кубитная фабрика SQUILL) C[570], ниобиевый процесс AIST с библиотеками ячеек D[571] и коммерческая фабрика SEEQC в Elmsford, штат New York C[572]. Выход годных требует разброса критического тока в единицы процентов на тысячах переходов. Экспортная уязвимость (правило BIS от 2024-09-06): ECCN 3A904, 3B904 и 4A906; позиция 3A901.a при буквальном прочтении охватывает только криогенные КМОП-схемы G[301]. Единые точки отказа: рефрижераторы растворения, посадка на индиевые бампы, установки напыления ниобия и CMP.
Сверхпроводниковая электроника интегрирует 1–10 млн переходов на cm² против более чем 10 млрд транзисторов на cm² в передовой КМОП-технологии (цифры из технологических статей MIT Lincoln Laboratory, на которые ссылаются авторы). Выигрыш на уровне проектирования — например, бестактовые ячейки xSFQ со встроенными усилителями разветвления (fan-out): в 2.7–3.4 раза меньше переходов на стандартных эталонных схемах, одна ячейка изготовлена по процессу SFQ5ee в MIT Lincoln Laboratory (плотность критического тока 10 kA/cm²) и проверена при 4.2 K — повышает функциональную плотность, но не плотность интеграции P[897].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Комнатнотемпературному управлению нужен примерно один коаксиал привода и одна потоковая линия на трансмон, так что предел ему задают сечение криостата и тепловая нагрузка; платформа класса KIDE предлагает > 4 000 ВЧ-линий для «более 1000 кубитов» Cфакт. БОК-управлению нужен тактовый сигнал плюс низкоскоростной поток инструкций D[304]. Считывание на БОК существует лишь как схема в препринте S[568]; потоковое смещение SEEQC относит к будущим работам C[53].
Роль в стеке
Архитектура: решётка сверхпроводниковых трансмонов. Узлу требуются литография сверхпроводниковых кубитов и flip-chip модули; он даёт холодную цифровую логику для криогенного декодера и потоковых ЦАП D-Wave D[430]. Холодные маршруты управления — крио-КМОП или БОК: крио-КМОП переиспользует коммерческие фабрики и средства проектирования; БОК нужна ниобиевая экосистема, чьи коммерческие инструменты заканчиваются на физической верификации. Конфликт с трансмоном — фотоны переключения, отравляющие кубит, — открыт: его подавление пока лишь прогнозируется D[249], а сообщение SEEQC 2026 года об отсутствии детектируемого отравления известно только из прессы C[53]. Вклад в производный такт: нейтральный — раунд синдрома остаётся 0.65 µs против измеренного цикла QEC 1.1 µs D[1]. Соседние пустые слоты: потоковое смещение на БОК, считывание на БОК.
Свидетельства — как измерены числа
Каждая заглавная цифра — это среднее по клиффордам из рандомизированного бенчмаркинга (RB) D[566]D[249]D[304]. RB предполагает марковские, не зависящие от вентиля ошибки, поэтому редкие коррелированные всплески усредняются в слегка ухудшенное среднее, и модуль может пройти проверку на 99.9%, порождая при этом коррелированные ошибки, которых декодеры не моделируют. Заявление SEEQC об «отсутствии детектируемого отравления квазичастицами» приводится только в прессе C[53]. Не сообщались: зарядовая чётность при непрерывном тактировании, T₁ при включённом и выключенном такте. Независимого воспроизведения нет: все авторы работы 2026 года — из SEEQC D[304]. Противоречия: «выше 99%» в аннотации D[304] против «выше 99.5%» в прессе C[53]; «нановатты на кубит» C[53] против ~1.6 µW на кубит в оценке 2026 года S[550]факт.
Пять кубитов, 10 мК и «нановатты на кубит» взяты из прессы [53], а не из аннотации статьи [304]. Документы S-1 SEEQC дают выручку $4,2 млн за 2025 год и $18,1 млн денежных средств на 2026-06-30 факт; стоимость компании взята из отраслевой прессы. Сверхпроводниковые возможности SkyWater выведены из упоминаний в отчёте 10-K D-Wave [492]. Не опубликовано: датированный китайский результат 2025–26 годов по SFQ-управлению кубитами, число патентных семейств по SFQ-управлению и размер размещения SEEQC (не заполнен в поправке к S-1 от 2026-09-11).
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| SEEQC | разработчик / фабрика | США | Модуль БОК-управления при mK; коммерческая Nb-фабрика | D[304]C[572] |
| IBM | интегратор | США | Интеграция БОК с SEEQC (QBI); собственное крио-КМОП-управление | P[54]C[527] |
| Wisconsin–Madison, Syracuse, NIST Boulder | исследования | США | Резонансное БОК-управление; исследование отравления | S[565]D[249] |
| MIT Lincoln Laboratory | фабрика | США | Процесс SFQ5ee; кубитная фабрика SQUILL | C[570] |
| D-Wave | разработчик (смежный) | Канада | Потоковые БОК-ЦАП на кристалле в отжигателях | D[430] |
| AIST, NEC | исследования / фабрика | Япония | Библиотеки ячеек на Nb; мультиплексированный контроллер при 4.2 K | D[571]C[567] |
Деньги.
- 2020-09-16 · SEEQC · раунд серии A · $22.4 M · EQT Ventures (лид) · закрыт C[572]
- 2025-01-16 · SEEQC · раунд роста · $30 M · SIP Global и другие · закрыт P[573]
- 2025-06-12 · SEEQC + IBM · интеграция БОК в рамках DARPA QBI, исполнитель — IBM G[65] · сумма не раскрыта · объявлено P[54]факт
- 2026-06-29 · SEEQC · форма S-1 для IPO на Nasdaq, параллельно соглашению о SPAC-слиянии с Allegro Merger Corp (оценка предприятия $1 B) · подана C[556]факт
- 2026-08-25 · SEEQC / Allegro · SPAC-слияние прекращено по соглашению об урегулировании: Allegro получает $6 M акциями по pre-money оценке $1.3 B при будущем IPO, продаже или привлечении ≥ $100 M · расторгнуто G[574]
Рынок и цепочка поставок. Рынка БОК-управления пока нет: один вендор, одна демонстрация. SkyWater — контрактная фабрика, упомянутая в отчётах D-Wave по форме 10-K G[492], — с июля 2026 г. принадлежит IonQ C[19]. Платят за это G3 и G4; G7 — во вторую очередь.
Интеллектуальная собственность и стандарты. SEEQC владеет патентами Hypres на схемотехнику БОК и ниобиевый процесс, переданными при её выделении в 2019 г. C[572]. Стандартов на БОК-управление нет; общие проектные базы — библиотека ячеек AIST D[571] и наборы проектных данных MIT-LL C[570].
Дорожные карты и послужной список. SEEQC: милликельвиновое БОК-управление (обещано на 2021–22 · поставлено 2026-03 на пяти кубитах) D[304]; потоковое управление и считывание на кристалле (объявлено 2026-03 · без даты) C[53].
Стратегическое прочтение. Ниобиевые технологические мощности сосредоточены у SEEQC и, через Lincoln Laboratory, у правительства США. Из холодных маршрутов, крио-КМОП или БОК, более весомые результаты у крио-КМОП: демонстрация QEC под управлением крио-КМОП-контроллера при 4 K D[190] и паритет с тёплой электроникой на процессоре IBM C[527]; у БОК — однокубитные вентили на пяти кубитах от одной группы D[304].
Перспективы и открытые вопросы
Подтверждают, если до конца 2027 г. какая-либо группа опубликует двухкубитный вентиль с приводом от БОК и ошибкой ниже 1%, управляемое БОК устройство более чем на десять кубитов или многочасовые данные по зарядовой чётности без коррелированных с тактом всплесков. Понижают, если к концу 2028 г. ни один БОК-модуль не превысит двадцати кубитов либо разложение ошибки покажет отравление выше 0.1% на клиффорд. Открытые вопросы: переживёт ли «отсутствие детектируемого отравления» непрерывное тактирование при скважностях, характерных для QEC? Способно ли потоковое смещение на БОК обеспечить стабильность по постоянному току, необходимую трансмонам?
Литература
- [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
- [19] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of SkyWater Technology,” Jul. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [53] M. Abdel-Kareem, “SEEQC Reports Integrated Qubit Control Logic Operating at Millikelvin Temperatures,” Quantum Computing Report, Mar. 21, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
seeqc-reports-integrated-qubit-control-logic-operating-at-millikelvin-temperatures/ C - [54] M. Abdel-Kareem, “SEEQC and IBM Collaborate on SFQ Control Integration Under DARPA's Quantum Benchmarking Initiative,” Quantum Computing Report, Jun. 12, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
seeqc-and-ibm-collaborate-on-sfq-control-integration-under-darpas-quantum-benchmarking-initiative/ P - [56] R. Neeman, “Superconductor Electronics Monitor,” Qodeh, 2026, doi: 10.5281/zenodo.21860767. [Online]. Available: https://qodeh.com/
publications/ Psuperconductor-electronics-monitor-2026/ - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [190] Members of the HRL Quantum Team and Collaborators, “A digitally controlled silicon quantum processing unit,” arXiv:2604.16216, Apr. 2026. D
- [249] C. Liu et al., “Single Flux Quantum-Based Digital Control of Superconducting Qubits in a Multichip Module,” PRX Quantum, vol. 4, no. 3, Art. no. 030310, Jul. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.030310. D
- [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [304] C. Jordan et al., “A quantum computer controlled by superconducting digital electronics at millikelvin temperature,” Nat. Electron., vol. 9, no. 3, pp. 287–294, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41928-026-01576-6. D
- [430] P. I. Bunyk et al., “Architectural considerations in the design of a superconducting quantum annealing processor,” arXiv:1401.5504, Jan. 2014. D
- [492] U.S. Securities and Exchange Commission, “EDGAR full-text search: ‘SkyWater’ in D-Wave Quantum Inc. 10-K filings,” SEC EDGAR Full-Text Search, Feb. 26, 2026. [Online]. Available: https://efts.sec.gov/
LATEST/ Gsearch-index?q=%22SkyWater%22&forms=10-K&ciks=0001907982 - [527] A. Noori et al., “A Cryo-CMOS Control System for Large-Scale Superconducting Qubit Quantum Computing: Part 2,” IBM Research, Mar. 16, 2026. [Online]. Available: https://research.ibm.com/
publications/ Ca-cryo-cmos-control-system-for-large-scale-superconducting-qubit-quantum-computing-part-2 - [550] S. Kawabata, “Integration and Resource Estimation of Cryoelectronics for Superconducting Fault-Tolerant Quantum Computers,” arXiv:2601.03922, Jan. 2026. S
- [556] SEEQC, “SEEQC Files Registration Statement for Proposed Initial Public Offering,” Business Wire, Jun. 29, 2026. [Online]. Available: https://www.businesswire.com/
news/ Chome/ 20260629077919/ en/ SEEQC-Files-Registration-Statement-for-Proposed-Initial-Public-Offering - [565] R. McDermott and M. G. Vavilov, “Accurate Qubit Control with Single Flux Quantum Pulses,” Phys. Rev. Appl., vol. 2, no. 1, Art. no. 014007, Jul. 2014, doi: 10.1103/PhysRevApplied.2.014007. S
- [566] E. Leonard et al., “Digital Coherent Control of a Superconducting Qubit,” Phys. Rev. Appl., vol. 11, no. 1, Art. no. 014009, Jan. 2019, doi: 10.1103/PhysRevApplied.11.014009. arXiv:1806.07930. D
- [567] AIST; Yokohama National University; Tohoku University; NEC, “Successful demonstration of a superconducting circuit for qubit control within large-scale quantum computer systems,” NEC Press Releases, Jun. 3, 2024. [Online]. Available: https://www.nec.com/
en/ Cpress/ 202406/ global_20240603_02.html - [568] S. Kamimura, A. Taguchi, M. Tanaka, and T. Yamamoto, “Fluxon Time-Delay Readout of a Superconducting Qubit Protected by a Spectral Gap in a Josephson Transmission Line,” arXiv:2603.13175, Mar. 2026. S
- [569] S. K. Tolpygo, “Superconductor Digital Electronics: Scalability and Energy Efficiency Issues,” arXiv:1602.03546, Feb. 2016. D
- [570] MIT Lincoln Laboratory, “SQUILL Foundry.” [Online]. Available: https://www.ll.mit.edu/
r-d/ Cprojects/ squill-foundry - [571] T. Yamae et al., “Rapid single-flux-quantum and adiabatic quantum-flux-parametron cell libraries using a 1 kA/cm2 niobium fabrication process,” Scientific Reports, vol. 15, Art. no. 41429, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41598-025-20666-7. D
- [572] SEEQC, “SEEQC Secures $22.4 Million In Series A Round; Strategic Investment Led By EQT Ventures,” Sep. 16, 2020. [Online]. Available: https://seeqc.com/
resources/ Cseeqc-secures-22.4-million-in-series-a-round-strategic-investment-led-by-eqt-ventures - [573] SIP Global Partners, “SIP Global Partners Participates in $30M Round for SEEQC, Developer of the World's First Full-Stack Processor for Quantum Computers,” PRWeb, Jan. 16, 2025. [Online]. Available: https://www.prweb.com/
releases/ Psip-global-partners-participates-in-30m-round-for-seeqc-developer-of-the-worlds-first-full-stack-processor-for-quantum-computers-302352970.html - [574] Allegro Merger Corp.; SeeQC, Inc., “Settlement, Termination and Release Agreement,” U.S. Securities and Exchange Commission (EDGAR), Aug. 2026. [Online]. Available: https://www.sec.gov/
Archives/ Gedgar/ data/ 1779977/ 000121390026095175/ ea028847004ex2-2.htm - [897] P. Papanikolaou, A. Vanasse, H. Jin, G. Tzimpragos, and J. Volk, “Duplication-aware retiming and cell interface redesign for superconductor circuit minimization,” arXiv:2610.02333, Oct. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
СВЧ-управление, интегрированное в чип (ионы)
Возбуждение вентилей на ионах синтезируется как электрические сигналы и подводится проводниками внутри чипа ловушки, а не лазерными лучами.
Вердикт. Рекорды точности реальны, но получены на двух ионах; заявление о разводке «~200 источников на 1 000 кубитов» остаётся проектным исследованием 2023 г., и по состоянию на 2026-09-03 не опубликовано ни одного многозонного устройства с интегрированным на чипе СВЧ-управлением.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (стадия A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей отчёта (см. Участники и экономика).
Сущность и происхождение
Слой управления безлазерной ионной машины: электроника, формирующая возбуждение кубита, проводники чипа, излучающие его, и разводка между ними. Сверхтонкие расщепления лежат в диапазоне 1–13 GHz, так что длина волны превышает размеры всей ловушки и ничего не фокусируется. Адресация либо геометрическая — через ближнее поле дорожки, отстоящей от иона на десятки микрометров, — либо спектральная, когда статический магнитный градиент даёт каждому иону собственный резонанс. Одно семейство происходит от ближнепольных вентилей NIST Boulder начала 2010-х и сегодня развивается силами Oxford Ionics внутри IonQ; другое — это связь, наводимая магнитным градиентом, по Wunderlich из Siegen, коммерциализованная eleQtron под маркой MAGIC.
Атрибуты: сродство к носителю 1.0, полностью изготавливаемое — ион естественен, всё, чем владеет этот узел, литографично; собственного характерного времени и собственного запутывающего действия нет; считывания нет, флуоресценция остаётся оптической; подвижности нет, структура статична, а ионы транспортируются мимо неё; модальность СВЧ, размещение при комнатной температуре, на чипе только разводка; паулиевская структура ошибок, собственного канала утечки (leakage) нет; производство класса МЭМС, многослойный металлический стек поверхностных электродов. Узел датируется 2024 г., когда появились однокубитный вентиль с ошибкой ниже одной миллионной D[103] и первый поставленный заказчику демонстратор MAGIC C[590].
Физика и пределы
Фотон 10 GHz несёт ~40 µeV против ~2 eV у оптического рамановского фотона. Возбуждение через виртуальное возбуждённое состояние оплачивается спонтанным рассеянием, которое устанавливает для лазерных вентилей предел около 10⁻⁴ и переводит часть этой ошибки в утечку (leakage); СВЧ-возбуждение не задействует возбуждённых состояний, поэтому это слагаемое исчезает. Остаётся классика — амплитудный и фазовый шум источника, шум магнитного поля, дрейф калибровки, — отсюда предел 1.5(4)×10⁻⁷ на клиффорд на кубите на часовом переходе ⁴³Ca⁺ при T₂ ≈ 70 s, при комнатной температуре, без магнитного экранирования, с ошибкой калибровки ниже 10⁻⁸ D[103].
Счёт выставляется в амперах: спин-колебательная связь — запутывающий ингредиент, разобранный в родственной справке по вентилю, — требует градиента, а градиент в точке иона означает амперы в микронах от него. Отсюда три следствия. Омические потери, поскольку глубина скин-слоя меди на 10 GHz субмикронна, а тепло выделяется в том самом чипе, который держит ион; глобальный охват, поскольку каждый ион видит возбуждение, длина волны которого много больше ловушки, так что селективность приходится строить из разводки или частотного разнесения; и наводимый возбуждением нагрев движения, который проявляется не как ошибка управления, а позже — как ухудшенный запутывающий вентиль. Сверхпроводящие дорожки и коммутация на чипе, оставляющая невыбранные зоны холодными, сдвинули бы этот предел.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2023-05-22 | 1 000 полностью связанных кубитов от ~200 источников сигнала (проект) | Malinowski, Allcock, Ballance (Oxford Ionics) | S[325] |
| 2023-05-22 | Прогноз ~40–2 600 вентильных слоёв в секунду | Oxford Ionics | S[325] |
| 2024-05-30 | Поставлен первый демонстратор MAGIC, 10 кубитов, Гамбург | eleQtron / NXP / ParityQC | C[590] |
| 2024-12-05 | Однокубитная ошибка 1.5(4)×10⁻⁷ на клиффорд, без магнитного экранирования | Oxford (группа Lucas) | D[103] |
| 2025-10-20 | Двухкубитная ошибка 8.4(7)×10⁻⁵, без охлаждения в основное состояние | Oxford Ionics / IonQ | D[102] |
Каждый рекорд выше получен на одном или двух ионах в лабораторной ловушке; ни одно публично известное устройство не возбуждает восемь и более зон от интегрированных на чипе проводников. Крупнейшая находящаяся в эксплуатации ионная машина — 98-ионный Helios — управляется лазерами, имеет 1 228 электродов и ≥7 длин волн и тратит ~55 ms на слой полной ширины на транспорт, сортировку и охлаждение при длительности вентиля ~70 µs D[97]. Доминирующее слагаемое ошибки в оксфордском эксперименте — декогеренция плюс утечка (leakage) и измерение, а не электроника возбуждения D[103]; на системном масштабе им должны стать перекрёстные помехи и наводимый возбуждением нагрев, но ни то, ни другое не опубликовано.
Производство, материалы и цепочка поставок
Чип представляет собой ВЧ-схему, которая по совместительству удерживает ионы: слои металлизации с верхним слоем, рассчитанным на ~1 А на гигагерцевых частотах, переходные отверстия, уводящие разветвление цепей постоянного тока с обращённой к иону поверхности, и — в WISE — коммутирующие приборы, интегрированные в форме, «совместимой с ограничениями его изготовления и эксплуатации», при том что синтез сигнала вынесен наружу S[325]. Это спецификация полупроводниковой фабрики, а не оптической мастерской, и она объясняет распределение капитала лучше любого слайда дорожной карты. IonQ купила Oxford Ionics за $1.075 B (закрыто 2025-09-17) факт, затем 200-mm фабрику SkyWater за ~$1.8 B (закрыто 2026-07-31) факт, раскрыв при этом лишь «основанный на полупроводниках подход к производству» C[19]. В Германии разделение закреплено контрактом: eleQtron делает ловушку и аппаратуру MAGIC, NXP — электронику управления и регулирования, ParityQC — архитектурный слой G[327].
Ни выхода годных, ни однородности, ни стоимости в расчёте на кубит для СВЧ-чипа ловушки публично не известно по состоянию на 2026-09-03. Единственное поддающееся цитированию соотношение — 0.2 источника сигнала на кубит при 1 000 кубитов S[325] против позонного оптического тракта и ≥7 длин волн у лазерной системы D[97]. Единые точки отказа находятся в изготовлении ловушек — Sandia, Infineon, собственное производство Honeywell, кэптивная SkyWater у IonQ, — а не в серийной СВЧ-цепочке; экспортная уязвимость проходит через американский квантовый экспортный контроль сентября 2024 г., ECCN не верифицирован.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
На кубит: один тон в диапазоне 1–13 GHz с субмиллирадианным управлением фазой, плюс постоянные напряжения ловушки и стабильное магнитное окружение. Наивная реализация даёт по одному синтезатору, усилителю и коаксиальному вводу на зону, и машину останавливают на нескольких сотнях именно число вводов и тепловая нагрузка, а не кубиты. WISE отвечает демультиплексированием — синтез при комнатной температуре, простые ключи на чипе, один общий мощный сигнал, разветвляемый на выбранную зону, — что даёт ~200 источников на 1 000 кубитов при 40–2 600 слоёв в секунду S[325]. Это тот же ход, который делает сверхпроводниковое цифровое управление, когда один цифровой вход питает несколько кубитов D[304].
На 10³ кубитах связывающий вопрос — способен ли ключ на чипе находиться в микрометрах от иона, не заряжая диэлектрики и не добавляя шума электрического поля: не опубликовано, и это здесь несущая неизвестность. На 10⁴ стена тепловая: параллельные вентили, рассеивающие каждый от десятков милливатт до ватт, не могут работать вместе в ловушке при 4 K с бюджетом охлаждения в один ватт, так что параллелизм разменивается на тактовую частоту; работа при комнатной температуре, на которой поставлен рекорд, этого избегает ценой более высокого аномального нагрева D[103]. На 10⁶ ничего опубликованного не применимо; потребуется гигагерцевый синтез на самом чипе. Задержка остаётся комфортной: вентили длительностью 10–1 000 µs оставляют управлению на ПЛИС (FPGA) три порядка запаса — картина, обратная сверхпроводниковому случаю.
Роль в стеке
Узел лежит на архитектуре Ионы в ловушках — электронное управление кубитами (СВЧ / РЧ вентили) (IonQ/Oxford Ionics, eleQtron) и служит альтернативным управлением архитектуры Ионы в ловушках — QCCD (транспорт между зонами) (Universal Quantum). Реестр числит 8 машин, использующих его, среди них JION, QSea I, QUARTET и iQPU / UQConnect. Он требует микроизготовления ионной ловушки с поверхностными электродами, а именно токоведущих дорожек; он даёт источники сигнала для электронного ближнепольного СВЧ-вентиля; он заменяет лазерное управление ионами. Цена перехода очерчена точно: вентильные лазеры уходят, но лазеры охлаждения, подготовки состояния и считывания остаются, так что «безлазерная» машина всё равно несёт оптику, чип ловушки превращается в задачу СВЧ-проектирования, а выбор сорта ионов сужается до ионов со сверхтонкой структурой и пригодным часовым переходом. Здесь естественный носитель управляется целиком изготавливаемой управляющей структурой: производственная нагрузка переносится с кубита на окружающий его чип.
Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс: 1.5×10⁻³ с — семь слоёв сегодняшнего электронного вентиля плюс считывание и сброс, без транспорта — против ~5.5×10⁻² с на машине транспортного типа вроде Helios D[97]. Соседние пустые слоты: криогенный синтез СВЧ на чипе; аттестованный для ловушки токовый ключ на чипе с опубликованным спектром шума электрического поля; сверхпроводниковые токоведущие дорожки в ионной ловушке.
Свидетельства — как измерены числа
Цифра 10⁻⁷ получена рандомизированным бенчмаркингом, причём спад на один клиффорд сопоставим с медленным дрейфом, так что она говорит о долговременной стабильности и о модели утечки (leakage) и ошибок приготовления и измерения (SPAM) не меньше, чем о самом вентиле D[103]. Бенчмаркинг здесь не улавливает перекрёстных помех на ионы-наблюдатели от глобального дальнего поля, переменных зеемановских сдвигов у соседей и наводимого возбуждением нагрева, который всплывает лишь в последующем запутывающем вентиле. Для устройства с интегрированным на чипе СВЧ-управлением не существует ни одновременного рандомизированного бенчмаркинга, ни бенчмаркинга перекрёстных помех (crosstalk-RB), ни циклического бенчмаркинга, а двухкубитный результат 8.4(7)×10⁻⁵ не имеет независимого воспроизведения по состоянию на 2026-09-03 D[102]. Две проблемы с источниками: основной отчёт приписывает длительности вентиля 225.8 µs (2025) и ≈120 µs (2024) статье, в аннотации которой нет ни той, ни другой, поэтому они приводятся так, как сообщены; а число источников и темп слоёв у WISE — архитектурные оценки S[325], а не измерения.
Не опубликовано: стоимость контракта Universal Quantum с DLR, её финансирование и статус в 2025–2026 годах; стоимость контрактов QSea I и QSea II в евро; число патентов по трём семействам; и стоимость на кубит или выход годных для микроволновых чипов-ловушек.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| IonQ (вкл. Oxford Ionics) | разработчик | США / Великобритания | Интегрированное на чипе СВЧ-управление; электронный двухкубитный вентиль на уровне 8.4(7)×10⁻⁵; владеет WISE | D[102], S[325] |
| eleQtron | разработчик | Германия | Статический градиент MAGIC плюс глобальное СВЧ-поле; строит процессор QSea | C[590] |
| NXP Semiconductors | поставщик | Нидерланды / Германия | Электроника управления и регулирования для демонстраторов QSea | G[327] |
| ParityQC | поставщик | Австрия | Архитектурный и алгоритмический слой для QSea | G[327] |
| DLR Quantum Computing Initiative | пользователь / грантодатель | Германия | QSea I, 2023-03-01 → 2027-02-28, демонстратор в Гамбурге | G[327] |
| SkyWater Technology | поставщик (кэптивный) | США | 200-mm фабрика, приобретена IonQ, сделка закрыта 2026-07-31 | факт |
| Oxford (группа Lucas) | исследования | Великобритания | Однокубитный рекорд 1.5(4)×10⁻⁷ с СВЧ-резонатором на чипе | D[103] |
| Universal Quantum | разработчик | Великобритания | Глобальное СВЧ-поле плюс магнитные градиенты; ни одной датированной цифры не подтверждено | — |
| Quantinuum | конкурент | США | Лазерное управление на масштабе, 1 228 электродов, ≥7 длин волн | D[97] |
| DARPA (QBI) | грантодатель | США | В стадию A входила Oxford Ionics; в стадию B входит IonQ | факт |
Деньги.
- 2023-03-01 · DLR QCI с eleQtron, NXP, ParityQC · контракт QSea I до 2027-02-28 · сумма не раскрыта · действует G[327]
- 2024-05-30 · eleQtron, NXP, ParityQC · демонстратор QSea I поставлен, Гамбург · сумма не указана · поставлен C[590]
- 2025-06-09 · IonQ · M&A, Oxford Ionics · $1.075 B · закрыто 2025-09-17 факт
- 2025-07-08 / 2025-10-12 · IonQ · размещение акций · $1.0 B, затем $2.0 B по $93/акцию · денежные средства $3.0 B, выручка Q2-2026 $80.1 M · закрыто факт
- 2025-11-06 · DARPA · стадия B QBI, в т. ч. IonQ · до $15 M на участника · объявлено факт
- 2026-01-26 · IonQ · M&A, SkyWater · ~$1.8 B ($15.00 деньгами + 0.4883 акции за акцию) · закрыто 2026-07-31 факт
- 2026-05-05 · eleQtron · раунд серии A · €57 M, портфель заказов €54 M · закрыто C[129]факт
Рынок и цепочка поставок. Обеспечивающее оборудование — это синтез и усиление СВЧ: AWG и прямые цифровые источники, усилители на GaN/GaAs, коаксиальные вводы, — серийная база двойного назначения, где у поставщиков почти нет переговорной силы, в отличие от олигополии узкополосных лазеров, необходимых оптическим машинам. Риск концентрации смещается вверх по цепочке — в многослойное изготовление ловушек, сегмент, который IonQ забрала внутрь; удельная экономика не раскрыта. G3 (ранняя отказоустойчивость) оплачивает это через точность вентилей, а G7 (развёртываемые системы) — через устранение оптического стола вентильных лазеров; G4 платит позже, G1 и G6 не платят вовсе.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Релевантные семейства — заявки Oxford Ionics по электронному управлению кубитами (линия Ballance/Malinowski с 2019 г., ныне переуступленные IonQ), зигенское семейство по магнитному градиенту, лежащее в основе MAGIC, и заявки Universal Quantum по модульному СВЧ-подходу. Датированный запрос к патентной базе не выполнялся, поэтому никакого количества не утверждается; ни судебных разбирательств, ни стандартов, ни открытого программного стека, специфичных для СВЧ-управления ионами, нет.
Дорожные карты и послужной список. IonQ (обещано 2025-06-13 · на 2026 г. · 256 кубитов с точностью 99.99% · сдвинуто на ввод в эксплуатацию в первом полугодии 2027 г.); IonQ (обещано 2025-06-13 · на 2027 г. · 10 000 физических кубитов на одном чипе · данных по многозонному интегрированному на чипе СВЧ-устройству на 2026-09-03 нет); IonQ (обещано 2025-06-13 · на 2030 г. · 2 M физических / 40–80 k логических) Rфакт; eleQtron совместно с DLR (обещано 2023-03 · на первый год · демонстратор MAGIC в Гамбурге · поставлен 2024-05-30), QSea II (на 2027-02-28 · пригодный для промышленности преемник · публичного целевого показателя нет) G[327]C[590]. Физика вентилей у IonQ — лучшая в мире, и её заявления по компонентам подтверждались; заявления по масштабу — нет: дорожная карта 2020 г. промахнулась по 4 000 кубитов к 2026 г. примерно в 40 раз, а архитектура, стоящая за обещанием в 10 000 кубитов, до сих пор существует только на бумаге. eleQtron невелика и поставила то, о чём договаривалась, — правда, поставкой был демонстратор, а не рекорд точности.
Стратегическое прочтение. Если это заработает на 10³ ионов, стоимость достанется тому, кто владеет аттестованной линией многослойных ловушек плюс командой ВЧ-проектирования; IonQ купила и то, и другое, а NXP даёт европейской линии ту же связку без вертикальной интеграции. Проигрывают лазерная цепочка поставок и интеграционное преимущество оптических старожилов, поскольку 1 228 электродов и семь длин волн Helios на СВЧ-чип не переносятся D[97]. Угроза замещения действует и в обратную сторону с той же силой — лазерное управление отработало на 98 ионах с полной связностью, СВЧ-управление — на 30, в JION, без раскрытой точности вентилей, — так что узел меняет доказанный масштаб на лучший предел ошибки и лучшую асимптотику разводки.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если до 2027-12 будет опубликовано устройство с ≥8 зонами, возбуждаемыми интегрированными на чипе проводниками, с цифрами перекрёстных помех по одновременному RB; если IonQ введёт в эксплуатацию 256 кубитов с точностью 99.99% в первом полугодии 2027 г. по бенчмаркингу на полном регистре, а не попарному; или если eleQtron опубликует точность QSea II до 2027-02-28. Понизить, если к концу 2027 г. многозонное устройство не появится или если первое такое устройство сообщит о наводимом возбуждением нагреве, вынуждающем ставить по одному источнику на зону, поскольку тогда преимущество в разводке испаряется. Лучший сценарий к 2029 г.: регистр на 10³ ионов, разведённый коммутацией на чипе при ~200 источниках, двухкубитная ошибка около 10⁻⁴, вентильных лазеров нет. Худший сценарий: рекорды устоят, а архитектура нет, и СВЧ-управление выживет как однокубитный слой оптически запутываемой машины.
Открытые вопросы. (1) Сколько аномального нагрева вносят токи возбуждения при градиентах, нужных для запутывающего вентиля? (2) Может ли ключ на чипе работать в микрометрах от иона без зарядки диэлектриков? (3) Комнатная температура или 4 K, если меньший нагрев не даёт запаса для параллельного возбуждения? (4) Масштабируется ли частотная адресация дальше ~10 ионов в цепочке? (5) В статическом регистре производный такт ограничен вентилем или транспортом?
Литература
- [19] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of SkyWater Technology,” Jul. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [97] A. Ransford et al., “A 98-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all connectivity,” Nature, vol. 655, no. 8121, pp. 81–86, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10676-4. arXiv:2511.05465. D
- [102] A. C. Hughes et al., “Trapped-ion two-qubit gates with >99.99% fidelity without ground-state cooling,” arXiv:2510.17286, Oct. 2025. D
- [103] M. C. Smith, A. D. Leu, K. Miyanishi, M. F. Gely, and D. M. Lucas, “Single-qubit gates with errors at the 10⁻⁷ level,” Phys. Rev. Lett., vol. 134, no. 23, Art. no. 230601, Jun. 2025, doi: 10.1103/42w2-6ccy. arXiv:2412.04421. D
- [129] A. Cordes, “Quantum computing scale-up eleQtron secures €57 million in one of the largest Series A funding rounds worldwide,” eleQtron, May 5, 2026. [Online]. Available: https://eleqtron.com/
en/ Cquantum-computing-scale-up-eleqtron-secures-57-million-in-one-of-the-largest-series-a-funding-rounds-worldwide/ - [304] C. Jordan et al., “A quantum computer controlled by superconducting digital electronics at millikelvin temperature,” Nat. Electron., vol. 9, no. 3, pp. 287–294, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41928-026-01576-6. D
- [325] M. Malinowski, D. Allcock, and C. Ballance, “How to Wire a 1000-Qubit Trapped-Ion Quantum Computer,” PRX Quantum, vol. 4, no. 4, Art. no. 040313, Oct. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.040313. arXiv:2305.12773. S
- [327] German Aerospace Center (DLR), “QSea I – Quantum computer demonstrator with 10 ion trap qubits,” DLR Quantum Computing Initiative. [Online]. Available: https://qci.dlr.de/
en/ Gqsea-i/ - [590] NXP Semiconductors, “NXP, eleQtron and ParityQC Reveal their First Quantum Computing Demonstrator for the DLR Quantum Computing Initiative,” NXP Newsroom, May 30, 2024. [Online]. Available: https://www.nxp.com/
company/ Cabout-nxp/ newsroom/ NW-NXP-ELEQTRON-AND-PARITYQC-FIRST-QUANTUM
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Пинцеты от ФИС / интегральная оптика для атомов
Формирование, разводка и сбор света, который удерживает, адресует и отображает одиночные атомы, — на фотонной интегральной схеме вместо оптики свободного пространства.
Вердикт. Четыре атома захвачены светом с чипа, пятьдесят адресованы через чип, вентилей ни там, ни там — ноль. Пока ФИС не удерживает атомы достаточно далеко от собственной поверхности, чтобы шли ридберговские вентили, это вопрос компоновки, а не путь масштабирования.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Перенести на фотонный чип ту оптику, которая удерживает и адресует одиночные атомы, — линзы, модуляторы и дефлекторы, разложенные на оптической плите метрового масштаба. Под одним узлом прячутся две функции, и формированием ловушек является только первая: излучение света пинцетов с чипа (Pasqal, четыре атома рубидия, время жизни ~27.5 s, август 2026 г. C[330]) и связывание атомов в ловушках с фотоникой на чипе ради получения изображений и сбора света (Chicago, 64 пинцета в свободном пространстве над более чем 100 нанофотонными резонаторами D[579]; массив стеклянных волноводов на 784 канала с 50 атомами D[580]). Реконфигурацию ловушек на чипе не показал никто.
Управление и изготовление: оптическое управление при комнатной температуре со стороны фотонной ИС — обёртка вокруг природного носителя, которым она сама никогда не станет. Структура ошибок: когерентная — потери при вводе излучения, перекрёстные помехи (измеренные 0.4% D[580]) и наведённые поверхностью световые сдвиги, а не декогеренция.
Физика и пределы
Рубидиевому пинцету нужна глубина порядка милликельвина: несколько милливатт, сфокусированных в перетяжку микронного размера при высокой числовой апертуре. Решёточный или метаповерхностный излучатель это обеспечивает, а время жизни у Pasqal совпадает с её же объёмными системами C[330] — значит, первой стеной оказываются не потери при вводе. Следующей идёт мощность: тысяча ловушек — это уже ватты на чипе, где раньше всего связывают рассеянный свет и нагрев элементов ввода.
Первая стена — сама поверхность. Ридберговские состояния колоссально поляризуемы, поэтому паразитные поля от адсорбатов и излучение чёрного тела от близкого диэлектрика сдвигают и уширяют ту самую линию, на которой держится любой двухкубитный вентиль нейтральных атомов. В Chicago атомы удерживают в нескольких сотнях нанометров над чипом ради связи с резонатором D[579] — превосходно для сбора фотонов и безнадёжно для вентиля на блокаде. Чип, формирующий ловушку, обязан выносить свой фокус на десятки-сотни микрон от самого себя, растрачивая значительную часть выигрыша по занимаемой площади. Вторая стена — реконфигурация: скрещённые дефлекторы сканируют непрерывно и уже выше ~10⁴ атомов упираются в полосу пропускания, тогда как коммутация на чипе бывает либо термооптической (микросекунды-миллисекунды, по милливатту рассеиваемой мощности на элемент), либо электрооптической на ниобате лития (наносекунды, но потери выше, и до качества, пригодного для ловушек, она пока не дотягивает). Пол сдвигают две вещи: пассивация поверхности, позволяющая атомам сидеть ближе, и малопотерьная коммутационная матрица, обгоняющая дефлекторы по темпу перестроения.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2024-07 | 64 пинцета над более чем 100 нанофотонными резонаторами, точность (fidelity) получения изображения 99.2%, атомы в нескольких сотнях нм над поверхностью | University of Chicago | D[579] |
| 2026-08 | 4 атома Rb, удерживаемые светом с SiN-чипа, время жизни ~27.5 s, заявлено как соответствие объёмной оптике | Pasqal | C[330] |
| 2026-08 | 50 адресуемых атомов ⁸⁷Rb через массив стеклянных волноводов: перекрёстные помехи 0.4%, вносимые потери 2.9 dB, заполнение 93%, восполнение потерь с частотой 118 Hz, чип на 784 канала | USTC | D[580] |
По числу атомов это на два-три порядка ниже систем со свободной оптикой, и нигде через ловушку, сформированную чипом, не выполнялись ни вентиль, ни транспорт. Самое сильное свидетельство масштабируемости — чип на 784 канала, но он атомы адресует, а не удерживает.
Со стороны источников света гибридно-интегрированная микрогребёнка на 780 nm (резонаторы из Si₃N₄ на 150 mm пластинах, лазерные диоды A3B5 с самоинжекционной синхронизацией), стабилизированная по ⁸⁵Rb, в 2026 году сформировала оптическую решётку и рамановскую связь в конденсате Бозе–Эйнштейна ⁸⁷Rb P[886]. Свет генерировался на чипе, но доставлялся через свободное пространство и управлял квантовым газом, а не кубитами: ни ловушки, ни вентиля на свете, генерируемом чипом, здесь не было.
Производство, материалы и цепочка поставок
Техпроцессы фотонных ИС на нитриде кремния; в 50-атомном массиве использованы стеклянные волноводы D[580]. Фотоника Pasqal получена вместе с Aeponyx по нераскрытой цене менее чем за 18 месяцев до релиза августа 2026 г., партнёр-фабрика не назван C[581]. Ближайшие коммерческие мощности: пилотная линия PIXEurope у imec (~EUR 400 M, 2024-11-24) и подразделение Quantum Technology Solutions у GlobalFoundries (письмо о намерениях по CHIPS на $375 M, 2026-05-21) — обе называют фотонику в числе выпускаемого, ни одна не называет атомные ловушки G[582]G[353]. Поставщики тонкоплёночного ниобата лития HyperLight и Lightium — кандидаты на тот случай, если требованием станет быстрая коммутация P[518]. Ни выхода годных, ни стоимости канала, ни категории экспортного контроля для фотоники атомных ловушек по состоянию на 2026-09-04 не найдено.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Заявленное преимущество — занимаемая площадь: Pasqal утверждает, что при разводке света ловушек по чипу оптика становится компактнее до 50× C[330]. На четырёх атомах вся нагрузка — несколько волоконных вводов; вопрос начинается на сотнях, где он превращается в мощность на канал, число волокон, вводимых в вакуум, и полосу коммутации, — из этого не опубликовано ничего. Единственные данные о числе каналов — чип на 784 канала с вносимыми потерями 2.9 dB D[580]. Чип снимает с системы нагрузку по юстировке и уходу оптического стола и добавляет фиксированную геометрию — до тех пор, пока в него не интегрированы коммутаторы.
Роль в стеке
Технология заменяет оптику пинцетов и адресации в свободном пространстве на архитектуре нейтральных атомов щелочных элементов (Pasqal, QuEra, Infleqtion) и требует под собой техпроцесса фотонных ИС, не давая при этом ни собственной связности, ни вентиля, ни кода. Вклад в производный такт сегодня нулевой; при масштабировании коммутация на чипе может стать новым слагаемым такта, если не догонит дефлекторы по перестроению, — эффект, прямо противоположный задуманному. Та же картина складывается на ионной стороне, где Sandia поставляет Quantinuum интегральную фотонику для доставки лазерного излучения G[501]. Соседние пустые слоты: вентиль через ловушку, сформированную чипом, и транспорт на чипе.
Свидетельства — как измерены числа
Время жизни и прогноз сокращения площади в 50× сообщены самой компанией и не воспроизведены, а «соответствие объёмной оптике» измерено относительно её же собственных систем, а не внешнего эталона C[330]. За результатами Chicago и USTC не стоит никакой вендорской дорожной карты, и ни один из них не приводит точности вентиля — просто потому, что вентиль не выполнялся. Ничто из опубликованного не измеряет самого важного: глубины ловушки, стабильности положения и сдвига ридберговской линии как функции расстояния от поверхности чипа.
Глубины ловушек порядка милликельвинов и мощности порядка милливатта на ловушку — стандартные оценки для пинцетов, а не значения из источников по чипам. Не опубликовано: цена и дата закрытия сделки по Aeponyx (указано лишь «менее 18 месяцев» до 2026-08-10); расчёт за прогнозом Pasqal о 50-кратном сокращении площади; и выход годных, стоимость канала и экспортная классификация фотоники для атомных ловушек.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Pasqal | разработчик | Франция | Единственная демонстрация атомных ловушек, сформированных чипом | C[330] |
| Aeponyx | поставщик | Канада | SiN-фотоника в основе чипа Pasqal; поглощена | C[581] |
| University of Chicago | исследования | США | Массив атомов над нанофотонными резонаторами, получение изображений без фона | D[579] |
| USTC | исследования | Китай | Адресующий массив на 50 атомов, чип на 784 канала | D[580] |
| GlobalFoundries | поставщик | США | Квантовое подразделение, называющее фотонику в числе выпускаемого | G[353] |
| HyperLight | поставщик | США | Ниобат лития для быстрой коммутации | P[518] |
Деньги. 2024-09 · HyperLight и Lightium · раунды серии B и seed · $37 M и $7 M · Summit Partners; Vsquared и Lakestar · закрыты Pфакт. 2025 (без даты) · Pasqal · поглощение Aeponyx · сумма не раскрыта · закрыто, указано как менее чем за 18 месяцев до 2026-08 C[581]. 2026-08-28 · Pasqal · слияние по схеме SPAC · ~$360 M деньгами · Nasdaq PSQL · закрыто факт.
Рынок и цепочка поставок. Поставочная база — общая экосистема фотонных фабрик, и она не дефицитна; дефицитен ноу-хау проектирования ловушек, а к Pasqal он пришёл вместе с одним поглощённым стартапом — единая точка отказа, если эта команда разойдётся. Под угрозой оказывается действующая цепочка свободной оптики: дефлекторы AA Opto-Electronic и Gooch & Housego, единственных поставщиков, названных в опубликованных работах по пинцетам D[4]. Технология оплачивает G3 и G4, сокращая занимаемую площадь и трудозатраты на юстировку; для G1, G2 и G5 — ничего.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Ключевой актив — портфель Aeponyx по нитриду кремния, накопленный до поглощения; его содержание Pasqal не раскрывала. Датированных данных о числе патентных семейств по атомным пинцетам, формируемым чипом, по состоянию на 2026-09-04 не найдено, а стандартизационной активности вокруг фотоники «ловушечного класса» не ведётся вовсе.
Дорожные карты и послужной список. Pasqal заявляет по этому маршруту >10 000 атомов и 100 логических кубитов, не привязывая их к дате R[330], — на фоне уже случившегося сдвига на стороне свободной оптики: 10 000 физических кубитов переехали с 2026 на 2028 г., 100 логических — на 2029 г. R[156]факт. Первая демонстрация — август 2026 г.: послужного списка поставок, который можно было бы оценить, нет, и конкурирующей дорожной карты по чиповым ловушкам не существует.
Стратегическое прочтение. Если формирование ловушек на чипе масштабируется за пределы нескольких десятков, оно подрезает цепочку свободной оптики, от которой зависит каждая пинцетная и каждая ионная машина, и переносит переговорную силу к фотонным фабрикам, продающим в объёмах датакома; Pasqal выигрывает за счёт лидерства в компоненте, который конкурентам придётся либо покупать, либо делать самим. Если же перекрёстные помехи, мощность и проблема поверхности ограничат число каналов десятками, всё останется вопросом компоновки, а действующие поставщики сохранят свои позиции — по сегодняшним свидетельствам это более вероятный исход.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить/понизить в течение 12–24 месяцев: кто-либо выполняет двухкубитный вентиль через ловушку, сформированную чипом; число атомов в чиповых ловушках доходит до сотен; появляется второй вендор. В лучшем случае к 2029 г.: чиповые пинцеты удерживают сотни-тысячи атомов с точностью на уровне свободной оптики, ужимая стойку настолько, что это меняет стоимость системы. В худшем случае: ограничение со стороны поверхности вынуждает работать на больших рабочих расстояниях, выигрыш по площади испаряется, и интегральная оптика остаётся в пределах получения изображений и сбора света, где она уже работает. Открытые вопросы: на каком расстоянии от чипа должны сидеть атомы ради чистой ридберговской линии; способна ли коммутация на чипе обогнать дефлекторы по перестроению. Следить за: следующим обновлением Pasqal и любым вентилем через чиповую ловушку.
Литература
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. D
- [156] M. Swayne, “Pasqal Completes SPAC Merger With $360 Million in Cash,” The Quantum Insider, Aug. 28, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ R08/ 28/ pasqal-completes-spac-merger-with-360-million-in-cash/ - [330] Pasqal, “Pasqal brings qubit control on-chip, advancing the path to fault-tolerant quantum computing at scale,” Aug. 10, 2026. [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
news/ Cpasqal-brings-qubit-control-on-chip-advancing-the-path-to-fault-tolerant-quantum-computing-at-scale/ - [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/ . Gnews-release-details/ globalfoundries-launches-quantum-technology-solutions-scale-us - [501] T. Rummler, “In the Mountain West, a quantum computing collaboration announces major results,” Sandia Lab News, Aug. 27, 2026. [Online]. Available: https://www.sandia.gov/
labnews/ G2026/ 08/ 27/ in-the-mountain-west-a-quantum-computing-collaboration-announces-major-results/ - [518] optics.org, “Lithium niobate in vogue as thin-film developers raise cash,” Sep. 24, 2024. [Online]. Available: https://optics.org/
news/ Plithium-niobate-in-vogue-as-thin-film-developers-raise-cash - [579] S. G. Menon, N. Glachman, M. Pompili, A. Dibos, and H. Bernien, “An integrated atom array–nanophotonic chip platform with background-free imaging,” Nat. Commun., vol. 15, no. 1, Art. no. 6156, Jul. 2024, doi: 10.1038/s41467-024-50355-4. D
- [580] Y.-D. Hu et al., “A scalable chip-integrated single-photon source array based on 50 individually addressable neutral atoms,” arXiv:2608.15637, Aug. 2026. D
- [581] M. U. Rehman, “Pasqal Demonstrates Photonic Chip-Based Control for Neutral-Atom Quantum Computers,” The Quantum Insider, Aug. 10, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ C08/ 10/ pasqal-photonic-chip-control-neutral-atom-quantum-computers/ - [582] imec, “The European Commission and Chips JU select the PIXEurope consortium to lead the European Pilot Line on Advanced Photonic Integrated Circuits,” Nov. 24, 2024. [Online]. Available: https://www.imec-int.com/
en/ Gpress/ european-commission-and-chips-ju-select-pixeurope-consortium-lead-european-pilot-line - [886] W. Sun et al., “A photonic integrated comb engine for ultracold quantum gases,” arXiv:2609.28294, Sep. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Электрическое управление в основной полосе частот (спины, майораны)
Импульсы напряжения от постоянного тока до единиц GHz на литографических электродах затворов управляют обменом, туннелированием и чётностью в спиновых и майорановских устройствах — без резонансной накачки.
Вердикт. Физика вопроса решена, разводка — нет. HRL относит примерно 80% своей ошибки CNOT на управление и калибровку, а не на сам кубит, поэтому рычагом служит совмещение с холодной ступенью, а не более быстрые импульсы.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Управление в основной полосе частот воздействует на кубит импульсами напряжения от постоянного тока до единиц GHz, подаваемыми на литографические затворы, а не резонансной накачкой: импульс сдвигает электростатический потенциал, а вместе с ним — обменную связь между точками или туннельную связь майорановского перехода. Разрешение на такой подход старое и точное: DiVincenzo, Bacon, Kempe, Burkard и Whaley показали в 2000 г., что одного гейзенберговского взаимодействия достаточно для универсальных вычислений — ценой примерно 3× по числу кубитов и ~10× по числу двухкубитных операций S[416]. Каждая последующая архитектура «только обмен» платит этот счёт ради устранения СВЧ-аппаратуры.
- Управление и размещение: низкочастотные импульсы напряжения формируются в тепле и разводятся к затворам при милликельвинах.
- Структура ошибки: когерентная и коррелированная, а не стохастическая — код видит именно расстройку калибровки.
Физика и пределы
Обменная связь J экспоненциально зависит от расстройки и высоты барьера, поэтому угол поворота есть интеграл J по времени, и небольшая ошибка напряжения даёт пропорционально большую ошибку угла. Селективности по частоте накачки здесь нет: фликкер-шум заряда 1/f модулирует тот же самый потенциал, который несёт сигнал, а перекрёстные помехи от соседнего затвора неотличимы от намеренного импульса. Отсюда и самое полезное число в этой области: HRL измеряет ~80% своей ошибки CNOT как внешнюю — лежащую в управлении и калибровке, а не в кубите Dфакт. Предел задают точность формы сигнала и частота перекалибровки, а не T₂: приборы, изготовленные на фабрике, дают эхо-когерентность 1.31(4) ms Dфакт против обменных вентилей длительностью 58 ns Dфакт. Сдвинуть предел означает укоротить электрический путь — контроллер на холодной ступени, в идеале на том же кристалле, — и добавить автоматизированную перекалибровку.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2025-07 | Управление перескоками без СВЧ, массив 2×2 с градиентом от микромагнита: нижняя граница точности вентиля перескока 99.50(6)%, эхо-T₂ до ~49 µs | QuTech | Dфакт |
| 2026-07-29 | 18 кубитов «только обмен» на 54 точках, секвенирование контроллером при 4 K: средняя ошибка однокубитного вентиля 2×10⁻⁴, средняя CNOT 3×10⁻³ (лучшая 9×10⁻⁴) | HRL | Dфакт |
| 2026-07-29 | То же устройство, код повторения расстояния 5 на 200 раундах: логическая ошибка 5.0×10⁻³, Λ₅/₃ = 4.7 — только по битовым переворотам | HRL | Dфакт |
Доминирующий член: внешние управление и калибровка, ~80% бюджета CNOT.
Управление в основной полосе частот может обойтись без импульсов на барьере каждой пары: в германиевом массиве 6×6 дырочных квантовых точек одного общего барьерного затвора при фиксированном напряжении и импульсов только на индивидуальных плунжерных затворах хватило для возбуждения электродипольным спиновым резонансом (EDSR), перемещения спинов и перестройки обмена примерно от 20 kHz до примерно 80 MHz P[898].
Производство, материалы и цепочка поставок
Узел едет на обычной КМОП: линия Intel 300 mm с EUV даёт более 24 000 приборов на пластину D[199] при 96% выхода по успешной настройке на 232 приборах одной пластины D[766], а Quantum Motion характеризует 1 024 квантовые точки за пять минут на GlobalFoundries 22FDX C[200]. В этом одновременно и актив, и уязвимость: у каждого разработчика единственный источник — одна фабрика, которой он не владеет: Quobly — STMicroelectronics, Quantum Motion — GlobalFoundries, Diraq — imec, — так что решение на стороне фабрики становится режимом отказа уровня всей компании. Формирование импульсов при комнатной температуре не контролируется, но контроллер, «спроектированный для работы при» ≤4.5 K, подпадает под ECCN 3A901.a начиная уже с файла проекта факт: холодная интеграция импортирует вместе с собой экспортный контроль.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Управление в основной полосе стоит примерно одной линии на затвор при двух-четырёх затворах на точку, поэтому наивный массив на 10³ кубитов требует 10³–10⁴ адресуемых линий от комнатной температуры. Контрпример HRL — то число, которое стоит держать в голове: 296 линий и 366 ЦАП при ≤3.5 W на 54 точки, с секвенсором 250 MHz на кристалле и без какой-либо электроники реального времени при комнатной температуре Dфакт — то есть ~20 ЦАП на кубит: холодное мультиплексирование, а не устранение проводов. При 10³ жгут непрактичен без холодных ЦАП; при 10⁴ число ЦАП на кубит должно упасть на порядок; при 10⁶ не существует ничего. Связывающее ограничение — частота перекалибровки.
Роль в стеке
Управление в основной полосе ничего не требует выше по стеку, напрямую даёт обменный вентиль и достаёт до четырёх архитектур: спины в квантовых точках (Intel, Diraq, Quantum Motion, HRL/IBM, QuTech, Quobly, Equal1), донорные спины (Silicon Quantum Computing), узлы сети на спинах центров окраски и майорановские устройства, где напряжения на затворах настраивают те точки, которые сообщают чётность. Оно конкурирует со СВЧ- и электродипольным спиновым резонансом, который покупает частотную селективность ценой антенн и нагрева. Вклад в такт пренебрежимо мал: обменные вентили идут за ~58 ns Dфакт против считывания за 6.3 µs, поэтому производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс здесь ≈ 8.5 µs и задаётся считыванием, за которым идёт сброс.
Свидетельства — как измерены числа
Точности получены из randomised benchmarking и томографии набора вентилей, причём ключевое число QuTech — это нижняя граница, а не точечная оценка Dфакт. Наибольшего внимания заслуживает доля внешних ошибок в 80%: она выведена из измеренной ошибки в сопоставлении с модельным бюджетом шума, а не разделена независимо, и не воспроизведена. Ни одно спиновое устройство свыше 12 кубитов не опубликовало двухкубитные точности по всем парам, поэтому перекрёстные помехи при одновременных операциях — собственный режим отказа этого узла — на масштабе не охарактеризованы. Λ₅/₃ = 4.7 у HRL получено на коде повторения, только по битовым переворотам, и свидетельством работы ниже порога не является, а её точность 0.95 на [[4,2,2]] получена с постселекцией Dфакт. На майорановской стороне управление работает, но кубита не существует: считывание чётности реально, времена жизни X-петли оказались примерно в 1 000× короче, чем у Z-петли, двухкубитных операций нет D[13].
Не опубликовано: датированное число патентных семейств по управлению затворными напряжениями в основной полосе.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| HRL Laboratories | Разработчик | США | Единственная демонстрация QEC в основной полосе с собственным секвенированием; приобретена IBM | Dфакт |
| Diraq | Разработчик | Австралия | Обменные кубиты SiMOS на линии imec 300 mm | Dфакт |
| Quantum Motion | Разработчик | Великобритания | Полностековая система на 300 mm КМОП в британском NQCC | Cфакт |
| QuTech | Исследования | Нидерланды | Управление перескоками без СВЧ, двумерный массив | Dфакт |
| Microsoft | Разработчик | США | Измерение чётности в тетронах с настройкой напряжениями на затворах | D[13] |
Деньги. 2025-11-06 · Diraq, Quantum Motion, Silicon Quantum Computing · DARPA QBI Stage B · до $15 M USD каждому · программа факт. 2026-05-07 · Quantum Motion · раунд серии C · $160 M USD · DCVC, Kembara · закрыто Cфакт. 2026-05-21 · Diraq · письмо о намерениях по CHIPS · до $38 M USD · Министерство торговли США · необязывающее факт. 2026-06-03 · Quobly · раунд серии A · €115 M · Bpifrance, SEALSQ, STMicro · €134 M накопительно · закрыто Cфакт. 2026-07-23 · IBM · приобретает HRL · условия не раскрыты · сделка закрыта 2026-08-26 Cфактфакт.
Рынок и цепочка поставок. Как «управление в основной полосе» не продаётся ничего; продаются мощности фабрик, обогащённый ²⁸Si и тёплые стойки формирователей сигналов, на рынке которых доминирует Quantum Machines, имея в заказчиках более половины разработчиков Cфакт. Холодная интеграция угрожает этому стоечному бизнесу — и именно поэтому IBM купила HRL. Цифра Diraq «менее $1 на кубит» — это цель, а не себестоимость. Узел обслуживает G3 и G4 на спиновой архитектуре и G4 на майорановской, если там появится кубит.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Патентного семейства, специфичного для управления напряжениями на затворах в основной полосе, в поименованной датированной базе по состоянию на 4 сентября 2026 г. не найдено. Основополагающее утверждение об архитектуре «только обмен» — это публикация 2000 г., давно вышедшая за срок патентной охраны S[416], чем отчасти и объясняется теснота в этом слое. Сделка IBM по HRL заводит внутрь компании нераскрытую ИС по контроллерам. Сегодня ни один орган по стандартизации не регулирует интерфейсы импульсов на затворах.
Дорожные карты и послужной список. Diraq (2026-08-27 · 150 k физических, 1 k логических к 2029 г., > 2 M к 2031 г. · в её же релизе от 2026-07-09 говорилось «тысячи к 2029») — слабо по коммуникации, реально по приборам факт. Quantum Motion (поставка полного стека · выполнено, NQCC 2025-09-15) — единственная выдержанная здесь аппаратная дата. HRL/IBM (публичной даты не объявлялось · QPU поставлен 2026-07-29) — сильнейший результат в узле. Microsoft («годы, а не десятилетия» → 2029 · двухкубитных операций нет) — базы нет.
Стратегическое прочтение. Если управление в основной полосе масштабируется, платформы, родные для фабрик, бесплатно наследуют десятилетия инвестиций в КМОП, тогда как платформы с экзотическим управлением вечно финансируют собственное железо — именно этот довод IBM высказала покупкой HRL. Проигрывают поставщики управляющих стоек комнатной температуры: их вытесняют изнутри криостата, а не переигрывают по цене. Живой вопрос замещения — тёплое размещение против холодного, а не основная полоса против СВЧ-накачки. Переговорная сила у фабрик: каждый перечисленный выше разработчик зависит от отношений, которые он не может заменить в пределах одного продуктового цикла.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к 2027 г., если какой-либо разработчик опубликует двухкубитные точности по всем парам при числе кубитов свыше 12 либо если независимая группа воспроизведёт разделение на внешнюю и внутреннюю ошибку; понизить, если перекрёстные помехи удержат массивы на ≤20 кубитах вплоть до 2028 г. В лучшем случае к 2029 г.: холодное управление с собственным секвенированием становится нормой, а двухкубитные ошибки уходят от 3×10⁻³ к 10⁻⁴. В худшем случае: накладные расходы на калибровку обгоняют рост числа кубитов, и аргумент в пользу КМОП застревает на демонстрационном масштабе. Открытые вопросы: переживёт ли цифра в 80% независимое измерение; может ли число ЦАП на кубит упасть на порядок; поспевает ли перекалибровка за размером массива; получит ли майорановское управление когда-нибудь кубит.
Литература
- [13] Microsoft Azure Quantum, “Interferometric single-shot parity measurement in InAs–Al hybrid devices,” Nature, vol. 638, no. 8051, pp. 651–655, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-024-08445-2. D
- [199] H. C. George et al., “12-spin-qubit arrays fabricated on a 300 mm semiconductor manufacturing line,” Nano Lett., vol. 25, no. 2, pp. 793–799, Dec. 2024, doi: 10.1021/acs.nanolett.4c05205. arXiv:2410.16583. D
- [200] Quantum Motion, “Quantum Motion Delivers the Industry's First Full-Stack Silicon CMOS Quantum Computer,” Sep. 15, 2025. [Online]. Available: https://quantummotion.com/
quantum-motion-delivers-the-industrys-first-full-stack-silicon-cmos-quantum-computer/ C - [416] D. P. DiVincenzo, D. Bacon, J. Kempe, G. Burkard, and K. B. Whaley, “Universal quantum computation with the exchange interaction,” Nature, vol. 408, no. 6810, pp. 339–342, 2000, doi: 10.1038/35042541. arXiv:quant-ph/0005116. S
- [766] S. F. Neyens et al., “Probing single electrons across 300-mm spin qubit wafers,” Nature, vol. 629, no. 8010, pp. 80–85, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07275-6. D
- [898] A. S. Ivlev et al., “Sparse qubit operation in a 6×6 quantum dot array,” arXiv:2610.07683, Oct. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Мультиплексирование потоковых ЦАП на чипе
Расположенные на кристалле БОК-ЦАП магнитного потока, которые удерживают постоянное смещение каждого кубита или элемента связи на mK-ступени и заменяют один комнатнотемпературный провод на каждое смещение мультиплексированной сетью на кристалле.
Вердикт. Доказано на 200–300 проводах смещения для отжигателя на несколько тысяч кубитов; результат по флаксониуму от января 2026 г. — одно устройство, где есть когерентность, но нет ни точности (fidelity) вентиля, ни матрицы перекрёстных наводок, ни рецензирования.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
ЦАП магнитного потока на кристалле (Φ-DAC) — это схема быстрой одноквантовой логики (БОК) на mK-ступени, защёлкивающая постоянное потоковое смещение одного кубита или элемента связи. БОК-импульсы загоняют кванты потока (Φ₀ = h/2e) в сверхпроводящую петлю хранения, которая удерживает смещение неограниченно долго, без статической диссипации и без провода с комнатной температуры. D-Wave поставляет это в отжигателях более десяти лет; первое применение в вентильной (gate-model) архитектуре — модуль флаксониума в исполнении flip-chip — появилось в январе 2026 г. D[316]C[281].
Атрибуты: изготавливаемый слой управления без собственного канала вентилей или считывания; низкочастотное смещение на mK-ступени.
Структура ошибок когерентная — ошибка установки смещения, перекрёстные помехи, дрейф, — а не релаксационная; изготовление — многослойная сверхпроводниковая литография.
Физика и пределы
Аргумент масштабирования — про скважность, а не про энергетическую эффективность. Каждое событие переключения рассеивает ~I_cΦ₀, но потоковое смещение перепрограммируется с темпом калибровки, а не с темпом вентилей, поэтому тысячи защёлкнутых каналов стоят в покое внутри милликельвинового бюджета, который не выдержал бы и одной непрерывно возбуждаемой линии, — в отличие от БОК-управления вентилями, импульсирующего на схемных скоростях. Ресурсный обзор оценивает БОК-управление в ~1.6 µW/кубит против 2–23 mW/кубит у крио-КМОП при 4 K S[550]факт.
Предел задают разрешение и стабильность смещения, а не когерентность. Младший значащий шаг по потоку фиксирует остаточную расстройку; термоциклирование и вмороженные вихри сдвигают рабочую точку; а каждый запасённый квант магнитно связан с соседями — именно отсюда берутся перекрёстные помехи. Чтобы сдвинуть этот предел, нужны энергоэффективные семейства БОК (ERSFQ/eSFQ) без статических резисторов смещения, более тонкое квантование и экранирование, удерживающее поля сети ЦАП вне кубитного кристалла.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег/ключ |
|---|---|---|---|
| 2025-05-20 | Общая доступность Advantage2: 4 400+ кубитов, топология Zephyr степени 20, 12.5 kW | D-Wave | Cфакт |
| 2026-01-06 | «200 проводов смещения» на десятки тысяч кубитов и элементов связи; детали изготовлены в NASA JPL | D-Wave | C[281] |
| 2026-01-23 | Флаксониум flip-chip + Φ-DAC: T1 ≈ 200 µs, T2* ≈ 20 µs при 10 mK, добавленная декогеренция не разрешается | D-Wave | D[316] |
| 2026-03-10 | БОК-управление, соинтегрированное с кубитами, точность однокубитных вентилей > 99% (пик 99.9%) — управление вентилями, а не потоком | SEEQC | D[304]факт |
| 2026-03-16 | ASIC потокового смещения на 14 nm крио-КМОП для 156-кубитного Heron R2, ошибка двухкубитного вентиля ≈ 2.3×10⁻³ (конкурент) | IBM | C[527]факт |
Соотношение для отжигателя уже развёрнуто в серийных машинах; результат для вентильной модели — один кубит, с когерентностью, но без точности вентиля.
Производство, материалы и цепочка поставок
В корпусе кубитный кристалл «высокой когерентности при минимальной технологии изготовления» соединяется столбиковыми выводами (bump-bond) с многослойным управляющим кристаллом через зазор ~7 µm D[316]. Уязвимость — цепочка поставок: ключевые компоненты изготовлены в Jet Propulsion Laboratory NASA C[281], то есть в государственной лаборатории, а не на коммерческой фабрике. В отчётах 10-K D-Wave изготовление указано на «существующих сторонних фабриках» с продемонстрированным вторым источником; полнотекстовый поиск EDGAR даёт девять вхождений «SkyWater» в её отчётности за 2023–2026 гг. G[492]. Экспортная уязвимость асимметрична и играет в пользу БОК: ECCN 3A901.a контролирует КМОП-микросхемы, спроектированные для работы при ≤4.5 K, — критерий по проектному замыслу, под который попадает и файл проекта крио-КМОП, — тогда как сверхпроводниковую цифровую логику не называет ни один ECCN; под контроль может подпасть лишь готовая машина, по 4A906, и лишь когда число кубитов и ошибка C-NOT попадают в одну полосу — от 34–99 кубитов при ≤ 10⁻⁴ до любой ошибки начиная с 2 000 кубитов G[301]факт.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Узел ломает закон «один провод на одно смещение»: 200–300 проводов смещения обслуживают несколько тысяч кубитов отжигателя и десятки тысяч элементов связи C[281], [316]. Смещения отжигателя задаются на одну программу и структурно однородны, тогда как процессор вентильной модели перестраивает смещения по каждому кубиту и каждому элементу связи против дрейфующей калибровки. Число линий — не единственный ввод-вывод: количество столбиковых соединений, считывание и СВЧ-возбуждение остаются нетронутыми. БОК-импульсы пикосекундного масштаба, поэтому обновления быстры; время установления и возмущение соседей не опубликованы. На 10³ D-Wave уже работает; на 10⁴ соотношение ~200–300 линий — это соотношение отжигателя, а не флаксониума; на 10⁶ путь не описан, и связывает уже плотность соединений, а не число проводов.
Роль в стеке
Этот узел слоя управления лежит в основе архитектуры квантового отжига (D-Wave), служит альтернативным управлением в архитектуре двухрельсовых кубитов со стираниями (erasure), то есть в вентильной линии D-Wave, и требует литографии сверхпроводниковых Nb/Al-переходов и БОК-логики на ступени камеры смешения — DAC есть БОК-петля хранения потока, так что узел висит на БОК-управлении (ct_sfq) и даёт тому узлу второе семейство носителей; он делит производственные мощности холодной ступени. Он замещает управляющие линии, идущие с комнатной температуры. Стоимость перехода — второй кристалл, выход годных по flip-chip-соединениям как новый механизм отказа и потеря произвольного формирования сигнала на смещаемом узле: полоса обменивается на число проводов. Потоковые смещения квазистатичны, поэтому этот узел не добавляет члена в производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс; на отжиговой архитектуре раунда синдрома нет и вовсе, её темп — калибровочный, а не схемный, и никакой цифры привести нельзя. Пустой веер зависимостей вниз по стеку преуменьшает значение узла: с этой стеной сталкивается любая сверхпроводниковая дорожная карта выше ~10³ кубитов.
Свидетельства — как измерены числа
T1 (релаксация) и T2 (Рамзи) измерены на единственном флаксониуме под управлением Φ-DAC в сравнении с базовым вариантом на обычной управляющей линии. Чувствительность такого сравнения ограничена: T2 ≈ 20 µs уже на порядок ниже T1 ≈ 200 µs, поэтому «отсутствие разрешимого прироста» ограничивает сверху, а не измеряет потоковый шум ЦАП. Не опубликовано: ни матрица перекрёстных наводок, ни дрейф смещения по термоциклам, ни точность вентилей. Источник — корпоративный белая книга, без рецензирования и без независимого воспроизведения. Расхождение значений: D-Wave называет 200 проводов смещения (2026-01-06) C[281] и ~300 (2026-01-23) D[316]; цифра из белая книга привязана к конкретно описанному массиву.
Связь SkyWater и D-Wave как фабрики и заказчика основана на числе совпадений полнотекстового поиска EDGAR, а не на процитированной фразе. Ни один ECCN не называет сверхпроводниковую цифровую логику; подпадает ли кристалл SFQ-управления под общую оговорку (catch-all), не проверялось. Не опубликовано: время установления Φ-DAC, а также объём, мощности или условия контракта для роли JPL сверх «ключевых компонентов».
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| D-Wave | разработчик | Канада | Первой применила мультиплексирование Φ-DAC; первая демонстрация на флаксониуме | D[316]C[281] |
| NASA JPL | поставщик | США | Изготовила ключевые компоненты модуля | C[281] |
| SEEQC | разработчик | США | Чипы БОК-управления; владеет собственной многослойной сверхпроводниковой фабрикой | D[304] |
| IBM | разработчик | США | Конкурирующий ASIC потокового смещения на 14 nm крио-КМОП в Heron R2 | C[527] |
| US Dept of Commerce | регулятор | США | LOI по CHIPS на $100 M для D-Wave; BIS устанавливает 3A901.a и 4A906 | G[300], [301] |
Деньги.
2026-01-20 · D-Wave · сделка M&A, Quantum Circuits Inc. · $550 M ($300 M акциями + $250 M деньгами) · закрыта C[14]факт
2026-05-21 · D-Wave · письмо о намерениях по CHIPS · $100 M · US DoC, пакет на $2.013 B · LOI G[300]факт
2026-05-26 · SEEQC · регистрация SPAC (форма S-4), Allegro Merger Corp. · размещение на $75 M + PIPE на $65 M, EV ~$1 B · подано G[575]факт; слияние расторгнуто 2026-08-25 до закрытия сделки факт
2026-08-06 · D-Wave · выручка 1-го полугодия 2026 г. $5.9 M (−67% год к году), денежные средства $546.2 M · отчитано C[15]факт
Рынок и цепочка поставок. Дефицитный ресурс — мощности по многослойному ниобию: SkyWater как коммерческий вариант (выручка квантового направления ATS +30% год к году при выручке за 2025 финансовый год $442.1 M G[576]), собственная линия SEEQC в Elmsford, JPL как государственная площадка без коммерческой пропускной способности. Цифра $/канал не раскрывается. Наиболее прямо за узел платит G7; G3/G4 — только если маршрут через флаксониум окажется обобщаемым.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства именно по схемам ЦАП магнитного потока на кристалле не найдено; ИС D-Wave по управлению отжигателем относится ко времени до рассматриваемого окна. Портфель БОК у SEEQC унаследован от более чем $100 M прежних вложений в Hypres Pфакт. Стандартизационной активности не выявлено.
Дорожные карты и послужной список. Вентильная модель D-Wave: 17 физических кубитов (обещано 2026-06-01 · на 2026 · подтверждено 2026-08-06, не поставлено по состоянию на 4 сентября 2026 г.), далее 49 (2027), 181 (2028), 100 логических (2032), Λ = 10 R[14]. Общая доступность Advantage2 (обещана на 2025 · поставлена 2025-05-20) — образец чистого выполнения обещания C[220]. На этом фоне выручка 1-го полугодия 2026 г. упала на 67% C[15]: разворот компании держится на кассе, а не на бизнесе. Финансовый директор John Markovich ушёл на пенсию с 2026-09-02; по форме 8-K от 2026-08-25, уход не связан с разногласиями с компанией факт. SPAC-слияние SEEQC расторгнуто 2026-08-25; отдельное IPO по форме S-1, поданной 2026-06-29, по состоянию на 30 сентября 2026 г. не состоялось факт.
Стратегическое прочтение. На одну и ту же стену межсоединений претендуют три ответа: БОК Φ-DAC на кристалле (D-Wave), ЦАП на крио-КМОП при 4 K (IBM, HRL) и вариант «линий нужно просто меньше» — шэньчжэньская единая архитектура XY+Z проводит оба типа управления по одному комнатнотемпературному каналу на флаксониум при точности однокубитных вентилей 99.99% на восьми устройствах D[315]. Именно третий маршрут — недооценённая угроза: криогенного железа не требуется, а метрика вентиля, которую работы по Φ-DAC обходят молчанием, там приводится. Если Φ-DAC окажутся обобщаемыми, выигрывают D-Wave и ниобиевые фабрики, а поставщики комнатнотемпературных стоек теряют выручку с канала на кубит.
Перспективы и открытые вопросы
Вехи (12–24 месяца): D-Wave публикует многокубитный результат по Φ-DAC с матрицей перекрёстных наводок и точностью вентилей (подтверждение); поставляется цель 2026 г. по вентильной модели на 17 кубитов (подтверждение); сторонняя группа воспроизводит результат по когерентности на втором устройстве (подтверждение) — либо линия флаксониума так и остаётся одноустройственным белая книга до конца 2027 г. (понижение). В лучшем случае к 2029 г.: Φ-DAC управляют сотнями независимо настраиваемых кубитов вентильной модели, перекрёстные помехи ниже бюджета ошибки вентиля, решение принято за пределами D-Wave; в худшем — доказанным остаётся лишь однородный массив отжигателя, а рынок вентильной модели забирают крио-КМОП или сокращение числа линий. Открыто: перекрёстные помехи и дрейф на масштабе; станет ли настоящей стеной плотность столбиковых соединений. За чем следить: следующая публикация D-Wave по флаксониуму, определение цены IPO SEEQC, сравнение БОК против крио-КМОП.
Литература
- [14] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Announces Agreement to Acquire Quantum Circuits Inc., Establishing World's Leading Quantum Computing Company,” Jan. 7, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ Cnewsroom/ press-release/ d-wave-to-acquire-quantum-circuits-inc-establishing-world-s-leading-quantum-computing-company/ - [15] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Reports Second Quarter 2026 Results,” Aug. 6, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ Cnewsroom/ press-release/ d-wave-reports-second-quarter-2026-results/ - [220] M. Swayne, “D-Wave Announces General Availability of Advantage2 Quantum Computer,” The Quantum Insider, May 20, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ C05/ 20/ d-wave-announces-general-availability-of-advantage2-quantum-computer/ - [281] D-Wave, “D-Wave Demonstrates First Scalable, On-Chip Cryogenic Control of Gate-Model Qubits,” Jan. 6, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ Cnewsroom/ press-release/ d-wave-demonstrates-first-scalable-on-chip-cryogenic-control-of-gate-model-qubits/ - [300] National Institute of Standards and Technology, “Department of Commerce Announces Letters of Intent With 9 Companies for $2 Billion to Accelerate U.S. Leadership in Quantum Computing,” NIST News, May 21, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/
news-events/ Gnews/ 2026/ 05/ department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [304] C. Jordan et al., “A quantum computer controlled by superconducting digital electronics at millikelvin temperature,” Nat. Electron., vol. 9, no. 3, pp. 287–294, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41928-026-01576-6. D
- [315] X. Pan et al., “Unified Flux Control Architecture for Fluxonium Qubits,” arXiv:2605.25948, May 2026. D
- [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/ D41upubz2/ 14-1090a-a_fluxonium-dac-control.pdf - [492] U.S. Securities and Exchange Commission, “EDGAR full-text search: ‘SkyWater’ in D-Wave Quantum Inc. 10-K filings,” SEC EDGAR Full-Text Search, Feb. 26, 2026. [Online]. Available: https://efts.sec.gov/
LATEST/ Gsearch-index?q=%22SkyWater%22&forms=10-K&ciks=0001907982 - [527] A. Noori et al., “A Cryo-CMOS Control System for Large-Scale Superconducting Qubit Quantum Computing: Part 2,” IBM Research, Mar. 16, 2026. [Online]. Available: https://research.ibm.com/
publications/ Ca-cryo-cmos-control-system-for-large-scale-superconducting-qubit-quantum-computing-part-2 - [550] S. Kawabata, “Integration and Resource Estimation of Cryoelectronics for Superconducting Fault-Tolerant Quantum Computers,” arXiv:2601.03922, Jan. 2026. S
- [575] SeeQC, Inc., “Form S-4 Registration Statement (SeeQC, Inc. / Allegro Merger Corp.),” U.S. Securities and Exchange Commission, May 2026. [Online]. Available: https://www.sec.gov/
Archives/ Gedgar/ data/ 1779977/ 000121390026061108/ ea0278139-04.htm - [576] SkyWater Technology, “SkyWater Technology Reports Fourth Quarter and Full Fiscal Year 2025 Results,” U.S. Securities and Exchange Commission, Feb. 2026. [Online]. Available: https://www.sec.gov/
Archives/ Gedgar/ data/ 1819974/ 000181997426000005/ skyt-20251228xex991.htm
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Лазерное управление с интегральной фотоникой (ионы)
Волноводы на кристалле подводят к ионам в ловушках излучение охлаждения, вентилей и считывания, заменяя пучки в свободном пространстве оптическими трассами, зафиксированными литографией.
Вердикт. Доказано на лабораторных кристаллах (двухионная запутанность с точностью > 99.3%, 2020 г.), но ни в одном продукте: Helios по-прежнему подводит свои ≥7 длин волн к 8 зонам пучками в свободном пространстве, а лучший лазерный вентиль на масштабе (7.9×10⁻⁴) на порядок отстаёт от безлазерного электронного вентиля, с которым он конкурирует.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Излучение для охлаждения, подготовки состояния, вентилей и считывания идёт по одномодовым волноводам, изготовленным в кристалле ловушки или рядом с ним, и выводится к иону через решёточные ответвители, а не пучками в свободном пространстве, юстируемыми через вакуумные окна. ETH Zürich продемонстрировал многоионную логику с волноводной доставкой при двухкубитной точности (fidelity) выше 99.3% в октябре 2020 г. D[583]. В продуктах её пока нет: Helios от Quantinuum (≥7 длин волн, 8 зон) доставляет свет сфокусированными пучками в свободном пространстве, идущими параллельно поверхности кристалла D[97], а комплекс MESA в Sandia вместе с Quantinuum проектирует и испытывает компоненты интегральной фотоники для возможного включения в будущие платформы — по соглашению CRADA, действующему четыре года и продлённому в мае 2026 г. G[501].
Атрибуты: оптическая модальность управления на природном ионном носителе, доставляемая внутрь вакуумной системы; собственного канала вентилей или считывания нет.
Доминирующая ошибка когерентная — перекрёстные помехи, сдвиги от паразитной засветки, фазовый шум; изготовление — фабричный процесс фотонных ИС (SiN, BTO или тонкоплёночный ниобат лития).
Физика и пределы
Физика вентиля здесь не затрагивается: вентили MS и на световом сдвиге работают одинаково, приходит ли пучок от зеркала или из волновода, поэтому времена вентилей остаются микросекундными. Оптическая мощность на узел ограничена потерями в волноводе и эффективностью ответвителя, а поскольку скорость вентиля растёт с интенсивностью, бюджет потерь превращается в бюджет времени вентиля. Паразитная засветка из фотонного слоя даёт ac-штарковские сдвиги и нагрев соседних зон — когерентный канал, которого у доставки в свободном пространстве нет, но взамен у той есть дрейф юстировки. И связывающее материаловедческое ограничение — самая короткая длина волны в наборе: кубиты Ba⁺ в Helios работают на видимых и инфракрасных линиях (вентили на 515 nm), но его охлаждающие ионы Yb⁺ охлаждаются на 369 nm D[97], где потери в волноводе и фотопотемнение максимальны и где расположена дефицитная по цепочке поставок длина волны лазера P[322], — выбор ионов, включая охлаждающий, и фотонная интегрируемость суть одно решение. Чтобы сдвинуть предел, нужны прозрачные в УФ волноводные материалы, лучшие ответвители, более плотное мультиплексирование и модуляторы на кристалле.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег/ключ |
|---|---|---|---|
| 2020-10 | Двухкубитный вентиль с волноводной доставкой на нескольких ионах > 99.3% | ETH Zürich | D[583] |
| 2024-07 | Полностью электронная ловушка на 7 зон, точность двухкубитного вентиля 99.97(1)%, 10 кубитов — без лазеров для вентилей | Oxford Ionics | D[257]факт |
| 2025-10 | Электронный двухкубитный вентиль с ошибкой 8.4×10⁻⁵, без охлаждения до основного состояния | IonQ/Oxford Ionics | D[102] |
| 2025-11-05 | Helios: 98 Ba⁺, 8 зон, ≥7 длин волн, всё в свободном пространстве; ошибка двухкубитного вентиля 7.9(2)×10⁻⁴, однокубитного 2.5(1)×10⁻⁵, приготовления и измерения (SPAM) 4.8(6)×10⁻⁴ | Quantinuum | D[97] |
Неудобное сравнение: лучший лазерный вентиль на масштабе стоит на 7.9×10⁻⁴, тогда как безлазерный электронный вентиль достигает 8.4×10⁻⁵ D[97], [102]. Интегральная фотоника конкурирует стабильностью, числом зон и технологичностью, а не точностью; метрику самого фотонного слоя не публикует ни один вендор.
Производство, материалы и цепочка поставок
Волноводы (SiN или тонкоплёночный ниобат лития) поступают с фабрик фотонных ИС, и соинтегрирование их с электродами ловушки не ограничено исследовательским комплексом MESA в Sandia: коммерческая фотонная фабрика LioniX International изготовила ловушки ETH Zürich 2020 г. с электродами, волноводами и ответвителями на одном кристалле C[882], а кристалл MIT Lincoln Laboratory того же года подводил все длины волн, нужные кубиту Sr⁺ D[883]. Коммерческая фабрика ловушек для серийного производства — линия Infineon в Villach (пластины 6–12 дюймов, анодное соединение, электроды Gen-3 с выходом из плоскости), обслуживающая Oxford Ionics/IonQ, eleQtron и Universal Quantum, тогда как ловушки Quantinuum изготавливает у себя Honeywell C[320]факт. Sandia, таким образом, — партнёр по разработке процесса, а не узкое место в поставках: настоящие единые точки отказа — это поставка УФ-лазеров (TOPTICA) и фабрика Infineon P[322]. Ни один ECCN не называет ионные ловушки или фотонику управления ионами G[301]факт; под контроль может подпасть только готовая машина, по 4A906, и лишь когда число кубитов и ошибка C-NOT попадают в одну полосу — от 34–99 кубитов при ≤ 10⁻⁴ до любой ошибки начиная с 2 000 кубитов факт.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Helios подводит к каждой из своих 8 зон несколько пучков в свободном пространстве D[97]; та же ловушка несёт 1 228 электродов, так что электрический интерфейс уже на порядок больше — не оптическая доставка является сегодня связывающим ограничением по вводу-выводу. Задержка в контуре вентиля не меняется — она микросекундная и задаётся взаимодействием иона со светом, — поэтому выигрыш здесь в надёжности, а не в скорости. На 10³ ионов, за пределами 8 зон Helios, интегрированная доставка — кандидат для будущих платформ G[501]; на 10⁴ разводка такого числа каналов с малыми перекрёстными помехами не доказана, и ни одно из двух партнёрств с Sandia не называет числа каналов — оба указывают своей целью масштабируемость G[501], [584]; на 10⁶ пути нет, и связывать будет оптическая мощность на один волновод, а не число каналов.
Роль в стеке
Этот узел — альтернативная доставка света в двух ионных архитектурах, «Ионы в ловушках — QCCD (транспорт между зонами)» (Quantinuum) и «Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией»; он требует производства фотонных интегральных схем (ФИС) и питает вентиль Мёльмера — Соренсена и вентиль на световом сдвиге. Он замещает СВЧ- и электронное управление ионами, а стоимость перехода здесь — не замена компонента, а развилка: целая лазерная система против целой системы электродов, а ниже по стеку за ней тянутся геометрия ловушки, выбор рабочего иона и бюджет ошибок. IonQ владеет обеими сторонами развилки. Узел разделяет производственное ограничение платформ на природных носителях, которым нужна фотонная интеграция. Доставка света не входит в производный такт: двухкубитный вентиль у Helios занимает ~70 µs, но раунд составляет 9.66 ms, а измеренный слой во всю ширину регистра — ~55 ms, и в нём доминируют транспорт, сортировка и охлаждение.
Свидетельства — как измерены числа
Двухкубитная цифра 2020 г. — это точность (fidelity) запутанного состояния, которое готовит вентиль с волноводной доставкой D[583], а не измеренная бенчмаркингом ошибка вентиля; парное сравнение с доставкой в свободном пространстве на одной ловушке возможно, но ни одного не опубликовано. Ни один вендор не приводит вклад фотонного слоя в перекрёстные помехи, нагрев паразитной засветкой или фазовый шум; цифры Helios относятся к системному уровню и к доставке в свободном пространстве D[97], а объявление Sandia от августа 2026 г. не содержит их вовсе G[501]. Независимого воспроизведения результата ETH 2020 г. не найдено. Оговорка к прочтению: «рекорд QV» AQT в 32 768 — это 2¹⁵ против 2²⁵ у Quantinuum H2, то есть рекорд внутри класса стоечных машин, причём ни время вентиля, ни точность не раскрыты C[128]факт.
Ни один ECCN не называет ионные ловушки или фотонику для управления ионами. Аргумент о длинах волн Ba⁺ против Yb⁺ — инженерный вывод из подтверждённых источниками фактов о видах ионов и цепочке поставок, а не цитируемое утверждение. Не опубликовано: какая система Quantinuum первой получит интегрированную доставку света — релиз Sandia называет лишь «будущие платформы», а статья о Helios описывает пучки в свободном пространстве; датированное патентное семейство именно по интегрированной фотонике для управления ионами; и будет ли SkyWater производить фотонику для ионных ловушек и в какие сроки.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Quantinuum | разработчик | США/Великобритания | Вместе с Sandia разрабатывает интегральную фотонику для будущих платформ; 8 зон Helios по-прежнему получают пучки в свободном пространстве | D[97], G[501] |
| Sandia National Laboratories | исследования | США | MESA проектирует и испытывает интегральную фотонику для будущих платформ на ионах в ловушках; CRADA с Quantinuum, MOU с IonQ | G[501], [584] |
| IonQ | разработчик | США | MOU с Sandia по фотонике; владеет Oxford Ionics и SkyWater | C[19], [584] |
| Infineon Technologies | поставщик | Австрия | Коммерческая фабрика ионных ловушек в Villach | C[320] |
| TOPTICA Photonics | поставщик | Германия | Доминирующий поставщик лазеров; УФ — дефицитный вход | P[322] |
Деньги.
2025-09-17 · IonQ · сделка M&A, Oxford Ionics (электронные вентили) · $1.075 B · закрыта Cфакт
2026-06-03 · Quantinuum · IPO, Nasdaq QNT · $1.68 B валовых; выручка 2 кв. 2026 г. $8.0 M, денежные средства $2.1 B · закрыто C[123]факт
2026-07-31 · IonQ · сделка M&A, SkyWater Technology (кэптивная фабрика в США) · ~$1.8 B · закрыта C[19]факт
2026-08-04 · IonQ / Sandia · MOU, квантовое сопроектирование для задач национальной безопасности США · сумма не раскрыта · подписан C[584]факт
Рынок и цепочка поставок. Узел питают два рынка выше по цепочке, и оба узкие: изготовление ФИС, соинтегрированных с электродами ловушки, показанное в MESA, в MIT Lincoln Laboratory и на одной коммерческой фабрике, LioniX, причём PIXEurope — единственная строящаяся мощность с открытым доступом G[582]; и лазеры, способные работать в УФ, где доминирует TOPTICA P[322]. Ни цифра $/шт., ни $/канал не раскрываются. За этот узел платят G3 и G4 — многозонная доставка и есть то, чего требует масштабирование QCCD, — плюс G7 за замену полевой юстировки шагом на фабрике.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства именно по интегральной фотонике для управления ионами не найдено. Анализ PatSnap 2026 г. ставит IonQ на первое место среди правообладателей по ионам в ловушках с 9+ заявками на методы вентилей и геометрию пучков P[375]. Стандартизационной активности не выявлено.
Дорожные карты и послужной список. Quantinuum: Helios (обещан 2024-09 · на 2025 · поставлен 2025-11-05), Sol (2027, планарная 2D-ловушка с сеткой зон, проходит валидацию), Apollo (2029) R[118]; обязательство по росту QV в 10× в год выполнено. IonQ: 4 000 кубитов (обещано в 2020 · на 2026 · промах примерно в 40×), 256 кубитов при 99.99% сдвинуты на 1-е полугодие 2027 г.; обоим фотонным обязательствам по состоянию на 4 сентября 2026 г. нет и трёх месяцев, опубликованных результатов нет.
Стратегическое прочтение. Конкурент здесь — не другой поставщик фотоники, а полное удаление лазеров из вентиля. Электронный вентиль лидирует по точности на порядок, лазерная доставка — по продемонстрированному числу зон; архитектуру заберёт тот, кто первым закроет своё отставание. IonQ купила обе стороны и может ждать. Quantinuum ждать не может: она привязана к лазерам, а её интегральная фотоника разрабатывается в национальной лаборатории, обслуживающей заодно её главного конкурента. Аппаратура юстировки в свободном пространстве при любом исходе исключается из конструкции; TOPTICA и Infineon сохраняют переговорную силу в любом случае.
Перспективы и открытые вопросы
Вехи (12–24 месяца): Sol поставляется с интегрированной доставкой в своих зонах и без регресса по точности (подтверждение); Sandia или Quantinuum публикует метрику фотонного слоя (подтверждение); ошибка двухкубитного вентиля при волноводной доставке выходит в декаду 10⁻⁴ (подтверждение) — либо Sol поставляется на пучках в свободном пространстве, как Helios (понижение). В лучшем случае к 2029 г.: интегрированная доставка становится вариантом по умолчанию на всех платформах с лазерными вентилями при масштабе 10³ зон, перекрёстные помехи ниже бюджета ошибки вентиля; в худшем — она остаётся в лабораторных кристаллах, а дорожную карту ионов в ловушках забирают электронные вентили. Открыто: изолированный вклад фотонного слоя в ошибку; существует ли волноводная платформа, пригодная для УФ и, значит, для Yb⁺; переносится ли процесс MESA на производственную фабрику. За чем следить: поставка Sol в 2027 г., первая совместная публикация Sandia — IonQ.
Литература
- [19] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of SkyWater Technology,” Jul. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [97] A. Ransford et al., “A 98-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all connectivity,” Nature, vol. 655, no. 8121, pp. 81–86, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10676-4. arXiv:2511.05465. D
- [102] A. C. Hughes et al., “Trapped-ion two-qubit gates with >99.99% fidelity without ground-state cooling,” arXiv:2510.17286, Oct. 2025. 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/ Rquantinuum-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/ Cquantinuum-announces-pricing-of-upsized-initial-public-offering - [128] Alpine Quantum Technologies GmbH, “AQT Sets New European Industry Standard: Introducing the ‘LYNX’ Series with Record-Breaking Quantum Volume,” AQT, May 5, 2026. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
lynx-quantum-volume-record/ C - [257] C. Löschnauer et al., “Scalable, High-Fidelity All-Electronic Control of Trapped-Ion Qubits,” PRX Quantum, vol. 6, no. 4, Art. no. 040313, Oct. 2025, doi: 10.1103/h4wk-v31j. arXiv:2407.07694. D
- [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [320] Infineon Technologies AG, “Trapped ion quantum computing.” [Online]. Available: https://www.infineon.com/
promo/ Ctrapped-ions - [322] M. Ivezic, “The Optical Table's Hidden Supply Chain: Who Really Wins If Trapped-Ion Quantum Computing Wins,” PostQuantum.com, Oct. 1, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-ecosystem/ Ptrapped-ion-quantum-ecosystem/ - [375] PatSnap, “Trapped Ion Quantum Computing: Technology Landscape 2026,” Apr. 23, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ Pblog/ rd-blog/ trapped-ion-quantum-computing-2026-patsnap-eureka/ - [501] T. Rummler, “In the Mountain West, a quantum computing collaboration announces major results,” Sandia Lab News, Aug. 27, 2026. [Online]. Available: https://www.sandia.gov/
labnews/ G2026/ 08/ 27/ in-the-mountain-west-a-quantum-computing-collaboration-announces-major-results/ - [582] imec, “The European Commission and Chips JU select the PIXEurope consortium to lead the European Pilot Line on Advanced Photonic Integrated Circuits,” Nov. 24, 2024. [Online]. Available: https://www.imec-int.com/
en/ Gpress/ european-commission-and-chips-ju-select-pixeurope-consortium-lead-european-pilot-line - [583] K. K. Mehta et al., “Integrated optical multi-ion quantum logic,” Nature, vol. 586, no. 7830, pp. 533–537, Oct. 2020, doi: 10.1038/s41586-020-2823-6. D
- [584] IonQ, “IonQ and Sandia National Laboratories Sign MOU to Accelerate Quantum Co-Design for National Security Applications,” Aug. 4, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-and-sandia-national-laboratories-sign-mou-to-accelerate-quantum-co-design-for-national-security-applications - [882] LioniX International, “A photonic integrated ion trap for scalable quantum computing,” Nov. 20, 2020. [Online]. Available: https://www.lionix-international.com/
about-us/ Cblog/ a-photonic-integrated-ion-trap-for-scalable-quantum-computing/ - [883] R. J. Niffenegger et al., “Integrated multi-wavelength control of an ion qubit,” Nature, vol. 586, no. 7830, pp. 538–542, Oct. 2020, doi: 10.1038/s41586-020-2811-x. arXiv:2001.05052. D
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит
На каждый порт возбуждения, потокового смещения и считывания идёт своя когерентная линия — от комнатнотемпературных стоек через аттенюированный коаксиал или гибкий шлейф в камеру смешения.
Вердикт. Число линий и тепловыделение в камере смешения, а не физика вентилей, ограничивают количество кубитов на один криостат; утверждение опровергается, если один криостат заработает с >2 000 кубитами на комнатнотемпературных линиях.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Действующая архитектура управления практически для любого сверхпроводникового кубита вентильной модели: СВЧ-возбуждение, потоковое смещение и тоны считывания синтезируются при комнатной температуре, спускаются по рефрижератору растворения на коаксиале или гибком шлейфе, ослабляются на каждой ступени и доходят до кристалла при 10–20 mK. Каждая степень свободы управления — это проводник, пересекающий градиент 300 K → 10 mK, то есть задача тепловая и механическая, а не квантовая. В ходу с первых установок на трансмонах (2007). Атрибуты: e = СВЧ-управление, целиком размещённое при комнатной температуре, без криогенного усиления и демультиплексирования; f = когерентная ошибка в том виде, в каком её видит код, — перекрёстные помехи, фазовый шум, дрейф амплитуды.
Физика и пределы
Связывающее ограничение — бюджет охлаждения, а не когерентность. Каждая линия несёт пассивную теплопроводную нагрузку плюс активную — от ~60 dB ослабления, опускающего джонсоновский шум с 300 K до фотонного дна 10 mK; бо́льшая часть этого тепла сбрасывается на 4 K и на ступень испарителя (still). Холодопроизводительность каждой ступени фиксирована — Bluefors XLD400 даёт примерно 1 W при 4 K и микроватты на камере смешения, — поэтому линии масштабируются как O(N) против константы. Измеренный бюджет у Krinner et al. позволяет держать в этом криостате 50 кубитов при 14 mK, максимум около 150 D[522]; всё, что выиграно с тех пор, — более тонкий кабель и более плотная упаковка, а не новая физика. Отказ носит когерентный характер: перекрёстные помехи и фазовый дрейф проявляются как ошибка управления, поэтому такие машины деградируют через потребность в перекалибровке, а не через декогеренцию. Что сдвигает предел: мультиплексирование нескольких кубитов на один проводник либо перенос синтеза сигналов внутрь криостата.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2019 | 50 кубитов на один XLD400 по измерениям; тепловая верхняя граница ~150 | ETH Zürich | D[522] |
| 2023-12 | 1 121 кубит на одном криостате (Condor) — крупнейшая когда-либо разведённая таким способом система | IBM | C[292] |
| 2025-11-10 | 8 каналов на один шлейф, +50% на порт, 1 536 линий в XLDsl | Delft Circuits | C[523] |
| 2026-06-16 | KIDE специфицирован на >4 000 ВЧ-линий и >1 000 кубитов | Bluefors | C[303] |
Разводка задаёт то N, при котором ошибки имеет смысл корректировать, но не сам предел: доминирующим членом остаётся двухкубитная неточность — Willow, 105 кубитов при средней точности двухкубитных вентилей 99.88% и цикле 1.1 µs D[1].
Производство, материалы и цепочка поставок
Выход годных здесь механический (разъёмы на порт, расслоение шлейфа, тепловая привязка) и тепловой, а не литографический; стойки почти целиком COTS. Тонкий слой — криогенная разводка: Delft Circuits является ведущим независимым поставщиком шлейфов и поставляет их внутрь систем Bluefors C[523]. Риск сконцентрирован в рефрижераторах: в 2023 г. Bluefors поглотила импульсные трубы и гелиевые установки Cryomech, забрав себе ступень под блоком растворения, при совокупной выручке выше EUR 160 M C[524]; Oxford Instruments — единственная сопоставимая коммерческая альтернатива, ULVAC — японский третий источник с 2025 г. C[525]. Экспортный контроль режет асимметрично: рефрижераторы выше порога BIS (≥600 µW при 0.1 K, 48 h) подпадают под ECCN 3A904, а 3A901.a контролирует КМОП, спроектированный для работы при ≤4.5 K, чем захватывает альтернативу в виде крио-КМОП, тогда как комнатнотемпературные стойки не контролируются G[301].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
От двух до четырёх линий на кубит: возбуждение, поток и линии считывания, каждая из которых мультиплексирует 5–10 кубитов. На 10³ архитектура работает и занимает бо́льшую часть крупного криостата; >4 000 линий у KIDE специфицированы под >1 000 кубитов, то есть примерно по четыре на кубит C[303]. На 10⁴ дорожная карта по шлейфам (40 000+ линий к 2029 г.) — это экстраполяция без промежуточной демонстрации R[523], и пределом становится глубина мультиплексирования, а не число кабелей. На 10⁶ комнатнотемпературного пути не существует; любая дорожная карта дальше ~10⁴ предполагает управление внутри криостата или разбиение по нескольким криостатам. Комнатнотемпературный круговой проход добавляет ещё и задержку кабеля плюс обработку в стойке масштаба µs C[526] — против цикла Willow в 1.1 µs D[1].
Роль в стеке
Обслуживает архитектуры на трансмонах, на бозонных кошачьих кодах и кодах Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP) и на двухрельсовых кубитах со стираниями (erasure) — всё сверхпроводниковое дерево — и не требует ничего выше по стеку, в чём и состоит его коммерческая сила. Кроме того, это альтернативное управление в архитектурах кремниевых/германиевых спинов в квантовых точках, донорных спинов в кремнии и спинов центров окраски. Каждый из его заменителей (крио-КМОП при 4 K, быстрая одноквантовая логика (БОК) при милликельвинах, ЦАП магнитного потока на кристалле) обходится в новую криогенную квалификацию, и ни один не вытеснил его на масштабе: милликельвиновый БОК-модуль SEEQC достигает точности однокубитных вентилей выше 99% и до 99.9% на пяти кубитах D[304]; контроллер HRL при 4 K управляет 18 кремниевыми спиновыми кубитами при Λ₅/₃ = 4.7 D[190]; IBM сообщает о паритете ASIC потокового смещения на крио-КМОП с комнатнотемпературной электроникой на 156-кубитном Heron R2, но только в виде конференционных тезисов C[527]. Комнатнотемпературная разводка не добавляет времени ни вентилю, ни считыванию, поэтому производный раунд остаётся 0.65 µs — внутри измеренного цикла QEC 1.1 µs D[1]. Соседний пустой слот — мультиплексированный криогенный слой управления, доказанный на масштабе массива.
Свидетельства — как измерены числа
Любое число линий выше 1 536 — это продуктовая литература, а не реально разведённая система: ни >4 000 у Bluefors, ни 40 000 к 2029 г. у Delft Circuits не имеют названной инсталляции, и ни один из них не публикует данных по перекрёстным помехам или фазовой стабильности при большом числе каналов. Независимого измерения суммарных перекрёстных наводок более чем на ~1 000 одновременно работающих линиях по состоянию на 4 сентября 2026 г. не существует — и это тот самый значимый пробел, поскольку именно перекрёстными помехами эта архитектура и отказывает.
Шум цепи управления может измерить сам кубит. На одной линии трансмона в Jülich с ослаблением 56 dB в смоделированной скорости возбуждения доминировал классический шум генератора управляющих сигналов при комнатной температуре (−146 dBm/Hz выше 4.6 GHz) и ступени аттенюаторов при 1 K, тогда как релаксацию определял квантовый шум; спектр возбуждения кубита служил спектрометром этого шума in situ P[890]. Результат описывает одну установку, а не всякую линию.
Цифры Bluefors (>4 000 линий) и Delft Circuits (40 000 к 2029 году) не продемонстрированы на уровне системы. Результат IBM о паритете крио-КМОП-смещения потока существует только в виде тезисов конференции APS, без препринта или статьи на 2026-09-04. Ни одно датированное определение ECCN не относится именно к стойкам управления при комнатной температуре; их неподконтрольность выводится из отсутствия подходящей позиции в правиле 2024 года, а не из явного заявления BIS. Не опубликовано: стоимость линии или жгута, а также выручка и число заказчиков Delft Circuits и Zurich Instruments.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Bluefors | поставщик | Финляндия | Рефрижераторы с интегрированными жгутами; KIDE на >4 000 линий | C[303] |
| Delft Circuits | поставщик | Нидерланды | Шлейф Cri/oFlex, 8 каналов на шлейф, внутри Bluefors XLDsl | C[523] |
| Quantum Machines | поставщик | Израиль | Стойки управления OPX и ПО контроллера | C[528] |
| Zurich Instruments | поставщик | Швейцария | Стойки ZQCS в 256-кубитной системе Fujitsu/RIKEN | C[526] |
| Qblox | поставщик | Нидерланды | Модульные стеки управления, более низкая цена | C[529] |
| IBM | разработчик | США | Condor, 1 121 кубит на одном криостате; претендент с крио-КМОП | C[292] |
| SEEQC | разработчик | США | Милликельвиновое БОК-управление — одна из альтернатив внутри криостата | D[304] |
Деньги.
2023-03-28 · Bluefors · сделка M&A, Cryomech · сумма не раскрыта, совокупная выручка > EUR 160 M · закрыта C[524]
2024-06-20 · Qblox · раунд серии A · USD 26 M · Quantonation, Invest-NL Deep Tech · закрыт C[529]
2025-02-25 · Quantum Machines · раунд серии C · USD 170 M · ведущий инвестор PSG Equity · суммарно USD 280 M · закрыт C[528]
2025-12-03 · Delft Circuits · расширение раунда серии A · EUR 8 M · DeepTech XL, HTGF, QuVest · суммарно EUR 15 M · закрыто P[530]
2026-06-17 · Quantum Machines · сделка M&A, PCB Engineering (Венгрия) · сумма не раскрыта · закрыта C[528]
Рынок и цепочка поставок. Рынок стоек конкурентен и коммодитизируется: пять поставщиков квалифицированы под NVQLink C[531], лучше всех капитализирована Quantum Machines с суммарными USD 280 M C[528], Qblox на порядок меньше C[529]. Криостаты и их разводка, наоборот, сконцентрированы, и Delft Circuits с суммарными EUR 15 M P[530] — единственный значимый независимый поставщик шлейфов, то есть единая точка отказа. Узел оплачивают G2, G3, G7; не G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного подсчёта патентных семейств по криогенным ВЧ-кабелям или комнатнотемпературному управлению ни в одной поименованной базе не найдено — датированного факта нет. Формального стандарта нет; ближайшее к нему — NVQLink, который с 2025-10-28 задаёт общий интерфейс со стороны GPU для пяти поставщиков управления C[531], тогда как импульсный стек у каждого остаётся проприетарным.
Дорожные карты и послужной список. Delft Circuits (2025-11-10, на 2029): 40 000+ линий на криостат, промежуточных вех нет R[523]. Bluefors (2026-06-16, срок не указан): KIDE на >4 000 линий, только страница продукта C[303]. Zurich Instruments (2026-03-09, срок не указан): «несколько тысяч кубитов» C[526]. Оба поставщика кабельных решений поставили каждый заявленный ими шаг по плотности; тем не менее 2029 г. — это линейная экстраполяция.
Стратегическое прочтение. Если комнатнотемпературная разводка дотянет до 10⁴ кубитов, бюджет управления остаётся у поставщиков стоек и у Bluefors, а управление на крио-КМОП или БОК так и останется исследовательской программой. Если плотность застрянет у 4 000–5 000 линий, переговорная сила уходит внутрь криостата, где ни один комнатнотемпературный поставщик не владеет ИС, — а сильнейшие результаты по крио-КМОП принадлежат IBM и HRL, с 2026-08-26 одной компании факт. Экспортный контроль играет на стороне действующего решения G[301].
Перспективы и открытые вопросы
Подтверждение к концу 2027 г. — если один криостат заработает с >2 000 кубитами на комнатнотемпературных линиях и с опубликованной точностью при такой плотности; понижение — после ещё одного года спецификаций по числу линий без реально разведённой системы. В лучшем случае к 2029 г.: плотность шлейфов вместе с более глубоким мультиплексированием доводит систему до 10⁴ кубитов при неизменном стеке. В худшем случае: плотность выходит на плато у 4 000–5 000 линий, тогда как дорожные карты за этой отметкой опираются на непоставленные крио-КМОП или БОК. Открытые вопросы: растут ли перекрёстные помехи быстрее линейного закона за пределами ~1 000 линий; складываются ли плотность шлейфов и мультиплексирование или упираются в независимые стены; решится ли хоть один поставщик на управление внутри криостата раньше, чем комнатнотемпературная разводка явно откажет; снимает ли разбиение по нескольким криостатам вопрос о потолке на один криостат.
Литература
- [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
- [190] Members of the HRL Quantum Team and Collaborators, “A digitally controlled silicon quantum processing unit,” arXiv:2604.16216, Apr. 2026. D
- [292] J. Gambetta, “The hardware and software for the era of quantum utility is here,” IBM Quantum Computing Blog, Dec. 4, 2023. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ quantum-roadmap-2033 - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [303] Bluefors, “KIDE Cryogenic Platform — For Large-Scale Quantum Computing,” Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://bluefors.com/
products/ Ckide-cryogenic-platform/ - [304] C. Jordan et al., “A quantum computer controlled by superconducting digital electronics at millikelvin temperature,” Nat. Electron., vol. 9, no. 3, pp. 287–294, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41928-026-01576-6. D
- [522] S. Krinner et al., “Engineering cryogenic setups for 100-qubit scale superconducting circuit systems,” EPJ Quantum Technology, vol. 6, no. 1, Art. no. 2, Dec. 2019, doi: 10.1140/epjqt/s40507-019-0072-0. arXiv:1806.07862. D
- [523] Physics World (IOP Publishing), “Delft Circuits, Bluefors: the engine-room driving joined-up quantum innovation,” Nov. 10, 2025. [Online]. Available: https://physicsworld.com/
a/ Cdelft-circuits-bluefors-the-engine-room-driving-joined-up-quantum-innovation/ - [524] Bluefors, “Bluefors closes the acquisition of Cryomech,” Mar. 28, 2023. [Online]. Available: https://bluefors.com/
press-releases/ Cbluefors-closes-the-acquisition-of-cryomech/ - [525] ULVAC, “ULVAC Developing Next-Generation Dilution Refrigerator for Quantum Computing by 2026,” Nasdaq (JCN Newswire), Mar. 20, 2025. [Online]. Available: https://www.nasdaq.com/
press-release/ Culvac-developing-next-generation-dilution-refrigerator-quantum-computing-2026-2025-03 - [526] Zurich Instruments, “Zurich Instruments Launches the ZQCS Quantum Control System to Master the Long-Lived Logical Qubit Challenge,” Mar. 9, 2026. [Online]. Available: https://www.zhinst.com/
americas/ Cen/ news/ zurich-instruments-launches-zqcs-quantum-control-system-master-long-lived-logical-qubit/ - [527] A. Noori et al., “A Cryo-CMOS Control System for Large-Scale Superconducting Qubit Quantum Computing: Part 2,” IBM Research, Mar. 16, 2026. [Online]. Available: https://research.ibm.com/
publications/ Ca-cryo-cmos-control-system-for-large-scale-superconducting-qubit-quantum-computing-part-2 - [528] Quantum Machines, “Quantum Machines Raises $170M as Its Customer Base Exceeds 50% of Companies Developing Quantum Computers,” Feb. 25, 2025. [Online]. Available: https://www.quantum-machines.co/
press-release/ Cquantum-machines-raises-170-million-in-series-c-funding/ - [529] E. Flipse, “Qblox secures series A funding to accelerate quantum control stack development,” Qblox Newsroom, Jun. 20, 2024. [Online]. Available: https://qblox.com/
newsroom/ Cqblox-secures-series-a-funding-quantum-control-stack-development - [530] M. U. Rehman, “Delft Circuits Names Martin Danoesastro CEO and Extends Funding Round,” The Quantum Insider, Dec. 3, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ P12/ 03/ delft-circuits-new-ceo-financing/ - [531] NVIDIA, “NVIDIA Introduces NVQLink — Connecting Quantum and GPU Computing for 17 Quantum Builders and Nine Scientific Labs,” Oct. 28, 2025. [Online]. Available: https://nvidianews.nvidia.com/
news/ Cnvidia-nvqlink-quantum-gpu-computing - [890] J. R. Guimarães et al., “Quantum environment afterglow from broadband excitation spectroscopy in superconducting qubits,” arXiv:2609.31280, Sep. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Оптическое управление лазером через АОД/SLM (атомы)
Лазеры свободного пространства, голографические модуляторы и акустооптические дефлекторы создают, перемещают, снимают и возбуждают массивы оптических пинцетов, удерживающие кубиты на нейтральных атомах.
Вердикт. Такт нейтрально-атомной машины задаёт этот слой, а не вентиль в 270 ns: съёмка изображения плюс транспорт удерживают раунд QEC на 1-4.5 ms по состоянию на 4 сентября 2026 г., а мощность удержания растёт линейно, ~0.67 mW на позицию.
Λ = коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Голографический модулятор расщепляет один пучок в статическую решётку фокусов-пинцетов; скрещённые акустооптические дефлекторы, управляемые многотональным ВЧ-сигналом, наводят отдельные ловушки; остальные лазеры охлаждают, снимают изображение и возбуждают сверхтонкие и ридберговские переходы. Модуляторы обновляют кадр на десятках герц и статичны в пределах одного выстрела, поэтому быстрое движение — дело дефлекторов или конвейеров на оптических решётках. Схему задал Endres в 2016 г. — управление 100 пинцетами в реальном времени, собирающее бездефектные массивы более чем из 50 атомов менее чем за 400 ms D[577], — и этот цикл «измерить–решить–переместить–проверить» до сих пор задаёт такт.
- e/f: полностью оптический, комнатная температура, вне вакуумной ячейки; ошибки когерентны — наведение, фаза голограммы, ВЧ-интермодуляция.
- d/g: связность даёт транспорт на дефлекторах, построенный на оптике свободного пространства.
Физика и пределы
Этим слоем правят два жёстких закона. Мощность удержания линейна по числу позиций: массив Tsinghua на 18 225 позиций забирает 33 W падающей мощности и 12.2 W эффективной, ~0.67 mW на ловушку D[145], так что 10⁶ позиций означают около киловатта удерживающего света ещё до всякой съёмки и ридберговского пучка. А число разрешимых пятен дефлектора есть произведение его ВЧ-полосы на время пробега акустической волны поперёк пучка, причём это же время снизу ограничивает скорость перенаведения ловушки: больше позиций и более быстрые перемещения тянут в разные стороны внутри одного прибора. Ни то, ни другое не является «частотой обновления». Следствие — такт: съёмка за 0.5–1 ms и транспорт за сотни µs дают раунды QEC в 1–4.5 ms против вентилей в 270 ns D[4]. Режимы отказа систематические: неоднородность глубины ловушек, дрейф наведения, интермодуляция тонов. Нижний предел сдвигает более быстрая съёмка — считывание за 17.6 µs при различении 99.89(5)% на иттербии P[261], что примерно в ~50× меньше доминирующего члена.
Достигнутый инженерный уровень
Крупнейший массив: 11 022 атома рубидия в сетке из 18 225 позиций, сформированной метаповерхностью 19.8 mm вне вакуумной ячейки — без вентилей, без когерентности, заполнение 60.5% до перестроения D[145]. Лучшая длительная работа: 3 217 атомов при заполнении 99.3% дольше двух часов, с дозагрузкой 300 000 атомов в секунду ради 30 000 инициализированных кубитов в секунду, причём перемещение выполняют конвейеры на оптических решётках, а не дефлекторы D[144]. Типичное в масштабе гораздо скромнее: 448-атомная архитектура, где съёмка и транспорт задают раунд в 1–4.5 ms D[4]. Доминирующее ограничение — задержка измерения и движения, а не число ловушек и не мощность.
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2025-09 | 3 217 атомов, >2 h, 30 000 инициализированных кубитов/s | Harvard | D[144] |
| 2026-06 | 18 225 метаповерхностных ловушек, 11 022 атома, 0.67 mW на позицию | Tsinghua | D[145] |
| 2026-07 | 2 000 пинцетов из 20 W, шаг 3.5 µm, менее 100 nm | Fraunhofer ILT | P[578] |
| 2026-08 | Съёмка 17.6 µs, различение 99.89(5)%, выживание 98.80(44)% | Kyoto | P[261] |
В 2026 году показана альтернатива цепочке опорных частот в масштабе чипа: микрогребёнка на Si₃N₄ на 780 nm (резонатор на чипе, превращающий излучение одного лазера накачки в гребёнку эквидистантных взаимно когерентных линий), стабилизированная по переходу ⁸⁵Rb, удерживала дрейф накачки на уровне 100 kHz в течение 2 000 s, а поскольку гребёнка когерентна, стабилизация подстраивает сразу все линии. Одна линия, усиленная до 102 mW и доставленная через свободное пространство, сформировала оптическую решётку глубиной 4.2 энергии отдачи и рамановскую связь в 0.7 энергии отдачи на конденсате Бозе–Эйнштейна ⁸⁷Rb P[886]. Продемонстрирован один канал; разделение опорной частоты между многими каналами — прогноз авторов.
Производство, материалы и цепочка поставок
Пластины нет: товарная и полукастомная оптика свободного пространства, интегрируемая вручную, — и тем не менее концентрация тяжёлая. В просмотренной литературе фигурируют лишь два поставщика дефлекторов — AA Opto-Electronic (DTSX-400, в 448-атомной системе) и Gooch & Housego Dфакт, — а Hamamatsu поставляет и модулятор, и камеру, причём альтернатива не установлена Cфакт: вот две настоящие единые точки отказа. Альянс Hamamatsu, NKT Photonics и Yaqumo от июня 2026 г. — первая попытка индустриализировать этот уровень, нацеленная на рынок сенсорики с прогнозом $3.5–7.9B P[335]. Метаповерхность Tsinghua указывает в другую сторону: литографический элемент, заменяющий объектив, — единственный шаг, который может стать полупроводниковым производством D[145]. Ни одна категория экспортного контроля пинцетную оптику не называет; уязвимость идёт через ECCN 4A906 факт.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Одна оптическая цепочка обслуживает весь массив, поэтому нагрузка — это полоса и оптическая мощность, а не число линий на кубит: задача, обратная сверхпроводниковой, и именно поэтому число атомов масштабируется, а такты — нет. При 10³ позициях полные отказоустойчивые петли работают уже сегодня D[4]. При 10⁴ связывающим ограничением становится цикл «измерить–перестроить–проверить»: 11 022 атома в ловушках против 448 под логическим управлением. При 10⁶ не существует ничего. Единственная сквозная цифра по петле управления, публикуемая поставщиком, — частота повторения Gemini у QuEra: один выстрел в секунду при 260 кубитах C[137].
Роль в стеке
Этот слой лежит под всеми тремя нейтрально-атомными архитектурами — ридберговскими массивами пинцетов на щелочных (QuEra, Pasqal, Infleqtion, Google) и щёлочноземельных (Atom Computing/Microsoft, Caltech) атомах и аналоговым симулятором на нейтральных атомах, — поставляя ридберговское возбуждение и транспорт на дефлекторах, которые потребляют механизмы вентиля и зонированной связности. Он заменяет управление ловушками через фотонную интеграцию, разменивая интеграцию масштаба чипа на гибкость свободного пространства. На нём сидит почти каждый нейтрально-атомный механизм. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс ≈ 1.31 ms, из них 0.80 ms транспорта, против измеренного раунда 1–4.5 ms — и задаётся целиком здесь. Соседний пустой слот: интегрированная плоскость оптического управления, сохраняющая гибкость дефлекторов.
Свидетельства — как измерены числа
Число ловушек и заполнение получают прямой флуоресцентной съёмкой, и под сомнение они не ставятся, но сравнивают их поверх несовместимых границ: 11 022 атома в ловушках и 448 кубитов под отказоустойчивым управлением измеряют разные вещи, а заполнение приводят то до перестроения (60.5% D[145]), то после (99.3% D[144]) — без пометки. Цифры задержек архитектурны, измерены внутри системы одной группы и ни разу не воспроизведены, а результаты по метаповерхности и по 2 000 пинцетам каждый получен одной группой.
Цифра €65 тыс. на атом выведена из одного заказа, а не из прайс-листа. Не опубликовано: названные заказчики альянса Hamamatsu, NKT Photonics и Yaqumo; время жизни в вакууме и какие-либо измерения когерентности для метаповерхностного массива на 18 225 узлов; и разбивка стоимости ниже уровня системы.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| QuEra Computing | разработчик | США | Продаёт Gemini: 260 атомов, один выстрел в секунду | C[137] |
| Atom Computing | разработчик | США | Иттербиевая платформа; строит Magne вместе с Microsoft | C[154] |
| Pasqal | разработчик | Франция | Ридберговские пинцетные системы; листинг через SPAC в августе 2026 г. | P[156] |
| Hamamatsu Photonics | поставщик | Япония | Модуляторы и камеры qCMOS | P[335] |
| AA Opto-Electronic | поставщик | Франция | Скрещённые АОД для транспорта пинцетов | Dфакт |
Деньги.
| Дата | Участник | Событие | Сумма | Программа / лид | Статус |
|---|---|---|---|---|---|
| 2025-07-17 | QuNorth | заказ Magne, 1 225 физических | €80M | Atom Computing, Microsoft | заказано Cфакт |
| 2025-09-09 | QuEra | раунд финансирования | $230M+ | Google, SoftBank Vision Fund 2 | закрыто C[153] |
| 2025-11-06 | DARPA | QBI Stage B: Atom Computing, QuEra | ≤$15M | QBI | официально факт |
| 2026-06-16 | Atom Computing | раунд серии C плюс LOI по CHIPS | $100M + $100M | Third Point; Минторг США | закрыто+LOI C[154] |
| 2026-08-28 | Pasqal | закрытие SPAC | ~$360M наличными, выручка 2025 г. €16.5M | — | закрыто P[156] |
Рынок и цепочка поставок. Два поставщика дефлекторов и один поставщик камер и модуляторов против лазерного поля с реальными альтернативами (NKT, TOPTICA, Coherent): концентрация сидит в дефлекторах и камерах — небольших непубличных компаниях, под которыми стоят четыре платформы на венчурном финансировании. Удельная экономика цитируема на уровне системы: €80M у QuNorth за 1 225 атомов — это ~€65k на атом, на два порядка ниже поставки ионной системы в пересчёте на ион Pфакт, поскольку пинцетная оптика амортизируется по позициям. Уровень окупается на G1, является предпосылкой для G3 и блокирует G4, пока не упадёт миллисекундный цикл.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Патентного семейства именно по управлению пинцетами не всплыло: методика происходит из открытой литературы, а участники рынка — спин-оффы тех самых групп, которые её опубликовали. ИС поставщиков лежит в продуктах-дефлекторах и модуляторах и не является квантово-специфичной; подсчёты PatSnap здесь не разукрупнены Pфакт. Ни судебных споров, ни органа по стандартизации.
Дорожные карты и послужной список. QuEra (2024 г., на 100 логических в 2026 г.) — перенацелено на «Libra» в 2028 г., сдвиг на два года, изменений в аппаратуре управления не объявлено. Atom Computing вместе с Microsoft (2025-07, на 50 логических в Magne на рубеже 2026/27) — по состоянию на 4 сентября 2026 г. идёт монтаж; единственная твёрдая дата поставки в отрасли. Pasqal (2024 г., на 10 000 физических в 2026 г.) — сдвинуто на 2028 г., теперь профинансировано. Infleqtion (2025-09, на 1 000 логических к 2030 г.) — капитализирована, цифры по задержке нет. Google (2026-03) — набран персонал, вехи нет.
Стратегическое прочтение. Если этот слой индустриализуется, выигрывает не платформенная компания, а тот, кто консолидирует оптический уровень: поставщик, владеющий дефлекторами, модуляторами и камерами, назначает цену сразу всем нейтрально-атомным вендорам — именно этим и позиционируется стать альянс Hamamatsu. Ответ платформ — интеграция: метаповерхности и чиповые ловушки, стягивающие оптику на пластину. Если миллисекундный цикл удержится, они проигрывают вместе: число атомов уже превышает то, чем кто-либо способен управлять, поэтому дифференциатором становится задержка, а сверхпроводниковые конкуренты держат по такту три порядка преимущества.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить/понизить в течение 12–24 месяцев: раунд QEC ниже 1 ms при более чем 10³ позициях; вторую группу, воспроизводящую метаповерхностный массив или съёмку за 17.6 µs; Magne, оттестированную на 50 логических кубитах. В лучшем случае к 2029 г.: быстрая съёмка и конвейерный транспорт сокращают раунд до ~100 µs, снимая отставание по такту. В худшем случае: задержка остаётся на миллисекундах, а массивы — большими, дешёвыми и медленными. Открыто: является ли размен «полоса против времени пробега» в дефлекторе инженерной задачей или жёстким пределом; выживет ли быстрая съёмка на 10⁴ позициях; появится ли у дефлекторов второй источник. Следить за приёмочными испытаниями Magne.
Литература
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. D
- [137] QuEra Computing Inc., “Gemini-Class Gate-Model Quantum Computer.” [Online]. Available: https://www.quera.com/
gemini C - [144] N.-C. Chiu et al., “Continuous operation of a coherent 3,000-qubit system,” Nature, vol. 646, no. 8087, pp. 1075–1080, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09596-6. D
- [145] Y. Wang et al., “Trapping 11,000 Atoms in a Tweezer Array Generated by a Single Metasurface,” arXiv:2606.02715, Jun. 2026. D
- [153] QuEra Computing, “QuEra Expands $230 Million Financing Round Advancing Quantum-Accelerated Supercomputing,” Sep. 9, 2025. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Cquera-expands-230-million-financing-round-advancing-quantum-accelerated-supercomputing - [154] Atom Computing, “Atom Computing Raises More Than $300 Million to Accelerate Deployment of Fault-Tolerant, Neutral-Atom Quantum Computers,” PR Newswire, Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Catom-computing-raises-more-than-300-million-to-accelerate-deployment-of-fault-tolerant-neutral-atom-quantum-computers-302800832.html - [156] M. Swayne, “Pasqal Completes SPAC Merger With $360 Million in Cash,” The Quantum Insider, Aug. 28, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P08/ 28/ pasqal-completes-spac-merger-with-360-million-in-cash/ - [261] R. Yokoyama et al., “Minimally Destructive Fast Imaging of Single Atoms in an Optical Tweezer Array with Coherent Excitation,” arXiv:2605.24175, Jun. 2026. Also https://arxiv.org/
abs/ . P2605.24175 - [335] M. Abdel-Kareem, “Hamamatsu Photonics, NKT Photonics, and Yaqumo Form Alliance to Industrialize Cold-Atom Quantum Core Components,” Quantum Computing Report, Jun. 4, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
hamamatsu-photonics-nkt-photonics-and-yaqumo-form-alliance-to-industrialize-cold-atom-quantum-core-components/ P - [577] M. Endres et al., “Cold Matter Assembled Atom-by-Atom,” arXiv:1607.03044, Jul. 2016. D
- [578] M. Swayne, “Fraunhofer ILT Develops Laser System for 2,000-Qubit Neutral-Atom Quantum Computer,” The Quantum Insider, Jul. 8, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P07/ 08/ fraunhofer-ilt-develops-laser-system-for-2000-qubit-neutral-atom-quantum-computer/ - [886] W. Sun et al., “A photonic integrated comb engine for ultracold quantum gases,” arXiv:2609.28294, Sep. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Вертикальный (внеплоскостной) подвод сигналов — VIO, коаксмон, 3D разводка
Линии управления и считывания от электроники при комнатной температуре подходят к каждому сверхпроводниковому кубиту через лицевую поверхность чипа — коаксиальные штыри, контактные зонды, сверхпроводниковые переходные отверстия (vias) или уложенный в стопку сигнальный кристалл, — а не разводятся в плоскости чипа к его краю.
Вердикт. Несёт 256-кубитный процессор (RIKEN/Fujitsu) и корпус масштаба пластины на >500 кубитов (OQC); снимает стену краевой разводки, но не число линий, а перекрёстные помехи между линиями опубликованы только для четырёхкубитного устройства по состоянию на 2026-09-26.
TSV = сквозное переходное отверстие в кремнии (through-silicon via); MXC = камера смешения (mixing chamber), самая холодная ступень рефрижератора; T1, T2e = время релаксации и время дефазировки с эхом; G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Линии по-прежнему начинаются в стойках при комнатной температуре (ct_rt); меняется лишь последний сантиметр. Вместо копланарной линии, разведённой к контактной площадке под разварку (wire bond) на краю кристалла, сигнал входит через лицевую поверхность чипа — подпружиненный или коаксиальный штырь, контактный зонд, сверхпроводниковое переходное отверстие или сигнальный кристалл, присоединённый методом bump-bonding. Квантовый сокет (quantum socket) из Waterloo (2016) прижимал к чипу подпружиненные коаксиальные провода D[532]; оксфордская коаксиальная схемная КЭД (circuit QED, 2017) разместила кубит и резонатор на противоположных сторонах кристалла, а всю разводку — перпендикулярно D[533]; отсюда ведёт начало Coaxmon от OQC. RIKEN предпочёл сверхпроводниковые переходные отверстия с обратной стороны интерфейсам flip-chip, которые всё равно выводят площадки к краю C[534], и сделал обзор необходимого для этого корпусирования G[535].
Атрибуты: СВЧ-управление при комнатной температуре; когерентная ошибка; изготовление по сверхпроводниковой литографии.
Физика и пределы
Краевая разводка. В решётке m × m каждая линия, обслуживающая кубит внутри кольца, пересекает ~4m межкубитных промежутков этого кольца; при k линиях на кубит и c линиях на промежуток разводка замыкается при m = 4c/k — для k = 2 и c = 3–5 это N ≈ 36–100 S. Это и есть плато ~100 кубитов, на которое ссылается QuantWare C[536], при том что на разводку уходит «почти 90% чипа» C[537]. Сигнальный кристалл flip-chip увеличивает c, но линии всё равно выходят через периметр ∝ √N, тогда как их число растёт ∝ N, — рост полиномиальный, а не «экспоненциальное разветвление (fan-out)», о котором говорит поставщик S. Вертикальный ввод сохраняет число линий на единицу площади постоянным, поэтому решётка тайлируется.
Линия. Вакуумное коаксиальное отверстие имеет 50 Ω при отношении диаметров 2.3 S. Штыри OQC с 50 ± 2.5 Ω заканчиваются в 0.9 mm (кубит) или 0.4 mm (резонатор) от схемы и связываются эванесцентно, ниже частоты отсечки отверстия: селективность линий управления от −40 до −60 dB при шаге 2 mm D[538]. Негальванические штыри не проводят постоянный ток, поэтому кубитам и элементам связи с перестройкой потоком нужны зонды, переходные отверстия или бампы S.
Моды корпуса. Кремниевый кристалл размером 20 mm может резонировать уже на ~3 GHz, внутри полосы кубитов S; индуктивная колонна OQC поднимает частоту отсечки корпуса до 34.3 GHz и ограничивает паразитную связь величиной |J|/2π < 250 kHz D[538].
Тепловыделение задаётся числом линий, а не трассой их прокладки: полностью разведённый корпус OQC масштаба пластины оценивается в ≤~3 µW на MXC при 25–30 µW мощности охлаждения на 20 mK D[311].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2016-05 | Подпружиненные коаксиальные провода, DC–8 GHz, контактное сопротивление ~150 mΩ, рассогласование ~10 Ω | Univ. of Waterloo | D[532] |
| 2017-08 | Сверхпроводящие TSV, нулевое сопротивление между переходными отверстиями ниже критической температуры алюминия | Rigetti | D[539] |
| 2020 | TSV 10 × 20 × 200 µm несут управление и считывание в стопке с bump-соединениями | MIT Lincoln Laboratory | D[540] |
| 2021-11 | 127 кубитов, разводка на «нескольких физических уровнях» | IBM Eagle | C[541] |
| 2022-04 | 2 × 2 коаксмона (coaxmon); T1 149(38) µs; однокубитная точность 99.982(4)% | Oxford / OQC | D[538] |
| 2023-03 | 64 кубита, чип 2 cm, контактные зонды, 96 входных + 16 выходных линий | Консорциум RIKEN | C[542] |
| 2025-04 | 256 кубитов; плотность ×4 в том же рефрижераторе | RIKEN / Fujitsu | C[51] |
| 2026-02 | >500 кубитов на 3-дюймовом кристалле; медиана T1 97 µs, T2e 129 µs | OQC | D[311] |
Среди носителей в реестре за пределами 256 кубитов, связанных вентилями, существуют лишь заявления: VIO-40K — 40 000 линий на 10 000 кубитов в модулях-чиплетах, поставки в 2028 г. C[536]. Ни у одной из японских машин в реестре нет двухкубитной ошибки, а корпус OQC отчитывается о когерентности и считывании, а не о вентилях D[311].
Производство, материалы и цепочка поставок
Переходные отверстия: MIT Lincoln Laboratory изготавливает кубиты на поверхности, несущей TSV D[540]; наклонные стенки у Rigetti позволяют плёнкам, нанесённым испарением или распылением, покрывать переходное отверстие D[539]. Штыри: корпус OQC справляется с дифференциальным тепловым сжатием на 3 дюймах благодаря зазорам штырей 0.5 mm D[311]. Стопки: QuantWare интегрирует «все компоненты формирования сигнала» C[537] и в 2026 г. открывает KiloFab в Делфте с мощностью в 20× выше, чем у неё в 2025 г. C[536]. Выход годных для штырей, переходных отверстий и бампов на 10³–10⁴ контактов не опубликован по состоянию на 2026-09-26.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Вертикальный подвод перемещает линии, но не устраняет их. 64 кубитам RIKEN нужны 112 линий C[542], 1.75 на кубит S; четырёхкубитному устройству OQC — две на кубит D[538]; VIO-40K — четыре C[536]. Корпус OQC масштаба пластины делит каждую линию между девятью кубитами, причём управление идёт поверх считывания D[311], — ~0.11 на кубит S; димон (dimon), кубит GENESIS C[543], возбуждает обе моды через одну линию управления D[250]. На 10³ кубитах это 10²–4×10³ линий S; на 10⁴ QuantWare заявляет один криостат C[537]; на 10⁶ разрыв закрывает только холодное мультиплексирование — ct_cryocmos, ct_sfq S. Задержка контура управления не меняется S.
Роль в стеке
Слот 5 архитектур «Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи» и «Двухрельсовые кубиты со стираниями». Технология требует электроники ct_rt за вертикальной разводкой и переходных отверстий, штырей и интерпозеров fab_sc; она и ct_rt заменяют друг друга («краевой vs вертикальный подвод сигналов»); ни одного ребра обеспечивает не записано. Освобождает она край кристалла — для межчиповых связей между краевыми кубитами C[537], что является предпосылкой для ic_multidie. Её несут десять машин реестра (10 — как основную). RIKEN 64 и RIKEN–Fujitsu 256 отмечены ✅ по цифрам поставщика; ✅ у Toshiko опирается на четырёхкубитную статью, у GENESIS — на статью о двухрельсовых кубитах, у VIO-40K — на анонс. Машина Fujitsu на 1 000 кубитов — 🔎: цитируемая статья говорит о высокоплотном корпусировании, а не о перпендикулярной разводке P[546]; разводка ячейки на 10 000 кубитов не раскрыта. Contralto-A17 и Tenor-D64 в их число не входят: источник представляет Contralto-A как «экономичный путь модернизации до QPU QuantWare на базе VIO», а не как такой QPU C[544], а страница D-line изображает модули «VIO 1K» и «VIO 40K», не называя процессора C[545]. Пробел G-vio закрыт: число линий на кубит лежит в диапазоне 0.11–4; число слоёв разводки не раскрывает ни один носитель.
Свидетельства — как измерены числа
Перекрёстные помехи между линиями существуют лишь в виде четырёхкубитной матрицы селективности OQC D[538]; RIKEN, Fujitsu и QuantWare в открытых источниках ничего подобного не публикуют по состоянию на 2026-09-26. Корпус OQC — единственный многокубитный набор данных: медианные T1, T2e ~100 µs по ~100 кубитам, точность считывания 97.5% и температура кубитов 36 mK по 54 кубитам D[311]. Отсутствуют: одновременные бенчмарки по >100 линиям; выход годных контактов на протяжении термоциклов.
Не опубликовано: входят ли сигналы в процессорах поколения Eagle у IBM через лицевую сторону чипа; способ подвода сигналов в Rigetti Ankaa; данные QuantWare об импедансе, выходе годных и тепловой нагрузке VIO и то, какой процессор несёт «VIO 1K»; а для корпуса OQC с девятикратным разделением на 56 ячеек — число линий, входящих в корпус, и связаны ли его кубиты.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно они делают с этой технологией | Свидетельства |
|---|---|---|---|---|
| RIKEN | исследования | Япония | Корпус с контактными зондами, 64 кубита | C[542] |
| Fujitsu | разработчик | Япония | Тайлинг элементарными ячейками на 256 кубитов; 1 000 кубитов заявлено на 2026 г. | C[51] |
| Oxford Quantum Circuits | разработчик | Великобритания | Coaxmon в Toshiko и GENESIS; корпус масштаба пластины | C[543]D[311] |
| QuantWare | поставщик | Нидерланды | Стопка чипов VIO; VIO-40K на 2028 г. | C[537] |
| MIT Lincoln Laboratory | исследования | США | TSV в стопках с bump-соединениями | D[540] |
| Rigetti Computing | разработчик | США | Процесс сверхпроводниковых TSV | D[539] |
| IBM | разработчик | США | Многоуровневая разводка (Eagle) | C[541] |
Деньги.
- 2026-05-05 · QuantWare · раунд серии B во главе с Intel Capital и In-Q-Tel, с упоминанием VIO-40K и KiloFab · USD 178 M · объявлено C[547]
- 2026-06-02 · OQC · раунд серии C во главе с Bullhound Capital, Coaxmon не упомянут · GBP 260 M · объявлено C[60]
Рынок и цепочка поставок. RIKEN/Fujitsu и OQC строят собственные корпуса; QuantWare продаёт VIO, чтобы «масштабировать кубитные чиплеты и проекты третьих сторон» C[547]. Работает на G2–G4 (трансмон) и G3–G4 (двухрельсовые кубиты).
Интеллектуальная собственность и стандарты. OQC называет Coaxmon «запатентованным» C[543], номер патента не прослежен; QuantWare продвигает VIO-40K как стандарт своей Quantum Open Architecture P[495]. Органа стандартизации нет по состоянию на 2026-09-26.
Дорожные карты и послужной список. В июле 2020 г. RIKEN нацелился на 64-кубитное устройство «в ближайшие три года» C[534] и открыл его 2023-03-27 C[542] — обещание выполнено. Fujitsu по-прежнему указывает 1 000 кубитов на 2026 г. C[75]; запуска не найдено по состоянию на 2026-09-26. QuantWare: VIO-40K в 2028 г. C[536]; промежуточных данных по VIO нет по состоянию на 2026-09-26.
Стратегическое прочтение. За пределами ~100 кубитов вертикальный ввод решает, тайлируется ли кристалл, а не то, способен ли рефрижератор его обслужить; стоимость перемещается к мощностям по переходным отверстиям, бампам и штырям и к тому, кто первым опубликует перекрёстные помехи и выход годных на масштабе.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если к 2027-12-31 процессор с вертикальной разводкой на более чем 256 кубитов опубликует двухкубитные ошибки вместе с одновременными перекрёстными помехами; понизить, если 1 000-кубитная машина Fujitsu минует 2026-12-31 без раскрытия данных или VIO-40K сдвинется за 2028 г. Открытые вопросы. (1) Какой шаг удерживает селективность ниже −40 dB при расстоянии между кубитами 1 mm? (2) Могут ли негальванические штыри обслуживать элементы связи с перестройкой потоком? (3) Каков выход годных контактов на один термоцикл при 10⁴ штырей? (4) Выдерживает ли разделение линии на девять кубитов связанные кубиты и вентили? (5) На каком масштабе ограничением становится собственное тепло стопки?
Литература
- [51] Fujitsu Limited and RIKEN, “Fujitsu and RIKEN develop world-leading 256-qubit superconducting quantum computer,” Fujitsu Global, Apr. 22, 2025. [Online]. Available: https://info.archives.global.fujitsu/
global/ Cabout/ resources/ news/ press-releases/ 2025/ 0422-01.html - [60] A. Curbison, “OQC raises £260m in Europe's largest ever private quantum computing funding round,” OQC, Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://oqc.tech/
company/ Cnewsroom/ series-c - [75] Fujitsu, “Fujitsu Quantum.” [Online]. Available: https://global.fujitsu/
en-global/ Ctechnology/ research/ quantum - [250] J. Wills, M. T. Haque, and B. Vlastakis, “Error-detected coherence metrology of a dual-rail encoded fixed-frequency multimode superconducting qubit,” arXiv:2506.15420, Jun. 2025. D
- [311] O. W. Kennedy et al., “Design and Operation of Wafer-Scale Packages Containing >500 Superconducting Qubits,” arXiv:2602.12773, Feb. 2026. D
- [495] M. Abdel-Kareem, “QuantWare Debuts VIO-40K™ Architecture to Enable 10,000-Qubit Superconducting Processors,” Quantum Computing Report, Dec. 10, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
quantware-debuts-vio-40k-architecture-to-enable-10000-qubit-superconducting-processors/ P - [532] J. H. Béjanin et al., “The Quantum Socket: Three-Dimensional Wiring for Extensible Quantum Computing,” Phys. Rev. Appl., vol. 6, Art. no. 044010, 2016, doi: 10.1103/PhysRevApplied.6.044010. arXiv:1606.00063. D
- [533] J. Rahamim et al., “Double-sided coaxial circuit QED with out-of-plane wiring,” Appl. Phys. Lett., vol. 110, no. 22, Art. no. 222602, May 2017, doi: 10.1063/1.4984299. arXiv:1703.05828. D
- [534] RIKEN, “Wiring a new path to scalable quantum computing,” Jul. 3, 2020. [Online]. Available: https://www.riken.jp/
en/ Cnews_pubs/ research_news/ rr/ 20200703_2/ index.html - [535] S. Tamate, Y. Tabuchi, and Y. Nakamura, “Toward Realization of Scalable Packaging and Wiring for Large-Scale Superconducting Quantum Computers,” IEICE Trans. Electron., vol. E105.C, no. 6, pp. 290–295, Jun. 2022, doi: 10.1587/transele.2021SEP0007. G
- [536] QuantWare, “QuantWare announces scaling breakthrough with VIO-40K™, delivering 10,000 qubit Quantum Processors for the first time,” Dec. 8, 2025. [Online]. Available: https://quantware.com/
news/ Cquantware-announces-scaling-breakthrough-with-vio-40k - [537] QuantWare, “Technology — VIO™ 3D Scaling Architecture.” [Online]. Available: https://quantware.com/
technology C - [538] P. A. Spring et al., “High coherence and low cross-talk in a tileable 3D integrated superconducting circuit architecture,” Sci. Adv., vol. 8, no. 16, Art. no. eabl6698, Apr. 2022, doi: 10.1126/sciadv.abl6698. arXiv:2107.11140. D
- [539] M. Vahidpour et al., “Superconducting Through-Silicon Vias for Quantum Integrated Circuits,” arXiv:1708.02226, Aug. 2017. D
- [540] D.-R. W. Yost et al., “Solid-state qubits integrated with superconducting through-silicon vias,” npj Quantum Inf., vol. 6, Art. no. 59, 2020, doi: 10.1038/s41534-020-00289-8. arXiv:1912.10942. D
- [541] J. Chow, O. Dial, and J. Gambetta, “IBM Quantum breaks the 100‑qubit processor barrier,” IBM Quantum Computing Blog, Nov. 16, 2021. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ 127-qubit-quantum-processor-eagle - [542] NTT (joint release of RIKEN, AIST, NICT, Osaka University, Fujitsu and NTT), “Japanese joint research group launches quantum computing cloud service: Opening access to Japan's first superconducting quantum computer,” Mar. 24, 2023. [Online]. Available: https://group.ntt/
en/ Cnewsrelease/ 2023/ 03/ 24/ 230324a.html - [543] Oxford Quantum Circuits, “Devices – OQC,” OQC. [Online]. Available: https://oqc.tech/
tech/ Cdevices/ - [544] QuantWare, “Introducing Contralto-A: a QPU for quantum error correction,” Feb. 25, 2025. [Online]. Available: https://quantware.com/
news/ Cintroducing-contralto-a-qpu-for-quantum-error-correction - [545] QuantWare, “D-line QPUs — Build bigger, scale faster.” [Online]. Available: https://quantware.com/
product/ Cprocessors/ d-line - [546] M. Swayne, “How Fujitsu Is Tackling a 10,000-Qubit Quantum Computer for Practical Applications,” The Quantum Insider, Dec. 8, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ P12/ 08/ how-fujitsu-is-tackling-a-10000-qubit-quantum-computer-for-practical-applications/ - [547] QuantWare, “QuantWare Raises $178 Million to Build World’s Most Powerful Quantum Processors at an Industrial Scale,” May 5, 2026. [Online]. Available: https://quantware.com/
news/ Cquantware-raises-178-million
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Свободнопространственная лазерная адресация ионов (пучки АОМ/АОД)
Свет для вентилей от оптического стола при комнатной температуре переключается и направляется на отдельные ионы одной цепочки многоканальными акустооптическими модуляторами или акустооптическими дефлекторами и фокусируется объёмной оптикой над ловушкой.
Вердикт. Самое распространённое управление ионами в реестре, опубликованное до 40 адресуемых ионов на цепочку с перекрёстными помехами на соседа 10⁻³–10⁻²; по состоянию на 2026-09-26 не найдено ни одного попарного бенчмарка более длинной цепочки с адресацией в свободном пространстве, а дорожная карта IonQ после Tempo опирается на чипы и фотонные связи.
АОМ = акустооптический модулятор; АОД = акустооптический дефлектор; MS = вентиль Мёльмера–Соренсена; DRB = прямой рандомизированный бенчмаркинг (direct randomized benchmarking); ε = отношение частоты Раби соседа к частоте Раби цели; QV = квантовый объём (quantum volume); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Оптический стол направляет свет для вентилей через смотровые окна и высокоапертурный объектив; акустооптика задаёт, какой ион освещён, а также амплитуду, частоту и фазу света. Многоканальный АОМ даёт по одному РЧ-каналу на фиксированный пучок — 32 на 355 nm в пятикубитной машине Maryland 2016 года, от которой ведёт начало технология D[585]; АОД отображает РЧ-частоту в угол, так что управляемый пучок достигает любого иона D[100]. Сверхтонким кубитам нужна рамановская пара — 355 nm для ¹⁷¹Yb⁺ D[586], 532 nm для ¹³³Ba⁺ D[109]; оптическим кубитам ⁴⁰Ca⁺ — один пучок на 729 nm D[253].
Атрибуты: оптическое управление при комнатной температуре; когерентные ошибки; объёмная оптика; одна сборка на цепочку.
Физика и пределы
Перекрёстные помехи (crosstalk). Гауссово поле спадает как exp(−d²/w²) — ~10⁻¹² при перетяжке 0.85 µm и шаге 4.43 µm у EURIQA S, — и всё же сосед видит до 2.5% частоты Раби цели D[254]: пол задают аберрации и рассеяние. Опубликованные показатели для соседа, в различающихся мерах, снижаются с <4% в 2016 году D[585] до <9×10⁻⁴ D[587]. При отношении Раби ε ион-наблюдатель, повёрнутый на εθ, теряет ≈(εθ/2)², 2.5×10⁻⁴ при ε = 10⁻² для π-импульса S; будучи когерентной, эта ошибка компенсируется — импульсы светового сдвига с масштабированием по интенсивности снизили показатель для соседа у демонстратора AQT с 0.5% до 1.3×10⁻⁴ D[253].
Наведение и фаза. Дрожание δx сдвигает частоту Раби на ~(δx/w)² S; Forte подбирает перетяжку 1.5 µm с учётом шума наведения D[100]. На 355 nm разность хода 56 nm между встречными плечами равна 1 rad фазы вентиля S; Forte настраивает два из своих четырёх трактов на фазово-нечувствительные однокубитные вентили D[100].
АОД. θ = λf/v; разрешение равно произведению апертурного времени на полосу; тепловой дрейф требует калибровки угла на месте (in situ) G[588]. УФ-АОД Duke отклоняет на 6 mrad в полосе 100 MHz D[587], т. е. v ≈ 5.9 km/s S. РЧ также сдвигает оптическую частоту в зависимости от положения; скрещённые АОД у AQT это компенсируют D[253]. ~50 диаметров пучка по диапазону наведения D[587] охватывают 25–50 ионов при шаге 3–4 µm S. Пары обслуживаются последовательно D[109]: 15 непересекающихся пар при медианном MS-вентиле Forte 672 µs занимают ~10 ms S. Поле зрения и сериализация удерживают цепочку около 30–40 ионов S.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2016-08 | 5 ¹⁷¹Yb⁺; 32-канальный УФ-АОМ; перекрёстные помехи <4%; вентиль XX 235 µs | Univ. of Maryland | D[585] |
| 2019-11 | 11 кубитов в 13 ионах; глобальный и адресные пучки 355 nm; точность двухкубитных вентилей 97.5% | IonQ | D[586] |
| 2021-06 | Скрещённые АОД, 729 nm; перекрёстные помехи на соседа 0.5%; GHZ на 24 ионах 54.4(7)% | Innsbruck / AQT | D[253] |
| 2021-10 | 32 пучка, перетяжка 0.85 µm; 13 кубитов в 15 ионах; точность двухкубитных вентилей 98.5–99.3% | EURIQA (Maryland/Duke) | D[254] |
| 2023-08 | 4 АОД; 30 кубитов в 36 ионах; медианная ошибка двухкубитного вентиля по DRB 4.64×10⁻³ | IonQ Forte | D[100] |
| 2026-01 | Модуль АОД <1 ft²; перекрёстные помехи <9×10⁻⁴; цепочка из 30 ионов; переключение 240 ns | Duke | D[587] |
| 2026-06 | 40 ¹³³Ba⁺; рамановские пучки 532 nm, управляемые АОД | IonQ | D[109] |
Выше 40 ионов, помимо 98 ионов Helios в ловушке QCCD, существуют только заявления: страница Tempo указывает 100 «целевых» кубитов и 99.9% «целевой точности» (target fidelity) без метода адресации C[101]. 512-ионный кристалл Tsinghua работает с глобальными пучками 411 nm — свободное пространство без адресации D[121].
Производство, материалы и цепочка поставок
Сборка, а не пластина: импульсный УФ-лазер (EURIQA: Coherent Paladin 355-4000) D[254], акустооптика — плавленый кварц в УФ, TeO₂ в видимом диапазоне G[588], — объективы и РЧ-синтез; модуль Duke использует АОД Brimrose D[587]. Названы также Gooch & Housego и AA Opto Electronic P[322]; дефлекторы G&H управляют и массивами пинцетов на 3 000 и 6 100 атомов C[504] — цепочка поставок, общая с cx_aod. AQT размещает 12 кубитов в двух 19-дюймовых стойках, 2 m², <2 kW C[382].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Многоканальному АОМ нужен один РЧ-канал на ион при фиксированном шаге — EURIQA оставляет два крайних иона незадействованными, чтобы шаг был однородным D[254]; четыре АОД у Forte, каждый за АОМ, задающим амплитуду, частоту и фазу, по конструкции достигают любого из 40 ионов — в бенчмарке использовалось 36 из-за числа каналов детектирования фотонов — и снимают ограничения с потенциала ловушки D[100]. Переключение (~240 ns) D[587] пренебрежимо; задержку определяет сериализация — циклы кода на Ba-стенде занимают 35–86 ms, все ионы переносятся в D₅/₂ во время считывания посреди схемы D[109]. При 10³ ионов: ~25 оптических столов плюс фотонные связи S.
Роль в стеке
Слот 5 архитектур «Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией» и «Ионы в ловушках — QCCD (транспорт между зонами)». Технология требует fab_optics (объёмная оптика над ловушкой), даёт поля в свободном пространстве, которых требует g_ms, и заменяется на ct_ionlaser (интегрированная доставка) и ct_ionmw (электронные вентили, двухкубитная ошибка 8.4(7)×10⁻⁵ D[102]). Число машин реестра, несущих её, — 16 (16 как основную); среди них IonQ Aria, Forte, Tempo и 40-ионный Ba-стенд; Quantinuum Helios, H1 и H2; AQT IBEX Q1 и LYNX; PIAST-Q; QSCOUT (Quantum Scientific Computing Open User Испытательный стенд); 70-кубитная ионная машина FIAN / Rosatom; Tsinghua; Innsbruck; Maryland/Duke. Семь ячеек — ✅; ячейка Aria — 🔎: её оптика пучков показана лишь для предшественницы 2019 года D[586]; ячейка Tsinghua — 🔎 и показывает глобальные пучки; Tempo, PIAST-Q и машина Rosatom — 🔎. Qudoor AbaQ в их число не входит: её управление не раскрыто. AQT и Innsbruck описаны в профилях как оптические кубиты ⁴⁰Ca⁺, как и в их цитируемых статьях D[253]D[255]. Пробел G-ionaod закрыт, причём вместо предлагавшегося ion_elec — ion_chain.
Свидетельства — как измерены числа
Перекрёстные помехи приводятся как отношение частот Раби, отношение интенсивностей (ε²) или ошибка иона-наблюдателя — Duke называет отношение Раби «перекрёстными помехами по интенсивности» D[587], — а измеряются перемещением одного иона через пучок D[253], флаговыми ионами D[254] или одновременными бенчмарками D[109]. DRB у Forte по 435 парам не находит значимой зависимости от расстояния между ионами, но находит значимые ошибки вне модели D[100]. Из открытых страниц поставщиков по состоянию на 2026-09-26 только страница AQT указывает перекрёстные помехи — на соседа <1.8×10⁻² C[382].
Не опубликовано: вид ионов, время гейта и способ адресации у Tempo, собственная архитектура Aria и управление в Qudoor AbaQ; а также какие-либо количественные данные о ВЧ-мощности на тон, многотональной интермодуляции или тепловом дрейфе наведения AOD в ионных системах.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно они делают с этой технологией | Свидетельства |
|---|---|---|---|---|
| IonQ | разработчик | США | Адресация через АОД на Forte и на 40-ионном Ba-стенде | D[100]D[109] |
| Alpine Quantum Technologies | разработчик | Австрия | Адресация на 729 nm скрещёнными АОД, стоечные системы | D[253]C[382] |
| University of Innsbruck | исследования | Австрия | Управляемые пучки 729 nm, 16 ионов | D[255] |
| Univ. of Maryland / Duke | исследования | США | 32-канальный АОМ; компактный модуль АОД | D[254]D[587] |
| Tsinghua University | исследования | Китай | 512-ионный кристалл, глобальные пучки | D[121] |
| Qudoor | разработчик | Китай | Собственные лазеры и управление; адресация не раскрыта | P[302] |
| Gooch & Housego | поставщик | Великобритания | АОД, АОМ | C[504] |
Деньги.
- 2023-12-05 · AQT · 20-кубитный компьютер в двух стойках для LRZ и Munich Quantum Valley, баварское финансирование · ~EUR 9.8 M · контракт заключён C[323]
- 2025-09-17 · IonQ · приобретение Oxford Ionics (ловушки, изготовленные как чипы) · в релизе не указано · закрыто C[18]
Рынок и цепочка поставок. Лазеры, акустооптика, объективы и РЧ — покупные серийные компоненты; УФ-линии иттербия требуют дорогих лазеров с ограниченной мощностью P[322]. Обе архитектуры обслуживают G2, G3, G6 и G7.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Заявки IonQ на компенсацию ошибок геометрии рамановских пучков (JP 2024, EP 2025) P[375]; стандарта отчётности по перекрёстным помехам по состоянию на 2026-09-26 не найдено.
Дорожные карты и послужной список. IonQ (2025-06-13): Tempo, 100 кубитов, 2025; 10 000 на одном чипе, 2027; >2 000 000 к 2030 году, со ссылкой на 2D-ловушки Oxford Ionics и фотонные связи как на средства R[132]. Показатели Tempo остаются целевыми C[101]; фотонная связь двух систем 2026-04-14 не дала ни скорости, ни точности C[589]. LYNX от AQT заявляет QV 32 768 и меньшую чувствительность к фазовому шуму лазера, без числа кубитов C[128].
Стратегическое прочтение. Самый быстрый путь к работающей машине на 30–40 ионов и мерило для интегрированной и электронной доставки, но не путь масштабирования; ценность перемещается к чипам ловушек и связям.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если к 2027-12-31 IonQ опубликует для Tempo попарные времена вентилей, точности и метод адресации или если будет проведён бенчмаркинг адресуемой цепочки длиннее 60 ионов; понизить, если следующие системы IonQ будут поставлены на электронной или интегрированной доставке. Открытые вопросы. (1) Что задаёт пол для соседа ниже 10⁻³ — аберрации, рассеяние или РЧ-интермодуляция? (2) Могут ли многотональные АОД выполнять параллельные вентили без паразитных пучков? (3) Как дрейф наведения масштабируется с коэффициентом заполнения РЧ? (4) Выдерживает ли двустороннее наведение 100 ионов? (5) Когда фотонная связь выигрывает у более длинной цепочки?
Литература
- [18] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of Oxford Ionics, Rapidly Accelerating Its Quantum Computing Roadmap,” Sep. 17, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-completes-acquisition-of-oxford-ionics-rapidly-accelerating-its-quantum - [100] J.-S. Chen et al., “Benchmarking a trapped-ion quantum computer with 30 qubits,” Quantum, vol. 8, Art. no. 1516, Nov. 2024, doi: 10.22331/q-2024-11-07-1516. arXiv:2308.05071. D
- [101] IonQ, “IonQ Tempo: 100-Qubit Quantum Computer (#AQ 64).” [Online]. Available: https://ionq.com/
quantum-systems/ Ctempo - [102] A. C. Hughes et al., “Trapped-ion two-qubit gates with >99.99% fidelity without ground-state cooling,” arXiv:2510.17286, Oct. 2025. D
- [109] E. Tham et al., “Breakeven demonstration of quantum low-density parity-check codes,” arXiv:2606.06455, Jun. 2026. D
- [121] S.-A. Guo et al., “A site-resolved two-dimensional quantum simulator with hundreds of trapped ions,” Nature, vol. 630, no. 8017, pp. 613–618, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07459-0. D
- [128] Alpine Quantum Technologies GmbH, “AQT Sets New European Industry Standard: Introducing the ‘LYNX’ Series with Record-Breaking Quantum Volume,” AQT, May 5, 2026. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
lynx-quantum-volume-record/ C - [132] IonQ, “IonQ's Accelerated Roadmap: Turning Quantum Ambition into Reality,” Jun. 13, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
blog/ Rionqs-accelerated-roadmap-turning-quantum-ambition-into-reality - [253] I. Pogorelov et al., “Compact Ion-Trap Quantum Computing Demonstrator,” PRX Quantum, vol. 2, no. 2, Art. no. 020343, Jun. 2021, doi: 10.1103/PRXQuantum.2.020343. arXiv:2101.11390. D
- [254] L. Egan et al., “Fault-tolerant control of an error-corrected qubit,” Nature, vol. 598, no. 7880, pp. 281–286, Oct. 2021, doi: 10.1038/s41586-021-03928-y. arXiv:2009.11482. D
- [255] L. Postler et al., “Demonstration of fault-tolerant universal quantum gate operations,” Nature, vol. 605, pp. 675–680, 2022, doi: 10.1038/s41586-022-04721-1. arXiv:2111.12654. D
- [302] M. U. Rehman, “Top Chinese Quantum Computing Companies in 2026,” The Quantum Insider, May 15, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P05/ 15/ 10-plus-companies-leading-the-quantum-technologies-race-in-china/ - [322] M. Ivezic, “The Optical Table's Hidden Supply Chain: Who Really Wins If Trapped-Ion Quantum Computing Wins,” PostQuantum.com, Oct. 1, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-ecosystem/ Ptrapped-ion-quantum-ecosystem/ - [323] AQT, “AQT lands million euro contract,” Dec. 5, 2023. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
aqt-lands-million-euro-contract/ C - [375] PatSnap, “Trapped Ion Quantum Computing: Technology Landscape 2026,” Apr. 23, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ Pblog/ rd-blog/ trapped-ion-quantum-computing-2026-patsnap-eureka/ - [382] Alpine Quantum Technologies, “19-inch rack-mounted quantum computer,” AQT. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
products/ Cibex-q1/ - [504] Gooch & Housego (G&H), “G&H Acousto-Optic Deflectors Referenced in Nature Papers Demonstrating 3,000 & 6,100 Qubit Quantum Systems,” G&H, Mar. 2026. [Online]. Available: https://gandh.com/
news-and-resources/ Cg-and-h-acousto-optic-deflectors-in-nature-papers - [585] S. Debnath, N. M. Linke, C. Figgatt, K. A. Landsman, K. Wright, and C. Monroe, “Demonstration of a small programmable quantum computer with atomic qubits,” Nature, vol. 536, no. 7614, pp. 63–66, Aug. 2016, doi: 10.1038/nature18648. arXiv:1603.04512. D
- [586] K. Wright et al., “Benchmarking an 11-qubit quantum computer,” Nat. Commun., vol. 10, Art. no. 5464, Nov. 2019, doi: 10.1038/s41467-019-13534-2. arXiv:1903.08181. D
- [587] J. Yu et al., “Design and Characterization of Compact Acousto-Optic-Deflector Individual Addressing System for Trapped-Ion Quantum Computing,” arXiv:2601.01647, Jan. 2026. D
- [588] R. Paschotta, “Acousto-optic Deflectors,” RP Photonics Encyclopedia. [Online]. Available: https://www.rp-photonics.com/
acousto_optic_deflectors.html G - [589] IonQ, “IonQ Achieves Key Photonic Interconnect Milestone, Demonstrating Networked Quantum Systems Using Entanglement,” Apr. 14, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-achieves-key-photonic-interconnect-milestone-demonstrating-networked-quantum-systems-using-entanglement
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Электрооптическое управление + электроника прямой связи (комн. т.)
Модуляторы при комнатной температуре, управляемые исходами детектирования в пределах одного оптического такта, — слой упреждающего управления, необходимый любой фотонной архитектуре.
Вердикт. Задержка петли достигла в 2026 году 150–196 ns против 80 ns у коммутатора: электроника отстоит от компонентного предела примерно в 2×, а не на порядки. Понизить в ранге, если к 2028 году не появится субмикросекундной петли в системном масштабе.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Слой при 300 K, который возбуждает фотонные кубиты и замыкает измерительную петлю: лазеры накачки, модуляторы на тонкоплёночном ниобате лития (TFLN) или титанате бария (BTO) и электроника, превращающая щелчок детектора или гомодинную квадратуру в управляющее напряжение до прихода следующего фотона. Единственный среди узлов управления, он не имеет криогенного варианта: электроника при 300 K считывает детекторы вблизи 2 K, поэтому каждая петля дважды пересекает эту границу. Атрибуты: собственного носителя нет, неподвижен, ошибки с доминированием потерь; электрооптическая модальность при комнатной температуре, изготовление фотонных ИС.
Физика и пределы
Ограничением служит не полоса модулятора. Связывают руки фронт нарастания детектора, дискриминация, принятие решения и установление драйвера, которые обязаны уместиться в ту оптическую задержку, какую вы способны себе позволить. Удержание фотона на 100 ns в нитриде кремния стоит ~15 m волновода; при измеренных PsiQuantum потерях 1.8 ± 0.2 dB/m в одномодовом SiN это ~27 dB против бюджета около 0.5 dB на фотон. Та же задержка в волокне стоит ~4 mdB плюс два перехода волокно–кристалл по 52 ± 12 mdB D[169]. Линия задержки для упреждающего управления обязана жить вне кристалла; цена её потерь — это корпусирование, а не волновод S. Выше ~1 GHz стеной становится мёртвое время сверхпроводниковых однофотонных детекторов (SNSPD).
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2025-01 | Упреждающее управление за один такт 1 MHz, 35 кристаллов | Xanadu | D[173] |
| 2026-06-02 | ~150 ns от входа детектора до установившегося воздействия | QuiX Quantum | C[825] |
| 2026-06-02 | Петля в непрерывных переменных 196 ns | Duggan et al. | P[822] |
| 2026-06-04 | Энергонезависимая матрица на BTO, 80 ns | Lumiphase | D[516] |
Июнь 2026 года переписал арифметику: 80 ns против такта 1 µs — это ~12×, а стоечная электроника с 150–196 ns сокращает запас до ~2×. Нулевая статическая мощность этой матрицы обходится в 1.48 dB на ячейку, то есть примерно в 15× больше, чем 100 mdB у проходного коммутатора PsiQuantum D[169], [516], — плоскость маршрутизации, а не плоскость слияния (fusion).
Три значения задержки 2026 года относятся к разным опорным плоскостям, и ни один источник их не согласует. Сравнение задержки на чипе (27 дБ) с задержкой в волокне (4 мдБ) выведено из опубликованных потерь, а не измерено. Не опубликовано: стоимость модулятора или канала прямой связи (feed-forward).
Производство, материалы и цепочка поставок
TFLN поставляют два коммерческих вендора — HyperLight и Lightium P[518]; серийный BTO — только 300-mm маршрут PsiQuantum на GlobalFoundries D[169] и пилотная линия Lumiphase D[516]; в стыковке Xanadu с 0.085 dB на грань использовались Corning и DISCO C[172]. Стоимость в пересчёте на канал публично не раскрыта. Нагрузка на ввод-вывод — это и есть данный узел: драйвер и ЦАП на каждый модулятор, коаксиал и дискриминатор на каждый детектор. Блок QuiX имеет размерность 32×32 C[825], так что 10³ мод — это ~30 стоек; при 10⁴ стеной становится межстоечный перекос тактов, при 10⁶ не масштабируется уже ничего. Машина подпадает под позицию BIS ECCN 4A906 факт.
Роль в стеке
Это общий узел, а не выбор архитектуры: он одинаково обслуживает архитектуру на слияниях (PsiQuantum, Quandela, QuiX) и архитектуру непрерывных переменных с кодом Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP) у Xanadu, применяется также в бозонном сэмплере и задаёт производный такт везде, где итеративно повторяются слияния или гомодинные измерения, — 1.0 MHz в системном масштабе, 5–7 MHz на уровне отдельного блока. Верификация: цифры относятся к трём разным опорным плоскостям. ~150 ns у QuiX — это от детектора до воздействия C[825]; 196 ns — полная петля в непрерывных переменных P[822]; 1 MHz у Aurora — время такта, а не задержка D[173].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Xanadu | разработчик | Канада | Единственное упреждающее управление за один такт в системном масштабе | D[173] |
| PsiQuantum | разработчик | США | 300-mm коммутаторы на BTO, V&V от DARPA | D[169] |
| QuiX Quantum | разработчик | Нидерланды | Стоечный блок упреждающего управления, ~150 ns | C[825] |
| Lumiphase | поставщик | Швейцария | Энергонезависимая матрица на BTO | D[516] |
Деньги.
2024-09 · HyperLight · раунд серии B · USD 37 M · Summit Partners · закрыт P[518]
2025-07-10 · QuiX · раунд серии A · EUR 15 M · Invest-NL, EIC · закрыт Cфакт
2026-05-21 · GlobalFoundries · письмо о намерениях по CHIPS · USD 375 M · Минторг США факт
2026-07-22 · PsiQuantum · QBI Stage C, V&V коммутаторов на BTO · USD 125 M · DARPA P[181]
Рынок и цепочка поставок. Два поставщика TFLN, одна серийная линия BTO и вовсе ни одного коммерческого поставщика упреждающего управления с малой задержкой — каждая фирма строит своё. Дефицитный вход — это детерминированный тракт «детектор → драйвер» короче 200 ns, а не модулятор. Платят G3/G4, G6.
Интеллектуальная собственность и стандарты. По состоянию на 2026-09-04 в датированных базах не обнаружено патентного семейства по упреждающему управлению; датированным достижением является вентильная матрица на BTO D[516].
Дорожные карты и послужной список. Xanadu — 1 MHz (выполнено 2025-01, с тех пор без улучшений) D[173]; QuiX в 2025-07 назвала быстрое упреждающее управление блокирующим фактором 2026 года и установила блок 2026-06-02 C[825]; PsiQuantum не опубликовала ни одного аппаратного результата за 2026 год P[181]. Только QuiX поставила ровно то, что сама и обозначила.
Стратегическое прочтение. Если петли короче 200 ns станут общим правилом, узкое место сместится к мёртвому времени детекторов и к волоконным линиям задержки, удерживающим фотоны на время принятия решения, — что играет на руку владельцам корпусирования и поставок детекторов, а не поставщикам ПЛИС (FPGA). Коммерческий блок упреждающего управления превратил бы в рядовой товар тот слой, который три фирмы считают источником своей дифференциации.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к 2027 году: петля короче 200 ns при более чем 32 каналах либо системный такт быстрее 1 MHz; понизить в ранге, если в 2028 году 1 MHz у Aurora по-прежнему будет пределом. Лучший сценарий к 2029 году: ~10 MHz в масштабе стойки. Худший сценарий: задержка отдельного блока так и не сомкнётся с масштабом. Открытые вопросы: удержатся ли 150 ns под нагрузкой в 32 канала; выйдет ли энергонезависимый BTO на приемлемые проходные потери.
Литература
- [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/ Cxanadu-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
- [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 - [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
- [518] optics.org, “Lithium niobate in vogue as thin-film developers raise cash,” Sep. 24, 2024. [Online]. Available: https://optics.org/
news/ Plithium-niobate-in-vogue-as-thin-film-developers-raise-cash - [822] D. Duggan et al., “FPGA Based Feedforward System for Photonic Quantum Computing Applications,” arXiv:2606.03500, Jun. 2026. P
- [825] QuiX Quantum, “QuiX Quantum Installs Real-Time Control Component for Universal Photonic Quantum Computer,” Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://www.quixquantum.com/
news/ Cquix-quantum-installs-real-time-control-component-for-universal-photonic-quantum-computer
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Внутрисхемная проверка стирания
Проверка на основе анциллы или флуоресценции, отвечающая на вопрос, находится ли кубит всё ещё в своём кодовом пространстве, и помечающая распад/утечку как локализованное стирание (erasure) без считывания логического состояния.
Вердикт. Сама проверка на трансмонах решена (384 ns, остаток 6×10⁻⁴); не решены доля стираний под двухкубитными вентилями, ложноотрицательные срабатывания и налог на время цикла. Понизить в ранге, если к концу 2027 г. ни одна система со стиранием не покажет логическую Λ > 2.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Внутрисхемная проверка на стирание задаёт вопрос «находится ли этот кубит всё ещё внутри своего кодового пространства?» и возвращает однобитовый оповещающий сигнал (herald) с указанием местоположения кубита, не возмущая логическое состояние. Ей требуется кодирование, у которого доминирующий распад выводит систему из кодового пространства: двухрельсовое кодирование (одно возбуждение на два трансмона или два резонатора; потеря переводит систему в детектируемый вакуум) либо метастабильный атомный кубит (³P₀ в ¹⁷¹Yb, D₅/₂ в ⁴⁰Ca⁺), у которого распад в основное состояние флуоресцирует под лучом, невидимым для самого кубита. Предложения: Princeton/Yale, 2022-01 — 98% ошибок ¹⁷¹Yb преобразуемы в стирания, порог поверхностного кода 0.937%→4.15% S[8]; двухрельсовые трансмоны AWS, 2022-08 S[334]; резонаторы Yale, 2022-12 S[399]. Демонстрации: Princeton ¹⁷¹Yb D[141] и Caltech ⁸⁸Sr D[143] в 2023-05; трансмоны AWS D[400] и резонаторы Yale D[401] в 2023-07.
Атрибуты из графа технологий (легенда: a — сродство естественный↔искусственный; b — время, детерминированный / с оповещением; c — механизм считывания, время, разрушающее?, внутрисхемное?; d — подвижность; e — управление @ размещение; f — структура ошибок; g — производство):
- a = 0.5, безразлично к носителю.
- b = н/д.
- c = проверка на стирание с анциллой, 10⁻⁶·⁴ с ≈400 ns, неразрушающая, внутрисхемная — рекорд для трансмонов D[85], а не атомные 20 µs D[141].
- d = отсутствует.
- e = СВЧ @ комнатная температура (атомы: оптика).
- f = преобразуемая в стирание (локализованная потеря с оповещением).
- g = отсутствует (протокол, а не объект).
Ранг 1 из 111; общая для сверхпроводникового и нейтрально-атомного семейств.
Физика и пределы
В двухрельсовой паре трансмонов логические состояния — |10⟩ и |01⟩, так что T₁-распад любого из двух трансмонов приводит систему в |00⟩. Проверка представляет собой совместное дисперсионное считывание, настроенное так, чтобы оба логических состояния сдвигали общий резонатор одинаково, а вакуум — иначе; AWS достигает остаточного логического расщепления −0.7(5) kHz при дисперсионном сдвиге −4.25 MHz D[85]. В паре резонаторов ту же работу за 1.82 µs выполняет анцилла, чувствительная к суммарному числу фотонов D[404]. Для атомов распад из ³P₀ в ¹S₀ ловится 20 µs флуоресценции на переходе ¹S₀–¹P₁, невидимом для метастабильного кубита, так что выжившие набирают менее 10⁻⁵ ошибки на проверку D[141].
Каждая проверка стоит одной экспозиции по T₁: AWS измеряет 2.54(1)×10⁻² стирания на проверку длительностью 384 ns при остаточной необнаруженной ошибке 6.0(2)×10⁻⁴; именно их отношение — смещение в пользу стирания 42(1) — важно для кода D[85].
Три предела носят внутренний характер. Ложноотрицательные срабатывания возвращаются в код как утечка (leakage): доля ложноотрицательных 3.7% у Yale, умноженная на частоту стираний, даёт долю пропущенных стираний 9.0(5)×10⁻⁴ D[404]; у AWS их источник — ошибка разделения при считывании ≈0.8% D[85]. Обратное действие: остаточное рассогласование χ дефазирует кубит на 8(3)×10⁻⁵ за проверку, а считывающий тон, пока он включён, вдвое сокращает время жизни до стирания D[85]. Время: у атомов 20-µs проверка растягивается до 420 µs, когда перед съёмкой должна распасться ридберговская населённость, — отсюда в стирания преобразуются 56(4)% однокубитных, но лишь ≈33% двухкубитных ошибок D[141]. Код видит локализованное стирание p_e, паулиевский остаток ≈p_e/40 и хвост утечки без оповещения ≈FN×p_e; при таком канале порог поверхностного кода составляет 4.15% S[8], а коды со смещённым стиранием достигают 8.2–10.3% S[643]. Этот предел сдвигается с ростом T₁, усилением считывания и — для атомов — с ускорением обнаружения ридберговской утечки.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее из продемонстрированного: один двухрельсовый кубит на трансмонах, проверяемый за 384 ns с остатком 6×10⁻⁴ (2026-04) D[85]; резонаторный CZ со стиранием 0.5% и паулиевской ошибкой 0.03% (2026-08) D[84]. Типичное на масштабе (по состоянию на 3 сентября 2026 г.): ничего свыше десяти кубитов со стиранием, кроме OQC GENESIS с 16 двухрельсовыми узлами и считыванием с обнаружением ошибок, — четыре двухрельсовых трансмона SUSTech с точностью (fidelity) логического состояния Белла 98.8% (2025-04) D[406], 8-кубитный Seeker от Quantum Circuits (2024-11) C[86]. На атомах крупнейшие схемы с проверкой на стирание — блоки [[4,2,2]] у Princeton D[142] и 20-атомное состояние GHZ у JILA D[644] (2025-06); 24 логических кубита Microsoft/Atom Computing используют съёмку потерь в конце раунда, а не внутрисхемные проверки D[149].
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег | Ист. |
|---|---|---|---|---|
| 2023-05 | Проверка 20 µs при точности обнаружения 0.986; в стирания преобразовано 56(4)% однокубитных ошибок | Princeton ¹⁷¹Yb | D | [141] |
| 2023-07 | Стирание 2.19(2)×10⁻³ на вентиль, остаток ≈в 40× ниже, дефазировка <0.1% на проверку | Трансмоны AWS | D | [400] |
| 2024-06 | Внутрисхемная проверка 1.82 µs, FP 0.51%, FN 3.7% | Резонаторы Yale | D | [404] |
| 2024-11 | ⁴⁰Ca⁺, состояние Белла 98.56→99.14% с исключением стираний; проверка 1 ms | Oregon | D | [393] |
| 2025-06 | ¹⁷¹Yb, CZ с обнаружением ошибок 99.78(4)%, обнаружение ридберговского распада >90% | JILA | D | [644] |
| 2025-06 | Телепортация [[4,2,2]] 0.771→0.802 с отбором анцилл по стиранию | Princeton | D | [142] |
| 2026-04 | Проверка 384 ns, остаток 6.0(2)×10⁻⁴, смещение 42(1) | AWS | D | [85] |
| 2026-08 | CZ двухрельсовых кубитов за 500 ns, стирание ≈0.5% на вентиль, паулиевская ошибка 0.029(6)%, переворот бита (bit-flip) 2.8(4)×10⁻⁶ | Quantum Circuits | D | [84] |
Доминирующий член сегодня: на трансмонах — стирание при простое во время самой проверки (T₁ ≈25 µs); на резонаторах — декогеренция анциллы; на атомах — необнаружимые двухкубитные ошибки и ридберговское мёртвое время.
Производство, материалы и цепочка поставок
Двухрельсовое кодирование на трансмонах использует стандартную сверхпроводниковую литографию, но пара должна быть перестраиваемой по потоку, чтобы найти точку согласования по χ и уйти от двухуровневых систем, и оба трансмона должны быть годными — задача с выходом годных в квадрате; пятидневные серии измерений на образцах AWS флуктуируют вслед за околорезонансными двухуровневыми системами (TLS) D[85]. Резонаторное двухрельсовое кодирование требует двух механически изготовленных высокодобротных резонаторов плюс анциллы на кубит, собираемых вручную, — отсюда план Quantum Circuits: 8 → 17 → 49 → 181 кубит за 2024–2028 гг. R[94]. Атомной проверке нужны лишь луч подсветки и камера. Стоимость и энергия на проверяемый кубит не опубликованы. Проверка на трансмонах наследует тракт дисперсионного считывания, концентрированные позиции которого — усилители и рефрижераторы. Экспортная уязвимость: правило BIS от 2024-09-06 G[301] факт перечисляет параметрические усилители и крио-КМОП (3A901), рефрижераторы мощностью ≥600 µW при ≤0.1 K (3A904) и квантовые вычислители (4A906) — лишь когда число кубитов и ошибка C-NOT попадают в одну полосу, от 34–99 кубитов при ≤ 10⁻⁴ до любой ошибки начиная с 2 000 кубитов факт; правило не уточняет, считается ли двухрельсовый кубит одним или двумя.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Сверхпроводники: один считывающий резонатор на двухрельсовый кубит в мультиплексированной подводящей линии, две линии потока на кубит, один TWPA на линию — вдвое больше ввода-вывода, чем у трансмона. Замена стёртого кубита в пределах цикла требует упреждающего управления (feed-forward) за несколько сотен нс. На 10³ кубитах разводка — это удвоенная трансмонная стена; на 10⁴ работает только холодное мультиплексирование или крио-КМОП, чему помогает однобитовый флаг; на 10⁶ ценой 40-кратного смещения оказываются 384 ns на цикл и 2×10⁶ трансмонов. Атомы: один глобальный импульс 20 µs и один кадр камеры на проверку — число линий не растёт с N, но считывание камеры и обработка (0.1–1 ms) задают задержку петли, а быстрые кадры оплачиваются выживаемостью (98.80(44)% при съёмке ¹⁷⁴Yb за 17.6 µs в Kyoto D[261]); стена за пределами 10⁴ атомов — бюджет кадров.
Роль в стеке
Две архитектуры: сверхпроводниковое двухрельсовое стирание и щёлочноземельные нейтральные атомы. Механизм требует кодирования с детектируемым стиранием — двухрельсового либо метастабильного кодирования «omg» (optical–metastable–ground) — и поставляет флаги, которые потребляют двухрельсового кодирования и коды, адаптированные к стиранию. Он вытесняет удаление утечки и постселекцию на «голых» трансмонах. Цена перехода — вдвое больше трансмонов плюс проверка каждый цикл; на атомах метастабильное многообразие обходится однокубитной точностью (99.12(4)% в ³P₀ против 99.968(3)% в основном состоянии omg-установки JILA D[645]). Сочетание «искусственный носитель со структурой ошибок типа стирания» — подлинное; «природный носитель со считыванием ≤10 µs» унаследовано от трансмонного времени, а не заработано 20-µs атомной проверкой. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс: для двухрельсовой архитектуры 2.8 µs, задаётся слоями вентилей, при этом проверка на 0.40 µs — седьмая часть раунда; для атомной архитектуры 1.3 ms, задаётся транспортом, проверка — ≈1.5% от него. Соседние пустые слоты: декодер на холодной ступени (естественный потребитель однобитовых оповещающих сигналов) и СВЧ-оптический преобразователь.
Свидетельства — как измерены числа
FP/FN получают, подготавливая |0_L⟩, |1_L⟩ и стёртое состояние и повторяя проверку; AWS приводит FP ≈ FN ≈0.8% и выводит остаток и смещение из последовательностей с повторными и чередующимися проверками при непрерывном детектировании D[85]. Доли стираний на уровне вентиля — это статистика флагов, а остаточная паулиевская ошибка — линейная аппроксимация при малой глубине D[84]. Атомные доли преобразования опираются на точность обнаружения 0.986 D[141]; точность состояния Белла ≥0.9971 у Caltech — это граница после исключения событий и с поправкой на ошибку приготовления и измерения (SPAM) D[143].
Не охвачено: выживаемость (всякая ключевая точность обусловлена условием «стирания не было»; при 2.5% на проверку сорок проверок уменьшают выборку вдвое); ложноотрицательные срабатывания, видимые только как утечка в многораундовом коде; дефазировка кубитов-наблюдателей на общих подводящих линиях, не измеренная эталонно свыше четырёх кубитов; дрейф (обусловленные TLS колебания на горизонте 5–18 дней D[85]); налог по времени. Независимые воспроизведения: AWS (2023, 2026) D[85], [400], Yale (2023, 2024) D[401], [404], Quantum Circuits (2026) D[84], SUSTech (2025) D[406], UMass (2026) D[405]; Princeton (2023, 2025) D[141], [142], Caltech (2023) D[143], JILA (2025) D[644]; Oregon (2024) D[393].
Противоречия. D-Wave утверждает, что её кубиты обнаруживают «примерно 90% ошибок» C[94]; на уровне вентиля эта доля составляет 83–94% в зависимости от того, берётся ли паулиевский остаток как граница <0.1% или как аппроксимация 0.029% D[84]. Атомное преобразование двухкубитных ошибок составляет 33–38% D[141], [142] против 98% в исходном предложении S[8]. Выигрыш [[4,2,2]] от информации о стираниях равен 1.9(4)× в тексте arXiv от 2025-06 D[142], но 3.6× на графике из версии Nature Physics от 2026-06 D[142]; до получения опубликованного текста используется значение arXiv.
Суммарное финансирование Quantum Circuits ≈ $84 M к маю 2024 г. — цифра отраслевой прессы P[646]; в релизе компании итоговая сумма не указана. Точности состояния Белла на метастабильных ионах у Oregon составляют 98.61 → 99.16 % в кратких изложениях аннотаций и 98.56 → 99.14 % в полном тексте arXiv v1 — здесь используются последние D[393]. Не опубликовано: была ли Quantum Circuits неназванной 18-й компанией DARPA QBI Stage A — DARPA называет 17 из 18 факт; стоимость или энергия на проверяемый кубит — ни у одного участника; число патентов в резонаторных двухрельсовых семействах Yale/Quantum Circuits сверх двух отдельных патентов; расходы AWS на программу двухрельсовых кубитов и гранты, относимые к данному примитиву, за группами Princeton, Caltech, Yale, Oregon и SUSTech; и атомный вид в нейтрально-атомном направлении Google.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с проверкой | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Quantum Circuits Inc. | разработчик | США | Резонаторные двухрельсовые кубиты; 8-кубитный Seeker; 17-кубитная система обещана на 2026; подразделение D-Wave с 2026-01 | D[84] C[86] факт |
| AWS Center for Quantum Computing | разработчик | США | χ-согласованная проверка на трансмонах за 384 ns | D[85], [400] |
| Yale University | исследования | США | Происхождение резонаторного двухрельсового кодирования; проверка с анциллой | D[401], [403], [404] |
| SUSTech (Shenzhen) | исследования | Китай | Четыре двухрельсового кубита на трансмонах | D[406] |
| Princeton University | исследования | США | Метастабильное преобразование на ¹⁷¹Yb; [[4,2,2]] | D[141], [142] |
| Google Quantum AI | разработчик | США | Атомное направление под руководством Kaufman (ранее JILA, ¹⁷¹Yb omg), 2026-03 | факт P[158] D[644], [645] |
| Atom Computing | разработчик | США | Системы на 1 225 атомов ¹⁷¹Yb; потери по изображению; Magne совместно с Microsoft | D[149] факт |
Деньги.
- 2024-05 · Quantum Circuits · расширение раунда серии B · $26.5 M · Sequoia · суммарно ≈$84 M · закрыт P[646] факт
- 2024-08-15 · Quantum Circuits · закрытие раунда серии B · >$60 M · ARCH, F-Prime, Sequoia, Hither Creek · пересекается с расширением · закрыт C[647] факт
- 2025-07-17 · QuNorth · заказ Magne, 50 логических кубитов · €80 M · Atom Computing/Microsoft · заказано факт
- 2025-11-06 · DARPA QBI Stage B · до $15 M на каждую · одиннадцать команд, ни одного поставщика двухрельсовых кубитов · официально G[65] факт
- 2026-01-07 · D-Wave · приобретает Quantum Circuits · $550 M ($300 M акциями + $250 M деньгами) · сделка закрыта 2026-01-19/20 C[14], [648] факт
- 2026-05-21 · D-Wave; Atom Computing · письма о намерениях US DoC CHIPS · по $100 M каждой · LOI факт
- 2026-06-16 · Atom Computing · раунд серии C · $100 M · Third Point Ventures · суммарно >$300 M · закрыт C[154] факт
- 2026-08-06 · D-Wave · результаты H1-2026 · выручка $5.9 M (−67% год к году), денежные средства $546.2 M · отчёт факт
Рынок и цепочка поставок. Проверку на стирание никто не продаёт; она едет на усилителях и рефрижераторах дисперсионного считывания (концентрированные позиции, внесённые в списки BIS G[301]). Юнит-экономика не опубликована; структурная цена — вдвое больше трансмонов либо два резонатора плюс анцилла на кубит, против заявления Quantum Circuits о 10–20 физических кубитах на логический вместо ~200 C[86]. Платят только G3 и G4, и лишь когда коды пойдут на 10⁵–10⁶ раундов.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Amazon Technologies: US 11,748,652 B1, «Heralding of amplitude damping decay noise for quantum error correction» (Kubica, Retzker; заявка 2021-12-10, выдан 2023-09-05): распад с оповещением через уровень вне кодового пространства, включая двухрельсовое кодирование G[336]. Yale: US 12,288,135, анцилла с асимметричным каналом ошибок (заявка 2019-06-28, выдан 2025-04-29) G[408]. Резонаторные двухрельсовые семейства Yale/Quantum Circuits теперь принадлежат D-Wave. Стандарта нет; инструкция HERALDED_ERASE в Stim P[397] превращает сторону декодирования в общедоступный товар.
Дорожные карты и послужной список.
- D-Wave: обещано 2026-01-07 · первая двухрельсовая система будет доступна в 2026 г. · не поставлена по состоянию на 2026-09-03 C[14].
- D-Wave: обещано 2026-06-01 · 17 кубитов с логической ошибкой в 2× ниже физической (2026), 49 / 20× (2027), 181 / 2 000× (2028), 10 логических (2030), 100 логических (2032), Λ = 10 · в ожидании, логических данных нет R[94] факт.
Достоверность: у Quantum Circuits/D-Wave высокая по физике, не подтверждённая по срокам; AWS публикует результаты и не обещает продукта; Princeton выполнил однокубитную половину своего предложения 2022 г. S[8] D[141]; Atom Computing идёт по графику, но обязательств по внутрисхемным проверкам на себя не брала.
Стратегическое прочтение. Если проверки на стирание масштабируются, победителями окажутся владельцы производства с высоким T₁ и тракта считывания — D-Wave, AWS и щёлочноземельный лагерь (Atom Computing, Google); проигравшими — дорожные карты на «голых» трансмонах, покупающие порог одним лишь Λ. Угрозы замещения: кубиты стирания на кутритах D[405] снимают двукратные накладные расходы; быстрая съёмка Yb D[261] и декодирование с учётом потерь подрывают аргументацию в пользу метастабильных кодирований. Переговорная сила остаётся у поставщиков платформ, а не у поставщиков компонентов.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить в течение 12–24 месяцев, если: D-Wave поставит 17-кубитную систему с опубликованной логической ошибкой в 2× ниже физической до середины 2027 г. R[94]; какая-либо группа проведёт ≥10 раундов кода расстояния 3 на двухрельсовых кубитах с указанием выживаемости; атомное преобразование двухкубитных ошибок достигнет ≥70% при проверке ≤50 µs; χ-согласованная проверка достигнет ≤250 ns с остатком ≤3×10⁻⁴. Понизить в ранге, если к концу 2027 г. ни одна система со стиранием не сообщит Λ >2 на необусловленных данных. Лучший сценарий к 2029 г.: 100–200 двухрельсовых кубитов при Λ ≈4–10 с циклами 2 µs и машины на Yb, исполняющие коды с учётом стираний. Худший сценарий: стирание останется двухкубитным демонстрационным номером, а «голые» трансмоны достигнут 10⁻³ и Λ ≈3 без него.
Открытые вопросы: (1) сохранится ли 40-кратное смещение при параллельных проверках кубитов, делящих общие подводящие линии? (2) можно ли сделать ридберговскую утечку «светящейся» за микросекунды? (3) что делает декодер с ложноотрицательными срабатываниями на уровне 10⁻³ по мере накопления утечки? Следить за: поставкой D-Wave в 2026 г., следующей многокубитной статьёй AWS, результатами Google/Kaufman по Yb.
Литература
- [8] Y. Wu, S. Kolkowitz, S. Puri, and J. D. Thompson, “Erasure conversion for fault-tolerant quantum computing in alkaline earth Rydberg atom arrays,” Nat. Commun., vol. 13, Art. no. 4657, 2022, doi: 10.1038/s41467-022-32094-6. arXiv:2201.03540. S
- [14] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Announces Agreement to Acquire Quantum Circuits Inc., Establishing World's Leading Quantum Computing Company,” Jan. 7, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ Cnewsroom/ press-release/ d-wave-to-acquire-quantum-circuits-inc-establishing-world-s-leading-quantum-computing-company/ - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [84] N. Mehta et al., “An entangling gate for dual-rail erasure qubits,” Nature, vol. 656, no. 8126, pp. 47–53, Aug. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10822-y. arXiv:2503.10935. D
- [85] J. S.-C. Hung et al., “Fast, High-Fidelity Erasure Detection of Dual-Rail Qubits with Symmetrically Coupled Readout,” arXiv:2604.16292, Apr. 2026. D
- [86] Quantum Circuits, “Quantum Circuits Makes Error-Detecting Qubits,” Nov. 19, 2024. [Online]. Available: https://quantumcircuits.com/
resources/ Cquantum-circuits-make-error-detecting-qubits/ - [94] M. Swayne, “D-Wave's New Gate-Model Roadmap Puts Pin in 2032 For 100 Logical-Qubit System,” The Quantum Insider, Jun. 1, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ R06/ 01/ d-waves-new-gate-model-roadmap-puts-pin-in-2032-for-100-logical-qubit-system/ - [141] S. Ma et al., “High-fidelity gates with mid-circuit erasure conversion in a metastable neutral atom qubit,” Nature, vol. 622, p. 279, 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06438-1. arXiv:2305.05493. D
- [142] B. Zhang et al., “Logical qubits with erasure conversion using metastable neutral atoms,” Nat. Phys., vol. 22, no. 6, pp. 910–916, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03309-0. arXiv:2506.13724. D
- [143] P. Scholl, A. L. Shaw, R. B.-S. Tsai, R. Finkelstein, J. Choi, and M. Endres, “Erasure conversion in a high-fidelity Rydberg quantum simulator,” Nature, vol. 622, p. 273, 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06516-4. arXiv:2305.03406. D
- [149] B. W. Reichardt et al., “Fault-tolerant quantum computation with a neutral atom processor,” arXiv:2411.11822, Nov. 2024. D
- [154] Atom Computing, “Atom Computing Raises More Than $300 Million to Accelerate Deployment of Fault-Tolerant, Neutral-Atom Quantum Computers,” PR Newswire, Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Catom-computing-raises-more-than-300-million-to-accelerate-deployment-of-fault-tolerant-neutral-atom-quantum-computers-302800832.html - [158] M. Swayne, “Google Paves a Two-Lane Quantum Roadmap by Adding Neutral Atom Systems,” The Quantum Insider, Mar. 24, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P03/ 24/ google-paves-a-two-lane-quantum-roadmap-by-adding-neutral-atom-systems/ - [261] R. Yokoyama et al., “Minimally Destructive Fast Imaging of Single Atoms in an Optical Tweezer Array with Coherent Excitation,” arXiv:2605.24175, Jun. 2026. Also https://arxiv.org/
abs/ . D2605.24175 - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [334] A. Kubica et al., “Erasure Qubits: Overcoming the T₁ Limit in Superconducting Circuits,” Phys. Rev. X, vol. 13, no. 4, Art. no. 041022, Nov. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.041022. arXiv:2208.05461. S
- [336] A. M. Kubica and A. Retzker, “Heralding of amplitude damping decay noise for quantum error correction,” Google Patents, Sep. 5, 2023. [Online]. Available: https://patents.google.com/
patent/ GUS11748652B1/ en - [393] A. Quinn et al., “High-fidelity entanglement of metastable trapped-ion qubits with integrated erasure conversion,” Phys. Rev. A, vol. 113, no. 4, Art. no. L040601, Apr. 2026, doi: 10.1103/p3cy-8yjk. arXiv:2411.12727. D
- [397] quantumlib, “Gates supported by Stim,” GitHub. [Online]. Available: https://github.com/
quantumlib/ PStim/ blob/ main/ doc/ gates.md - [399] J. D. Teoh et al., “Dual-rail encoding with superconducting cavities,” Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 120, no. 41, Art. no. e2221736120, Oct. 2023, doi: 10.1073/pnas.2221736120. arXiv:2212.12077. S
- [400] H. Levine et al., “Demonstrating a long-coherence dual-rail erasure qubit using tunable transmons,” Phys. Rev. X, vol. 14, no. 1, Art. no. 011051, Mar. 2024, doi: 10.1103/PhysRevX.14.011051. arXiv:2307.08737. D
- [401] K. S. Chou et al., “Demonstrating a superconducting dual-rail cavity qubit with erasure-detected logical measurements,” arXiv:2307.03169, Jul. 2023. D
- [403] A. Koottandavida et al., “Erasure Detection of a Dual-Rail Qubit Encoded in a Double-Post Superconducting Cavity,” Phys. Rev. Lett., vol. 132, no. 18, Art. no. 180601, May 2024, doi: 10.1103/PhysRevLett.132.180601. arXiv:2311.04423. D
- [404] S. J. de Graaf et al., “A mid-circuit erasure check on a dual-rail cavity qubit using the joint-photon number-splitting regime of circuit QED,” npj Quantum Inf., vol. 11, no. 1, Jan. 2025, doi: 10.1038/s41534-024-00944-4. arXiv:2406.14621. D
- [405] B.-J. Liu et al., “Hardware-Efficient Erasure Qubits With Superconducting Transmon Qutrits,” arXiv:2604.08672, Apr. 2026. D
- [406] W. Huang et al., “Logical multi-qubit entanglement with dual-rail superconducting qubits,” Nat. Phys., vol. 22, no. 4, pp. 591–597, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03211-9. arXiv:2504.12099. D
- [408] Justia, “Shruti PURI Inventions, Patents and Patent Applications - Justia Patents Search.” [Online]. Available: https://patents.justia.com/
inventor/ Gshruti-puri - [643] K. Sahay, J. Jin, J. Claes, J. D. Thompson, and S. Puri, “High-Threshold Codes for Neutral-Atom Qubits with Biased Erasure Errors,” Phys. Rev. X, vol. 13, no. 4, Art. no. 041013, Oct. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.041013. arXiv:2302.03063. S
- [644] A. Senoo et al., “High-fidelity entanglement and coherent multi-qubit mapping in an atom array,” arXiv:2506.13632, Nov. 2025. D
- [645] J. W. Lis et al., “Mid-circuit operations using the omg-architecture in neutral atom arrays,” arXiv:2305.19266, May 2023. D
- [646] M. Swayne, “Quantum Circuits Inc. Quietly Raises $26.5 Million,” The Quantum Insider, May 29, 2024. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2024/ P05/ 29/ quantum-circuits-inc-quietly-raises-26-5-million/ - [647] Quantum Circuits, Inc., “Quantum Circuits Secures More Than $60 Million in Series B Investment,” PR Newswire, Aug. 15, 2024. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Cquantum-circuits-secures-more-than-60-million-in-series-b-investment-302221428.html - [648] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Completes Acquisition of Quantum Circuits Inc., Creating World's Leading Quantum Computing Company,” Business Wire, Jan. 19, 2026. [Online]. Available: https://www.businesswire.com/
news/ Chome/ 20260119513563/ en/ D-Wave-Completes-Acquisition-of-Quantum-Circuits-Inc.-Creating-Worlds-Leading-Quantum-Computing-Company
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Детектирование одиночных фотонов (SNSPD / TES)
Криогенные сверхпроводниковые детекторы, разрушающие фотон ради его регистрации; общий орган считывания для всех фотонных и фотонно-связанных платформ.
Вердикт. Эффективность решена в лаборатории (99.73% на кристалле), но не в масштабе пластины (медиана 93.4% на Omega); строима ли фотонная отказоустойчивость, решают число каналов и криогеника, а не физика.
Λ — коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI — DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 — классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Сверхпроводниковая нанопроволока, смещённая током, поглощает один фотон, образует резистивное горячее пятно и выдаёт импульс напряжения; датчик на краю сверхпроводящего перехода (TES) вместо этого измеряет поглощённую энергию калориметрически и потому разрешает число фотонов. Группа Gol'tsman в Moscow State Pedagogical University продемонстрировала первое устройство на NbN в 2001 году D[626]; TES со смещением по напряжению восходит к работе Irwin (1995) D[627]. Компания Scontel, по-прежнему находящаяся в Москве, происходит напрямую от той первой группы.
Атрибуты. Сродство к носителю: искусственный узел — литографическая тонкая плёнка, а не природная квантовая система. Характерное время и запутывание: неприменимо; узел не содержит кубита и не выполняет запутывающих операций. Считывание: однофотонная регистрация, ~1.0×10⁻⁸ s на событие с учётом сброса, разрушающая, не внутрисхемная — фотон поглощается. Подвижность: отсутствует; это неподвижный терминал. Модальность управления и размещение: электрооптическое смещение и усиление на ступени 1–4 K. Доминирующая структура ошибок с точки зрения кода: потери — пропущенная регистрация есть стирание (erasure) в известной позиции, а тёмный отсчёт есть ложное срабатывание, которое декодер не отличает от настоящего щелчка. Производство: процесс фотонной интегральной схемы (ФИС), всё чаще тот же самый, что несёт волноводы.
Физика и пределы
Фотон 1550 nm несёт 0.80 eV против щели NbN в несколько meV, так что его поглощение разрушает порядка 10³ куперовских пар; сигнал огромен относительно щели, и именно поэтому внутренняя эффективность регистрации насыщается вблизи единицы (99.99% при токе смещения 5.5 µA D[628]). Следовательно, эффективность — задача оптики, а не сверхпроводимости: она факторизуется как ввод из волокна × поглощение × внутренняя эффективность, и всё искусство состоит в том, чтобы убрать первый сомножитель (интеграция с волноводом) или сконструировать второй (диэлектрические зеркала D[618]). Настоящие нижние границы — это время и скорость счёта: сброс определяется отношением кинетической индуктивности к нагрузке, около 10 ns, что ограничивает скорость счёта на пиксель десятками Mcps, а у джиттера есть предел Фано от статистики горячего пятна плюс геометрический член вдоль проволоки — именно поэтому 2.7 ± 0.2 ps FWHM на 400 nm деградируют до 4.6 ± 0.2 ps на 1550 nm D[629]. TES жертвует и тем и другим: разрешение по числу фотонов покупается восстановлением за ~µs при ~100 mK, то есть рефрижератором растворения вместо криоголовки на 2–4 K.
В той валюте, которой оперирует фотонная отказоустойчивость, 1% неэффективности стоит 0.044 dB. Медианная эффективность на кристалле 93.4% у PsiQuantum D[169] стоит 0.30 dB при бюджете слияния (fusion) на фотон около 0.5 dB, а одни только её 6.6% неэффективности в 2.4× превышают порог потерь 2.7% для схем слияния на шестикольцевых ресурсных состояниях S[179]. Ничто другое здесь не имеет такого значения, как эта арифметика.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее продемонстрированное — каскадная пара волноводных детекторов с эффективностью на кристалле 99.73% при 1.5 K, NbN, шириной 100 nm и толщиной 5 nm D[628]. Типичное в масштабе выглядит иначе: медиана 93.4% на кристалле по 300 mm пластинам Omega у PsiQuantum при ~2 K D[169] и каталожные системы, заявляющие лишь «>90% вблизи 1550 nm» при джиттере менее 100 ps C[630], [631]. Разрыв между рекордным образцом и медианой по пластине и есть та самая инженерная проблема. Доминирующий член сегодня — неэффективность, свёрнутая с потерями в волноводах и коммутаторах; в сетевой машине это тёмные отсчёты и джиттер относительно окна совпадений.
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2001 | Первый однофотонный детектор на нанопроволоке NbN | Moscow State Pedagogical University | D[626] |
| 2008 | TES с эффективностью 95% на 1556 nm, с разрешением по числу фотонов | NIST Boulder | D[632] |
| 2020-11 | Системная эффективность регистрации 98.0 ± 0.5% на 1550 nm, с вводом из волокна | NIST | D[618] |
| 2020 | Временной джиттер 2.7 ± 0.2 ps FWHM на 400 nm; 4.6 ± 0.2 ps на 1550 nm | JPL | D[629] |
| 2023-10 | Камера на 400 000 пикселей, 4 × 2.5 mm, тепловое строчно-столбцовое считывание | NIST Boulder | D[339] |
| 2025-02 | Медианная эффективность на кристалле 93.4% при ~2 K, линия 300 mm | PsiQuantum | D[169] |
| 2025-10 | Эффективность на кристалле 99.73% в каскаде (97.33% для одиночного), 1.5 K | Nanjing University | D[628] |
Производство, материалы и цепочка поставок
Конкурируют четыре материальные системы: NbN и NbTiN (быстрые, 2–4 K, коммерческий выбор по умолчанию), аморфный WSi (наивысшая эффективность, ~1 K, выбор NIST для рекордов) и MoSi. Аморфные плёнки однороднее по пластине, а это как раз то, что требуется линии 300 mm; поликристаллический NbN быстрее. Интеграция детекторов в 300 mm маршрут GlobalFoundries рядом с волноводами SiN и коммутаторами на титанате бария, выполненная PsiQuantum, — единственная точка данных в масштабе пластины, и опубликованная медиана, а не лучший кристалл, является честным утверждением о выходе годных D[169].
Цепочка поставок коротка и сконцентрирована. Рыночные поставщики — Single Quantum (Делфт), ID Quantique (Женева, с 2025 года принадлежит IonQ), Photon Spot (Монровия, Калифорния), Quantum Opus (Мичиган) и Scontel (Москва); NIST и JPL ставят рекорды, но ничего не продают. Каждый из них поставляется внутри криостата замкнутого цикла, поэтому единая точка отказа лежит выше по цепочке: криоголовки Гиффорда — Мак-Магона и на импульсных трубах от считаных производителей (Sumitomo Heavy Industries, Cryomech, а также интеграторы вроде Bluefors), плюс гелий-4, криогенный коаксиал и волоконные вводы. Photon Spot смягчает это, продавая собственные криостаты Cryospot C[630].
Уязвимость к экспортному контролю лежит на криогенике, а не на детекторе. Промежуточное окончательное правило BIS от 2024-09-06 создало ECCN 3A904 для криогенного охлаждения ниже 4.5 K и 3A901.b для усилителей квантового предела факт[301]; однофотонные детекторы там не поименованы, но ящик, в котором они живут, контролируется. Московское расположение Scontel фактически делает компанию недоступной для западных программ после 2022 года — это суждение, а не подтверждённый источником факт.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
На канал: ток смещения, усилитель, коаксиальная линия от 1–4 K до комнатной температуры и вход тайм-таггера. Терпимо при 10¹–10² каналах — а это весь коммерческий рынок — и становится ограничением выше. При 10³ доминируют теплоприток по коаксиалу и бюджет охлаждения на 2–4 K; KIDE от Bluefors с девятью криокулерами на импульсных трубах и «более чем 4 000 РЧ-линиями» Cфакт[303] — примерно потолок того, что реально поставляется. При 10⁴ проводка обязана уступить место мультиплексированию: тепловая строчно-столбцовая схема камеры на 400 000 пикселей D[339] показывает, что это работает, когда временны́м разрешением можно пожертвовать, но сетям слияний нужна упреждающая связь (feed-forward) от щелчка до коммутатора на MHz–GHz, и жертвовать ею нельзя. При 10⁶ детектор, усилитель и демультиплексор должны быть монолитно встроены в фотонный процесс, а криогенная установка становится киловаттного класса на 2–4 K; работы PsiQuantum по DARPA Stage C прямо охватывают валидацию корпусирования и криогеники Pфакт[181], а поставка криогенной установки Linde для её площадки в Моретон-Бей ожидается не ранее 2H 2027 Cфакт.
Роль в стеке
Узел лежит на архитектуре с дискретными переменными на основе слияний (PsiQuantum, Quandela, QuiX), на архитектуре непрерывных переменных/GKP (Xanadu; GKP — код Готтесмана–Китаева–Прескилла) и на бозонном сэмплере. Он требует одиночных фотонов и обеспечивает оповещение (heralding) для линейно-оптического слияния плюс регистрацию фотонов для межсоединений ион—фотон и спин—фотон: одна деталь служит органом считывания для трёх в остальном не связанных между собой модальностей. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс — на фотонной архитектуре такого раунда нет; детектор вносит ~1.0×10⁻⁸ s, поэтому он никогда не является медленным членом для ионных или дефектных связей (темпы 10–250 s⁻¹ D[115], [116]) и лишь незначительно является таковым для слияний, где доминирует задержка feed-forward.
Он конфликтует именно с поверхностным кодом: разрушающая регистрация исключает повторное извлечение синдрома с того же фотона, поэтому фотонная коррекция ошибок вынуждена восстанавливать носители между раундами. Уход к альтернативе асимметричен: архитектура непрерывных переменных у Xanadu использует гомодинное детектирование при комнатной температуре для большинства измерений и нуждается в разрешении по числу фотонов только при подготовке GKP D[173], [174]. Соседние пустые слоты: работающий при комнатной температуре детектор с разрешением по числу фотонов и эффективностью >99%, а также любой неразрушающий счётчик фотонов телекоммуникационного диапазона, который снял бы описанный выше конфликт.
Свидетельства — как измерены числа
Системная эффективность регистрации измеряется по сильно ослабленному лазеру и калиброванному измерителю мощности, неопределённость которого авторы из Nanjing University оценивают в 2–5% D[628] — а это сопоставимо с разрывом между ключевыми 98.0 ± 0.5% D[618] и 99.73% D[628]. Это к тому же разные величины: эффективность на кристалле не включает ввод из волокна в кристалл, поэтому рекорды на волноводной интеграции нельзя сводить в одну таблицу с результатами при вводе из волокна без соответствующей оговорки. Не охвачены: послеимпульсы, залипание (latching), атаки ослепления и совместное распределение эффективности и джиттера по пластине — а именно оно и нужно интегратору.
Противоречие. В других источниках для PsiQuantum приводится «медиана 98.9%»; и статья по Omega, и общая запись фактов дают медиану на кристалле 93.4% D[169]факт. В силе остаётся цифра первичного источника, 93.4%; разница составляет 0.30 dB против 0.05 dB на одну регистрацию.
Кремниевые лавинные фотодиоды, которые для характеризации источников по-прежнему используют вместо сверхпроводниковых нанопроволочных детекторов или детекторов на краю сверхпроводящего перехода, испускают вспышки пробоя, просачивающиеся между двумя детекторами схемы Хэнбери Брауна–Твисса (светоделитель, направляющий свет на два детектора, совпадения отсчётов которых измеряют многофотонную долю), и поднимают пик совпадений при нулевой задержке в ближнем ИК-диапазоне; измеренная так корреляционная функция второго порядка g⁽²⁾(0) есть верхняя оценка многофотонной доли P[887].
Концентрация поставщиков криоголовок (Sumitomo Heavy Industries, Cryomech) и недоступность Scontel для западных программ после 2022 года — аналитические суждения, а не подтверждённые источниками факты. Аннотация Korzh et al. даёт значения джиттера, но не рабочую температуру и эффективность регистрации того устройства. Не опубликовано: сумма сделки по приобретению ID Quantique, а также цены на системы SNSPD и выручка Single Quantum, Photon Spot, Quantum Opus и Scontel, так что удельную экономику проверить нельзя.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| PsiQuantum | разработчик | США | Собственные SNSPD, монолитно встроенные в Omega на 300 mm GlobalFoundries, медиана 93.4% | D[169] |
| Single Quantum | поставщик | Нидерланды | Системы SNSPD «под ключ»; 400-я отгружена Q*Bird 2026-07 | P[621] |
| ID Quantique | поставщик | Швейцария | SNSPD и детекторы InGaAs плюс QKD; приобретена IonQ 2025-05-06 | P[633] |
| Photon Spot | поставщик | США | SNSPD плюс собственные криостаты Cryospot; КЭ >90%, джиттер менее 100 ps | C[630] |
| Quantum Opus | поставщик | США | Opus One, ≥90% на 1310/1550 nm, >2 K, разрешение по числу фотонов по лицензии | C[631] |
| Scontel | поставщик | Россия | Линейки SSPD большой площади, сверхнизкошумящих и с разрешением по числу фотонов | C[634] |
| NIST Boulder | исследования | США | Рекорд эффективности 98.0%, плёнки WSi, камера на 400 kpixel, калибровка | D[339], [618] |
| JPL | исследования | США | Рекорд джиттера 2.7 ps; матрицы для оптической связи дальнего космоса | D[629] |
| Nanjing University | исследования | Китай | Каскадная эффективность на кристалле 99.73% | D[628] |
| Xanadu | пользователь | Канада | Архитектура непрерывных переменных опирается на гомодин; разрешение по числу фотонов только для GKP | D[173] |
| Bluefors | поставщик | Финляндия | Криогенные платформы; KIDE, девять криокулеров на импульсных трубах, >4 000 РЧ-линий | C[303] |
Деньги.
- 2025-05-06 · IonQ / ID Quantique · сделка M&A · сумма в цитируемых релизах не раскрыта · — · закрыта P[633]
- 2025-09-10 · PsiQuantum · раунд серии E · $1 B при оценке $7 B · BlackRock, Temasek, Baillie Gifford · закрыт факт
- 2025-11-06 · DARPA QBI Stage B · программа · до $15 M на участника, 11 исполнителей, включая Xanadu и Photonic Inc. · DARPA · присуждено факт[65]
- 2026-03-26 · Xanadu · закрытие сделки SPAC · ~$302 M валовых, ~40% ниже плана · Crane Harbor · закрыта факт
- 2026-05-21 · PsiQuantum · протокол о намерениях по CHIPS · $100 M · Министерство торговли США · LOI (необязывающий) факт[300]
- 2026-06-16 · Quandela · DARPA QBIT Stage A · сумма не раскрыта · DARPA · объявлено факт
- 2026-07-04 · Single Quantum · поставлена 400-я система SNSPD · выручка не раскрыта · Q*Bird · сообщено P[621]
- 2026-07-22 · PsiQuantum · расширение DARPA QBI Stage C (коммутаторы, корпусирование, верификация и валидация криогеники) · $125 M, после $31.8 M в 2025-09 · DARPA · объявлено Pфакт[181]
- 2026-08-28 · Xanadu · финансирование канадского завода · CAD 195 M · федеральная программа · объявлено C[178]
Ни один поставщик детекторов не фигурирует в этом перечне с раскрытым раундом: рыночная база поставок частная, непрозрачная и на порядок меньше зависящих от неё поставщиков платформ.
Рынок и цепочка поставок. Цены не публикует ни один поставщик C[630], [631], [634], поэтому удельная экономика непроверяема. Платёжеспособный спрос сегодня — это сетевой G6, то есть QKD, где живут 400 систем Single Quantum и линейка ID Quantique, плюс неквантовый якорь в развёртываемых системах G7 (оптическая связь дальнего космоса и лунная; среди названных заказчиков NASA, NIST, Fermilab, Sandia и Argonne C[630], [631]). G3/G4 платит только через PsiQuantum, Xanadu, Quandela, QuiX и Photonic Inc. Риск концентрации лежит выше по цепочке: криоголовки, гелий, криогенный коаксиал.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Quantum Opus владеет исключительной лицензией на US 11,274,962 B2 в части разрешения по числу фотонов C[631]. Датированного числа патентов из поименованной базы для этого узла по состоянию на 2026-09-03 найти не удалось. Стандарта, специфичного для SNSPD, не существует; прослеживаемость калибровки де-факто обеспечивает NIST D[339], [618].
Дорожные карты и послужной список. PsiQuantum (обещано с 2021 года · полезная система к концу 2027 года · под угрозой: закладка в Моретон-Бей только 2026-06, поставка криогенной установки ожидается во 2H 2027 Cфакт, аппаратных демонстраций 2026 года не опубликовано) P[181]. Xanadu (обещано 2026-08-31 · потери в 24.1× выше порога в 2026 году → 1.0× в 2030 году, 1 000+ логических кубитов к 2031 году · дорожная карта пока только на бумаге) C[178]. Single Quantum (публичной дорожной карты нет; 400 поставленных систем — единственный датированный показатель) P[621]. Достоверность: поставщики детекторов обещают меньше, чем поставляют; физика детекторов у PsiQuantum достоверна, а её график — нет; дорожной карте Xanadu три недели, и она не проверена.
Стратегическое прочтение. Если фотонные вычисления на основе слияний масштабируются, число детекторов на машину вырастет с 10² до 10⁶, и рыночным поставщикам придётся либо стать лицензиарами ИС, интегрируемой на фабрике, либо быть вытесненными собственными монолитными детекторами разработчиков платформ — PsiQuantum уже выбрала для себя второй исход. Переговорная сила поставщиков слаба против поставщиков платформ и сильна только в QKD и космической связи, где объёмы реальны, а интеграция — нет. Угроза замещения — гомодинное детектирование на архитектуре непрерывных переменных: дёшево и при комнатной температуре. Тихий победитель в любом сценарии — индустрия криокулеров.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить в течение 12–24 месяцев, если опубликованная карта пластины покажет медианную эффективность на кристалле >99% по линии 300 mm; если будет продемонстрировано криогенное считывание более чем на 10³ каналов с указанием джиттера на канал и задержки feed-forward; если криогенная установка PsiQuantum для Моретон-Бей будет поставлена во 2H 2027, как обещано Cфакт. Понизить, если PsiQuantum не опубликует данных по детекторам вплоть до конца 2027 года либо медианы по пластине останутся ниже 95%, тогда как потери в коммутаторах и на вводе снизятся. Лучший сценарий к 2029 году: волноводно-интегрированные детекторы с медианой выше 99% и тысячами каналов, мультиплексированных на кристалле. Худший сценарий: рекорды продолжают ставиться на лабораторных двухдетекторных устройствах, тогда как медианы по пластине застревают около 93–95%, а порог потерь 2.7% остаётся недостижимым.
Открытые вопросы. (1) Каково совместное распределение эффективности и джиттера по 300 mm пластине и каков критерий выхода годных? (2) Достижимо ли разрешение по числу фотонов при 2 K или GKP навсегда потребует TES вблизи 100 mK? (3) Какая мощность охлаждения на канал при 2 K нужна машине на 10⁵ каналов и кто построит такую установку? (4) Достигает ли хоть одна неразрушающая схема телекоммуникационных длин волн при пригодной эффективности? (5) Есть ли у рыночных поставщиков путь, совместимый с фабрикой? Следить за следующей аппаратной статьёй PsiQuantum и вехами Stage C, а также за любым раскрытым раундом у Single Quantum, Photon Spot или Quantum Opus — это будет первым сигналом, что спрос вышел за пределы QKD.
Литература
- [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [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
- [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
- [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
- [174] M. V. Larsen et al., “Integrated photonic source of Gottesman–Kitaev–Preskill qubits,” Nature, vol. 642, no. 8068, pp. 587–591, Jun. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09044-5. D
- [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/ C2026/ 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. S
- [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 - [300] National Institute of Standards and Technology, “Department of Commerce Announces Letters of Intent With 9 Companies for $2 Billion to Accelerate U.S. Leadership in Quantum Computing,” NIST News, May 21, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/
news-events/ Gnews/ 2026/ 05/ department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [303] Bluefors, “KIDE Cryogenic Platform — For Large-Scale Quantum Computing,” Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://bluefors.com/
products/ Ckide-cryogenic-platform/ - [339] B. G. Oripov et al., “A superconducting nanowire single-photon camera with 400,000 pixels,” Nature, vol. 622, no. 7984, pp. 730–734, Oct. 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06550-2. D
- [618] D. V. Reddy, R. R. Nerem, S. W. Nam, R. P. Mirin, and V. B. Verma, “Superconducting nanowire single-photon detectors with 98% system detection efficiency at 1550 nm,” Optica, vol. 7, no. 12, p. 1649, Dec. 2020, doi: 10.1364/OPTICA.400751. D
- [621] TipRanks, “Single Quantum Hits 400-System Milestone as It Deepens European Quantum Partnerships,” Jul. 4, 2026. [Online]. Available: https://www.tipranks.com/
news/ Pprivate-companies/ single-quantum-hits-400-system-milestone-as-it-deepens-european-quantum-partnerships - [626] G. N. Gol'tsman et al., “Picosecond superconducting single-photon optical detector,” Appl. Phys. Lett., vol. 79, no. 6, pp. 705–707, Aug. 2001, doi: 10.1063/1.1388868. D
- [627] K. D. Irwin, “An application of electrothermal feedback for high resolution cryogenic particle detection,” Appl. Phys. Lett., vol. 66, no. 15, pp. 1998–2000, Apr. 1995, doi: 10.1063/1.113674. D
- [628] Z.-G. Li et al., “Surpassing 99% detection efficiency by cascading two superconducting nanowires on one waveguide with self-calibration,” Light: Science & Applications, vol. 14, no. 1, Art. no. 369, Oct. 2025, doi: 10.1038/s41377-025-02031-5. D
- [629] B. A. Korzh et al., “Demonstration of sub-3 ps temporal resolution with a superconducting nanowire single-photon detector,” Nat. Photon., vol. 14, no. 4, pp. 250–255, Mar. 2020, doi: 10.1038/s41566-020-0589-x. arXiv:1804.06839. D
- [630] Photon Spot, “Photon Spot — Cryogenic & Quantum Detection Systems.” [Online]. Available: https://www.photonspot.com/ C
- [631] Quantum Opus, “World-Class Photon Detection. Simplified.” [Online]. Available: https://www.quantumopus.com/ C
- [632] A. E. Lita, A. J. Miller, and S. W. Nam, “Counting near-infrared single-photons with 95% efficiency,” Optics Express, vol. 16, no. 5, Art. no. 3032, 2008, doi: 10.1364/OE.16.003032. D
- [633] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of ID Quantique, Cementing Leadership in Quantum Networking and Secure Communications,” May 6, 2025. [Online]. Available: https://investors.ionq.com/
news/ Pnews-details/ 2025/ IonQ-Completes-Acquisition-of-ID-Quantique-Cementing-Leadership-in-Quantum-Networking-and-Secure-Communications/ default.aspx - [634] SCONTEL, “SCONTEL: SSPD SNSPD HEB CRYOGENICS – DETECT EVERYTHING YOU WANT.” [Online]. Available: https://www.scontel.ru/ C
- [887] S. Luo et al., “100 million photons per second from a single organic molecule,” arXiv:2609.29736, Sep. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Дисперсионное СВЧ-считывание (+TWPA, фильтр Парселла)
Состояние кубита читается как дисперсионный сдвиг связанного резонатора; сигнал фильтруется на кристалле фильтром Парселла и усиливается вблизи квантового предела ещё до HEMT.
Вердикт. Фальсифицируемо — точность отнесения (assignment fidelity) уже равна 99.94%, поэтому если ошибка считывания по парку систем и в 2027 г. останется около 1%, то связывающим членом будут индуцированная измерением утечка и нарушение QND, а не шум усилителя.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Резонатор, связанный вне резонанса (связь g, расстройка Δ ≫ g), приобретает зависящий от состояния сдвиг χ ≈ g²/Δ, поэтому пробный тон несёт информацию о состоянии в своей фазе, не обмениваясь квантами с кубитом, — неразрушающее измерение по построению. Wallraff с коллегами в Yale закрепили это как канал считывания схемной КЭД D[591]. Пригодным к работе метод делают две добавки: фильтр Парселла на кристалле, пропускающий пробный тон и одновременно блокирующий излучение кубита в ту же линию, и параметрический усилитель вблизи квантового предела перед HEMT.
Атрибуты: сродство к носителю a = 1.0, полностью искусственный. Считывание ~10⁻⁶·⁵⁵ s (≈280 ns), неразрушающее, с возможностью внутрисхемного измерения.
Физика и пределы
Для разделения состояний нужно фиксированное число сигнальных фотонов на входе усилителя, поэтому время считывания падает с ростом мощности пробного тона и растёт с шумом тракта. Джозефсоновский усилитель бегущей волны, дающий 12 dB в полосе 4 GHz вблизи квантового предела D[592], снимает шумовой штраф HEMT, так что предел определяет не усилитель. Предел определяет то, что жёсткое зондирование делает с самим кубитом: выше критического числа фотонов одетая система испытывает индуцированные измерением переходы из вычислительного подпространства, и код наследует утечку (leakage) — без оповещения (unheralded), «липкую», коррелированную во времени, а не паулиевский переворот. Устройство IQM показывает этот раскол: 99.94% точности отнесения при одновременном считывании, импульс 240 ns с укладкой населённости на второй возбуждённый уровень — и при этом QND-характер (QNDness) — мера того, насколько считывание является неразрушающим измерением (QND), — всего 99.3% D[38]. Ошибка отнесения равна 6×10⁻⁴; вероятность того, что кубит не останется в сообщённом состоянии, на порядок больше — и именно её потребляет извлечение синдрома. Ширина линии фильтра Парселла покупает скорость, но, будучи расширенной, снова открывает тот канал излучения, ради закрытия которого фильтр и существует. Что сдвигает предел: различение без укладки на вспомогательный уровень, изоляция на кристалле и кодировки, превращающие неудавшееся измерение в стирание (erasure) с оповещением.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2024-12 | Willow, 105 q: считывание 99.5%, цикл коррекции ошибок 1.1 µs | D[1] | |
| 2025-08 | 99.94% при одновременном считывании, импульс 240 ns, QND-характер 99.3% | IQM | D[38] |
| 2026-08 | Считывание двухрельсового резонатора: SPAM ≈0.02%, стирание ≈0.5% на вентиль | Quantum Circuits | D[84] |
| 2026-07 | Ошибка считывания по парку систем ~1×10⁻² | IBM | C[33] |
Суть в разбросе: 6×10⁻⁴ на охарактеризованной паре, 5×10⁻³ на 105 кубитах, ~10⁻² по парку систем D[38]D[1]C[33]; Zuchongzhi 3.0 считывается на уровне 99.13% D[35]. На масштабе считывание — крупнейший одноканальный член ошибки, больший, чем двухкубитные вентили, и притом тот, чьё значение по парку систем почти не сдвинулось за два года.
Производство, материалы и цепочка поставок
На кристалле дополнительного процесса нет: резонатор и фильтр Парселла формируются той же литографией, что и сам кубит, а платой служат площадь и частотное планирование — каждому кубиту на общей питающей линии нужна отдельная резонаторная частота в полосе усилителя. Вне кристалла тракт — изоляторы, циркуляторы, параметрический усилитель, HEMT — это самое габаритное железо в криостате и именно то место, где возник коммерческий рынок: Silent Waves (Grenoble) продаёт Argo, Carthago и Zephyr, последний выпущен 2026-03-13, компаниям Rigetti, Alice & Bob, Qilimanjaro, QphoX и CEA C[593]; QuantWare продаёт TWPA Crescendo C[594]; QuantumCore разрабатывает свой совместно с Institute for Quantum Computing P[595]. Экспортная уязвимость прямая: ECCN 3A901, действующий с 2024-09-06, покрывает электронику для температур ниже 4.5 K и прямо называет параметрические усилители, так что TWPA контролируется сам по себе G[301].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Каждый кубит потребляет резонатор, долю питающей линии (по восемь-десять кубитов, мультиплексированных на линию), долю динамического диапазона одного усилителя и канал оцифровщика с различением в реальном времени. Усилитель — то ограничение масштабирования, по которому никто не опубликовал ни одной цифры: насыщение TWPA ограничивает число одновременных тонов на прибор, а каждой питающей линии нужен собственный стек изоляторов — то есть объём, а не кремний. Приборостроение подтянулось (более 1 000 каналов на стойку C[526]), но бюджет задаётся ниже по тракту: декодер Google, работающий в реальном времени, показал задержку 63 µs при d=5 против цикла в 1.1 µs D[1], так что петлю определяют считывание плюс декодирование. При 10⁶ тракт придётся уводить в холод, а криогенный оцифровщик пока не продемонстрирован дальше горстки кубитов.
Роль в стеке
Узел обслуживает все архитектуры сверхпроводникового семейства: трансмоны, бозонные кошачьи коды и кодировки Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP), двухрельсовые кубиты со стиранием, а также тот же самый тракт в системах квантового отжига. Он требует дисперсионного сдвига трансмона, а для бозонных кодов — анциллы, опосредующей измерение резонатора, и даёт то внутрисхемное неразрушающее измерение, которое предполагает здесь любая схема коррекции ошибок; замены ему внутри семейства нет. Вклад в такт прямой: производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс составляет 0.65 µs, из которых на считывание приходится 0.28 µs — наибольший член, против ~0.048 µs на слой вентилей D[1]D[38], — внутри измеренного цикла 1.1 µs. Соседнего пустого слота в графе технологий нет.
Свидетельства — как измерены числа
Под именем «точность считывания» ходят три разные величины, и они не взаимозаменяемы: точность отнесения, QND-характер (кубит остаётся в том состоянии, о котором сообщено) и ошибка приготовления и измерения (SPAM). Ключевые 99.94% — это точность отнесения при одновременном считывании с укладкой на вспомогательный уровень; QND-характер на том же устройстве равен 99.3% D[38]. Парковая цифра IBM ~10⁻² не разложена на шум усилителя, распад, ограниченный эффектом Парселла, и индуцированные измерением переходы C[33]. Конфликт значений: в записи графа технологий приведено считывание 280 ns, в препринте — импульс 240 ns, поэтому ~280 ns следует читать как полное окно. Ни одна независимая лаборатория результат 99.94% не воспроизвела.
Не опубликовано: именованное патентное семейство по TWPA или фильтру Парселла с правообладателем и годом выдачи; выход годных по TWPA, стоимость единицы или число мультиплексированных тонов, которое один усилитель выдерживает до компрессии, — ни у одного поставщика; и QND-характер в среднем по парку систем — ни у одного вендора.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| IQM | разработчик | Финляндия | Рекорд считывания: 99.94% с укладкой на вспомогательный уровень, QND-характер 99.3% | D[38] |
| Google | разработчик | США | Считывание 99.5% по 105 кубитам в цикле 1.1 µs | D[1] |
| IBM | разработчик | США | Публикует единственную ошибку считывания по парку систем на масштабе, ~10⁻² | C[33] |
| Silent Waves | поставщик | Франция | Коммерческий производитель TWPA, три серийных продукта | C[593] |
| QuantumCore | поставщик | Канада | Разработка TWPA совместно с IQC Waterloo | P[595] |
Деньги.
- 2026-05-05 · QuantWare · раунд серии B · $178 M (€152 M) · Intel Capital, In-Q-Tel, ETF Partners · раунд закрыт C[547]факт
- 2026-04-25 · QuantumCore · листинг (CSE: QNCR, 2026-04-14) плюс грант NSERC Alliance · привлечено $10.7 M, грант $1.7 M · NSERC/IQC · закрыто P[595]
- 2026-01 · D-Wave · M&A (Quantum Circuits) · $550 M · — · объявлено C[84]
Рынок и цепочка поставок. Этот узел покупает тракт, а не чип: изоляторы и циркуляторы, HEMT, параметрический усилитель. Рынок TWPA тонок — три небольших коммерческих поставщика против собственных разработок Google и IBM, — поэтому уход одного игрока здесь значит больше, чем где-либо ещё, а сами компоненты подпадают под экспортный контроль G[301]. За этот узел платят G2 и G3; приборы покупает G7.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Патентного семейства по TWPA или фильтру Парселла с названным правообладателем и годом выдачи не найдено; усилитель-изолятор Silent Waves из Nature Electronics 2025 г. — опубликованная конструкция, а не выданный патент C[593]. Судебных разбирательств не выявлено, и ни один орган по стандартизации не определяет, как отчитываться о точности считывания, — отсюда и три числа, цитируемые как взаимозаменяемые.
Дорожные карты и послужной список. Silent Waves: три продукта с названными заказчиками (Zephyr обещан и выпущен 2026-03-13) C[593] — самый достоверный послужной список в этом узле. QuantumCore: объявлена 2026-04-25, слишком недавно для оценки P[595]. Ни один поставщик платформ не публикует цель по считыванию в среднем по парку систем отдельно от точности лучшего устройства — заметное умолчание там, где считывание является крупнейшим членом ошибки по парку.
Стратегическое прочтение. Это общее узкое место: четыре архитектуры зависят от одного и того же железа усиления и изоляции, поэтому риск концентрации здесь системный — в отличие от выбора кубитного чипа. Если считывание по парку систем останется около 10⁻², Λ встанет независимо от того, что делают вентили, поскольку извлечение синдрома наследует ошибку измерения; это аргумент в пользу кодировок в стиле стирания, делающих неудавшееся измерение событием с оповещением. Выигрывают: коммерческие поставщики усилителей и тот поставщик, который решит задачу QND, а не отнесения. Переговорная сила остаётся у поставщиков платформ, хотя экспортное лицензирование даёт регуляторам рычаг.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить или понизить в течение 12–24 месяцев: опубликует ли хоть один поставщик QND-характер в среднем по парку систем; опустится ли ошибка считывания по парку ниже 5×10⁻³. В лучшем случае к 2029 г.: различение без укладки на вспомогательный уровень и изоляция на кристалле доводят ошибку считывания по парку до величины порядка 10⁻³, не замедляя цикл. В худшем случае: индуцированная измерением утечка удерживает QND-характер около 99.3% независимо от усилителя, и считывание остаётся тем членом, который ограничивает Λ. Открытые вопросы: как раскладывается парковый 1%; сколько тонов несёт один TWPA до наступления компрессии.
Литература
- [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
- [33] IBM, “IBM Quantum Computing — Hardware and roadmap.” [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Chardware - [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
- [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
- [84] N. Mehta et al., “An entangling gate for dual-rail erasure qubits,” Nature, vol. 656, no. 8126, pp. 47–53, Aug. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10822-y. arXiv:2503.10935. D
- [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [526] Zurich Instruments, “Zurich Instruments Launches the ZQCS Quantum Control System to Master the Long-Lived Logical Qubit Challenge,” Mar. 9, 2026. [Online]. Available: https://www.zhinst.com/
americas/ Cen/ news/ zurich-instruments-launches-zqcs-quantum-control-system-master-long-lived-logical-qubit/ - [547] QuantWare, “QuantWare Raises $178 Million to Build World’s Most Powerful Quantum Processors at an Industrial Scale,” May 5, 2026. [Online]. Available: https://quantware.com/
news/ Cquantware-raises-178-million - [591] A. Wallraff et al., “Strong coupling of a single photon to a superconducting qubit using circuit quantum electrodynamics,” Nature, vol. 431, no. 7005, pp. 162–167, Sep. 2004, doi: 10.1038/nature02851. arXiv:cond-mat/0407325. D
- [592] T. C. White et al., “Traveling wave parametric amplifier with Josephson junctions using minimal resonator phase matching,” arXiv:1503.04364, Mar. 2015. D
- [593] Silent Waves, “Silent Waves - Traveling-Wave Parametric Amplifiers (TWPAs),” Mar. 13, 2026. [Online]. Available: https://www.silent-waves.com/ C
- [594] QuantWare, “Peripherals — Crescendo TWPA,” 2026. [Online]. Available: https://quantware.com/
product/ Cperipherals - [595] D. Finke, “QuantumCore Secures $1.7M NSERC Grant to Advance Superconducting Amplifiers,” Quantum Computing Report, Apr. 25, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
quantumcore-partners-with-iqc-and-nserc-in-1-7m-traveling-wave-parametric-amplifier-twpa-development-initiative/ P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Детектирование состояния по флуоресценции (ионы, дефекты)
Зависящая от состояния резонансная флуоресценция, регистрируемая на ФЭУ, EMCCD, SNSPD или встроенном в ловушку фотодиоде, — стандартное неразрушающее внутрисхемное считывание для ионов в ловушках.
Вердикт. На лучшей ионной системе считывание перестало быть слабым звеном; утверждение опровергается, если у какой-либо серийной ионной системы опубликованная цифра SPAM превысит ошибку её двухкубитного вентиля.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Замкнутый циклический переход рассеивает фотоны только тогда, когда кубит находится в одном из логических состояний; их подсчёт схлопывает измерение в классический бит. Детекторами служат фотоэлектронные умножители, камеры EMCCD, однофотонные детекторы на сверхпроводниковых нанопроводах (SNSPD) или, в последнее время, лавинные фотодиоды, встроенные в саму ловушку. Применяется с самых первых демонстраций на ионах в ловушках (1995) и принципиально не изменилось. Атрибуты: c = флуоресцентное считывание, неразрушающее, пригодное для внутрисхемных проверок, ~10⁻⁴ s — 11 µs при 99.931(6)% на ¹⁷¹Yb⁺ с SNSPD D[617]; e = оптическое управление, причём аппаратура детектирования, в отличие от самого иона, стоит при комнатной температуре.
Физика и пределы
Механизм — счёт фотонов на фоне тёмновых отсчётов и паразитной засветки, поэтому сигнал целиком определяется тем, сколько рассеянных фотонов доходит до детектора: числовой апертурой сбора (несколько процентов от 4π), пропусканием в УФ, квантовой эффективностью детектора. Именно последний член болезненно бьёт по платформе: циклические переходы лежат в ультрафиолете (369.5 nm для Yb⁺), где эффективность ФЭУ составляет десятки процентов и где не действуют приводимые для SNSPD системные эффективности детектирования 98%, поскольку они относятся к телекоммуникационному диапазону D[618]. Рекорд 2019 г. состоялся потому, что SNSPD на силициде молибдена был изготовлен специально под 369.5 nm, что позволило эксперименту останавливаться по единственному событию детектирования D[617]. Предел задают геометрия и эффективность, а не атомная физика. Ошибки представляют собой паулиподобную неверную классификацию — за исключением случаев, когда тёмное состояние утекает из циклического перехода; этот канал потерь стандартная метрика ошибки приготовления и измерения (SPAM) сворачивает в одно число. Что сдвигает предел: сбор с большей числовой апертурой, детекторы, оптимизированные под УФ, и перенос детектора на кристалл ловушки.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2019-08-21 | Среднее время детектирования 11 µs при 99.931(6)%, перекрёстные помехи ~2×10⁻⁵ на 370 µm, SNSPD на MoSi для ¹⁷¹Yb⁺ | Duke University | D[617] |
| 2022-09-02 | 99.92(1)% за 450 µs на комнатнотемпературных лавинных фотодиодах, встроенных в ловушку, Sr⁺ | MIT Lincoln Laboratory | D[619] |
| 2025-11 | Helios (98 Ba⁺): SPAM 3.3–4.8×10⁻⁴, утечка (leakage) 1.1×10⁻⁵ на клиффорд | Quantinuum | D[97] |
| 2026 | Forte (цепочка из 36 ионов): SPAM 0.5% | IonQ | C[99] |
Смена ролей важна: на Helios SPAM лежит ниже ошибки двухкубитного вентиля (7.9×10⁻⁴) D[97], а логический SPAM в коде [[80,48,4]] — ниже 8×10⁻⁶ D[105]. Десять лет назад считывание доминировало в бюджетах ошибок ионных машин; теперь — нет.
Производство, материалы и цепочка поставок
Это оптическая сборка, а не технологический слой на пластине: объективы с большой числовой апертурой, УФ-окна, детектор — всё юстируется под конкретную систему, поэтому разброс детекторов оборачивается затратами на калибровку, а не потерей выхода годных. ФЭУ и камеры EMCCD/qCMOS поступают от Hamamatsu и Andor (Oxford Instruments), причём Hamamatsu — единственный названный поставщик камер с однофотонной чувствительностью в этом классе C[620]. SNSPD берутся с коммерческой базы из пяти поставщиков — Single Quantum, ID Quantique, Photon Spot, Quantum Opus, Scontel, — ни один из которых не раскрыл ни привлечённых средств, ни выручки P[621]; каждый из них тянет за собой криостат замкнутого цикла, которого каналы на ФЭУ и камерах не требуют. Выше по цепочке единые точки отказа те же, что и у остального ионного стека: УФ-лазеры (TOPTICA) и коммерческая фабрика ловушек Infineon P[322]. ECCN для ионного считывания не существует; правило BIS 2024 г. достаёт до компьютеров и рефрижераторов, но не до детекторов.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Один канал сбора на зону считывания, а не на кубит: QCCD у Quantinuum перемещает ионы в выделенные зоны, поэтому число каналов растёт с числом зон D[97]. Именно поэтому слой ещё не упёрся в стену: на 10³ кубитов зонное считывание продемонстрировано на 98 ионах в 8 зонах. На 10⁴ отдельный объектив в свободном пространстве на каждую зону перестаёт быть реализуемым, и ответом должна стать интеграция — встроенные в ловушку фотодиоды D[619] либо мультиплексированные матрицы SNSPD, доказательством существования которых служит камера на 400 000 пикселей со строчно-столбцовой адресацией, купленная ценой временного разрешения D[339]. На 10⁶ не опубликовано ничего. Внутрисхемное считывание должно вдобавок поспевать за декодированием в реальном времени; при 11–100 µs оно поспевает.
Роль в стеке
Обслуживает все три ионные архитектуры — QCCD, линейную ловушку Пауля с индивидуальной лазерной адресацией и электронное управление кубитами — и повторно используется узлами сетей на спинах дефектов для оптического считывания спина. Он требует наличия циклического перехода; конкурирующего механизма считывания для ионов на продуктовом масштабе не существует, а дисперсионное считывание специфично для сверхпроводников. Единственный реальный выбор — тип детектора, и цена перехода здесь — переработка оптики сбора, а не процессора. В производном такте — сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс — у считывания большой запас: 100 µs из раунда 9.7 ms против 9.0 ms транспорта, а слой во всю ширину регистра составляет ~55 ms, поскольку доминируют сортировка, транспорт и охлаждение D[97], так что более быстрое считывание сегодня ничего не даёт. Мультиплексированное многозонное считывание без линейного роста числа каналов и криостатов остаётся пустым слотом.
Свидетельства — как измерены числа
SPAM измеряют, готовя заведомо светлые и тёмные состояния и подсчитывая случаи неверной классификации; 3.3–4.8×10⁻⁴ у Helios — это разброс по зонам, а не одно число D[97]. Стандартная метрика SPAM смешивает подготовку с измерением и редко отделяет утечку или потерю от неверной классификации; приводить различение и выживание по отдельности, как это сделано в работе 2026 г. по регистрации флуоресценции нейтрального иттербия (99.89% и 98.80%, результат не ионный), здесь не принято P[261]. Ключевые цифры к тому же несопоставимы: три рабочих элемента, три типа детекторов, три машины. SPAM 0.5% у IonQ Forte C[99] на порядок хуже, чем у Helios; правдоподобно, что за этим стоит реальное архитектурное различие — длинные цепочки на камеру против зонного детектирования, — но сравнивается страница спецификации с препринтом.
Не опубликовано: цена покупки ID Quantique, так что позиция по детекторной поставке не имеет денежной оценки; стоимость детектора в расчёте на канал у какого-либо вендора и выручка от ионного считывания, выделяемая в отчётности Hamamatsu или Oxford Instruments; и системная эффективность детектирования SNSPD в УФ (369–400 nm), которую можно было бы противопоставить цифре 98% для телекоммуникационного диапазона.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Quantinuum | разработчик | США/Великобритания | Зонное флуоресцентное считывание в Helios, SPAM 3.3–4.8×10⁻⁴ | D[97] |
| IonQ | разработчик | США | Считывание камерой на цепочках Forte; владеет производителем SNSPD ID Quantique | C[99] |
| ID Quantique | поставщик | Швейцария | Системы детектирования на SNSPD; принадлежит IonQ с 2025-05-06 | P[622] |
| Hamamatsu Photonics | поставщик | Япония | ФЭУ и единственные названные здесь камеры с однофотонной чувствительностью | C[620] |
| Single Quantum | поставщик | Нидерланды | Коммерческие SNSPD, основная альтернатива вне IonQ | P[621] |
| MIT Lincoln Laboratory | исследования | США | Встроенные в ловушку лавинные фотодиоды, 99.92% | D[619] |
Деньги.
2025-03-03 · IonQ · сделка M&A, ID Quantique (детекторы SNSPD) · сумма не раскрыта · закрыта 2025-05-06 P[622]
2025-09-04 · Quantinuum · частный раунд · USD 600 M при оценке USD 10 B pre-money · NVentures, Quanta, QED, JPMorgan · закрыт G[122]
2026-06-03 · Quantinuum · IPO, Nasdaq QNT · USD 1.68 B валовых · денежные средства USD 2.1 B · закрыто G[123]
2026-07 · IonQ · сделка M&A, фабрика SkyWater Technology · USD 1.8 B · закрыта G[19]
Рынок и цепочка поставок. Малые деньги, пристёгнутые к большим. Покупка ID Quantique дала одному из двух ионных вендоров QBI Stage B собственную поставку SNSPD, тогда как Quantinuum, eleQtron и Quantum Art вынуждены покупать их на открытом рынке P[622]P[621]; это самое резкое здесь событие концентрации, хотя вес его ограничен, пока ФЭУ и камер достаточно. Цена в расчёте на канал публично не раскрывается. Узел оплачивают G2 и G3: на нём держится любой результат по коррекции ошибок на ионах, включая 48 логических кубитов Helios. Он же ограничивает G6, поскольку фотонным межсоединениям нужны те же детекторы, но на несравненно больших скоростях.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного подсчёта патентных семейств именно по флуоресцентному считыванию ионов ни в одной поименованной базе не найдено — датированного факта нет. Работа SNSPD с разрешением по числу фотонов защищена патентом US 11,274,962 B2, эксклюзивно лицензированным Quantum Opus C[621]. Консорциумного стандарта на ионное считывание нет.
Дорожные карты и послужной список. Отдельной дорожной карты по считыванию не публикует ни один вендор; оно едет внутри системных карт — Quantinuum Sol на 2027 г. и Apollo на 2029 г. R[97], у IonQ 256 кубитов при 99.99% сдвинулись с 2026 г. на 1-е полугодие 2027 г. R[132]. Quantinuum поставила Helios в срок и с обещанной цифрой SPAM; у IonQ за спецификацией 0.5% нет ни одной рецензируемой публикации, а покупка производителя детекторов пока не дала ни одного опубликованного результата по считыванию.
Стратегическое прочтение. Если УФ-SNSPD или встроенные в ловушку фотодиоды станут стандартом на 10⁴ зон, владение детекторным производством плюс собственная фабрика SkyWater дадут IonQ реальное интеграционное преимущество, а Hamamatsu потеряет нишу. Если же ФЭУ и камер будет по-прежнему достаточно — а Helios на это указывает, — выбор детектора останется решением уровня закупки биржевого товара.
Перспективы и открытые вопросы
Подтверждение к концу 2027 г. — если IonQ опубликует рецензируемую цифру SPAM; понижение заявленных 0.5%, если они так и останутся строкой в спецификации. В лучшем случае к 2029 г.: встроенные в ловушку детекторы или мультиплексированные матрицы SNSPD делают зонное считывание «бесплатным» на 10⁴ зон. В худшем случае: считывание остаётся одним объективом в свободном пространстве на зону и превращается в механическое ограничение на число зон. Открытые вопросы: даст ли собственная детекторная поставка IonQ измеримое преимущество по SPAM; способна ли эффективность SNSPD в УФ приблизиться к цифрам телекоммуникационного диапазона; выйдут ли встроенные в ловушку фотодиоды на те десятки µs, которых уже достигает детектирование в свободном пространстве.
Литература
- [19] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of SkyWater Technology,” Jul. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Gionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [97] A. Ransford et al., “A 98-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all connectivity,” Nature, vol. 655, no. 8121, pp. 81–86, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10676-4. arXiv:2511.05465. D
- [99] IonQ, “IonQ Forte: High-Performance Commercial Quantum Computer.” [Online]. Available: https://www.ionq.com/
quantum-systems/ Cforte - [105] S. Dasu et al., “Computing with many encoded logical qubits beyond break-even,” arXiv:2602.22211, Feb. 2026. D
- [122] Honeywell, “Honeywell Announces $600 Million Capital Raise for Quantinuum at $10B Pre-Money Equity Valuation to Advance Quantum Computing at Scale,” Sep. 4, 2025. [Online]. Available: https://www.honeywell.com/
us/ Gen/ news/ press-releases/ 2025/ 09/ honeywell-announces-600-million-capital-raise-for-quantinuum-at-10b-pre-money-equity-valuation-to-advance-quantum-computing-at-scale - [123] Quantinuum, “Quantinuum Announces Pricing of Upsized Initial Public Offering,” Jun. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
press-releases/ Gquantinuum-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/ Rionqs-accelerated-roadmap-turning-quantum-ambition-into-reality - [261] R. Yokoyama et al., “Minimally Destructive Fast Imaging of Single Atoms in an Optical Tweezer Array with Coherent Excitation,” arXiv:2605.24175, Jun. 2026. Also https://arxiv.org/
abs/ . P2605.24175 - [322] M. Ivezic, “The Optical Table's Hidden Supply Chain: Who Really Wins If Trapped-Ion Quantum Computing Wins,” PostQuantum.com, Oct. 1, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-ecosystem/ Ptrapped-ion-quantum-ecosystem/ - [339] B. G. Oripov et al., “A superconducting nanowire single-photon camera with 400,000 pixels,” Nature, vol. 622, no. 7984, pp. 730–734, Oct. 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06550-2. D
- [617] S. Crain et al., “High-speed low-crosstalk detection of a ¹⁷¹Yb⁺ qubit using superconducting nanowire single photon detectors,” Commun. Phys., vol. 2, no. 1, Art. no. 97, Aug. 2019, doi: 10.1038/s42005-019-0195-8. D
- [618] D. V. Reddy, R. R. Nerem, S. W. Nam, R. P. Mirin, and V. B. Verma, “Superconducting nanowire single-photon detectors with 98% system detection efficiency at 1550 nm,” Optica, vol. 7, no. 12, p. 1649, Dec. 2020, doi: 10.1364/OPTICA.400751. D
- [619] D. Reens et al., “High-Fidelity Ion State Detection Using Trap-Integrated Avalanche Photodiodes,” Phys. Rev. Lett., vol. 129, no. 10, Art. no. 100502, Sep. 2022, doi: 10.1103/PhysRevLett.129.100502. D
- [620] Hamamatsu Photonics, “APS DAMOP 2026,” Aug. 25, 2026. [Online]. Available: https://www.hamamatsu.com/
us/ Cen/ news/ events/ 2026/ APS-DAMOP-2026.html - [621] TipRanks, “Single Quantum Hits 400-System Milestone as It Deepens European Quantum Partnerships,” Jul. 4, 2026. [Online]. Available: https://www.tipranks.com/
news/ Pprivate-companies/ single-quantum-hits-400-system-milestone-as-it-deepens-european-quantum-partnerships - [622] startupticker.ch, “US-based company acquires ID Quantique,” Mar. 3, 2025. [Online]. Available: https://www.startupticker.ch/
en/ Pnews/ US-based-company-acquires-id-quantique
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Регистрация флуоресценции массивов атомов
Детектирование нейтральных атомов по флуоресценции с помощью камеры — неразрушающее, внутрисхемное, по умолчанию миллисекундное и микросекундное в демонстрациях отдельных групп.
Вердикт. Задаёт раунд QEC на нейтральных атомах на уровне ~1 ms; если низкопотерьная регистрация флуоресценции быстрее 100 µs не дойдёт до серийного железа к 2028 году, она остаётся крупнейшей фиксированной статьёй расходов в цикле.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (стадия A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей настоящего отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Атом на замкнутом циклическом переходе рассеивает фотоны в объектив с большой числовой апертурой и далее на камеру; порог по числу фотонов для каждого узла решает вопрос о заселённости или состоянии. Стандарт для массивов на оптических пинцетах примерно с 2016 года и то считывание, на котором строится всякая архитектура на нейтральных атомах.
Регистрация флуоресценции на камере, ~0.5–1 ms, неразрушающая, способная работать внутрисхемно.
Оптическое управление при комнатной температуре; оптика в свободном пространстве на столе; структура ошибок — потери.
Регистрация резонансной флуоресценции, разрешающая состояние каждого узла за десятки микросекунд вместо экспозиции 0.5–1 ms, которая всегда требовалась атомным массивам D[4]. Инженерный передний край задают два препринта августа 2026 г., разошедшихся на неделю: когерентное возбуждение на ¹⁷⁴Yb у Kyoto — 17.6 µs при различении 99.89(5)% и выживаемости 98.80(44)% D[261], и адаптивная защита с поузловым разрешением и непрерывным счётом фотонов у USTC — среднее время зондирования 15 µs D[623].
Физика и пределы
Сигнал есть произведение телесного угла сбора, квантовой эффективности, скорости рассеяния и времени интегрирования, а пороговая ошибка падает экспоненциально по числу собранных фотонов: различение обходится дёшево. Платой является отдача: каждый рассеянный фотон нагревает атом, и после нескольких тысяч он покидает ловушку, так что режимом отказа оказываются потери — 0.46% переворотов бита (bit-flip) против 0.24% потерь на 448 атомах D[4]. Более короткие зондирующие импульсы улучшают выживаемость: оба микросекундных результата 2026 года сообщают о потерях на порядок ниже миллисекундной базовой линии. Числовая апертура и квантовая эффективность находятся вблизи своего практического потолка, так что остаются доохлаждение во время зондирования, более яркие переходы и параллельные зоны. Архитектурно значим именно раунд: вентили CZ занимают 270 ns, тогда как раунд QEC занимает 1–4.5 ms, из которых 0.5–1 ms приходится на регистрацию флуоресценции, а остальное — на транспорт D[4].
Нижняя граница — фотонный бюджет. Для различения нужно столько зарегистрированных фотонов, чтобы отделить «светлое» от «тёмного» над шумом считывания камеры, а число зарегистрированных фотонов есть число рассеянных, умноженное на эффективность сбора: объектив с NA 0.6 собирает примерно одну десятую от 4π D[261]. Каждый рассеянный фотон несёт два импульса отдачи, поэтому нагрев, выбрасывающий атом из ловушки, растёт с тем же числом, которым покупается различение: выживаемость и точность (fidelity) размениваются через одну переменную. Поэтому оба результата 2026 г. атакуют число фотонов, а не экспозицию: Kyoto — когерентным возбуждением, вдвое снижающим темп нагрева некогерентных схем D[261], USTC — прекращением рассеяния в каждом узле в тот момент, когда непрерывный счёт фотонов уже определил его состояние, что даёт неточность различения 4.1×10⁻⁵ при потерях 2.1×10⁻⁴ D[623]. Сдвигает эту границу сбор света: более высокая NA, сбор в резонаторе, матрицы счёта фотонов вместо EMCCD, охлаждение в ходе зондирования.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2025-11 | 0.5–1 ms, 0.46% битовых переворотов, 0.24% потерь, отказоустойчивый массив из 448 атомов | Harvard/MIT/QuEra | D[4] |
| 2026-08 | 17.6 µs, различение 99.89(5)%, выживаемость 98.80(44)%, бесспиновый ¹⁷⁴Yb | Kyoto/Yaqumo | P[261] |
| 2026-08 | Зондирование 15 µs на подмассиве из 25 узлов, неточность 4.1×10⁻⁵, потери 2.1×10⁻⁴ | USTC | P[623] |
Доминирующая ошибка: потери, вызванные самой регистрацией флуоресценции, а не ошибочное отнесение.
Доминирующим членом экспозиция больше не является: при 17.6 µs оптический шаг составляет одну двадцать шестую классической цепочки C[826] и на порядок меньше транспорта D[4]. В код входят потери во время зондирования, а не различение.
Производство, материалы и цепочка поставок
Никакой фабрики: объектив, дихроичные зеркала и камера на оптическом столе. ORCA-Quest qCMOS от Hamamatsu — поимённо названный сенсор по всей линии Harvard/QuEra, и второго источника такой чувствительности нет P[329]; объективы же представляют собой серийную микроскопную оптику. Визуализация находится внутри цикла QEC, поэтому её стоимость считается на раунд, а не на прогон. На 10³ атомах массив покрывается одним кадром; на 10⁴–10⁶ число пикселей, частота кадров и мощность подсветки вынуждают переходить к параллельным зонам, каждая со своей камерой, — это тот же режим, в котором и управление пучком перестаёт масштабироваться в одном приборе: дефлектор различает столько позиций, сколько даёт произведение его ВЧ-полосы на время пробега звука через пучок, и это же время ограничивает скорость перенаведения ловушки, а жидкокристаллические модуляторы сменяют кадр лишь с частотой в десятки герц. Экспортный контроль задевает технологию косвенно: 4A906 связывает машину, лишь когда число кубитов и ошибка C-NOT попадают в одну полосу, от 34–99 кубитов при ≤ 10⁻⁴ до любой ошибки начиная с 2 000 кубитов факт; ни оптика пинцетов, ни камеры нигде не поименованы G[301].
Кристалла нет: сенсоры, объективы и лазеры. Во всех прослеженных по источникам результатах фигурируют три производителя камер — Hamamatsu qCMOS в линии Harvard/QuEra Cфакт, EMCCD Andor (Oxford Instruments) в Kyoto D[261], Teledyne Kinetix в стеке Quantum Machines C[826], — и ни одна компания из области атомных массивов камер не производит, так что сенсор и есть самая явная единая точка отказа. Экспортная уязвимость асимметрична: машина попадает под ECCN 4A906 (BIS, 2024-09-06) G[301], а камеры — приборы двойного назначения вне квантовых ECCN 2024 года.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Быстрая регистрация флуоресценции убирает один член, а не цикл. Раунд QEC на атомах складывается из регистрации флуоресценции (0.5–1 ms), транспорта (сотни µs) и вентилей — итого 1–4.5 ms D[4]; доведение регистрации флуоресценции до 17.6 µs оставляет транспорт и классическую цепочку, поэтому раунд ускоряется примерно вдвое, а не в 30–50×, как можно заключить по одним лишь цифрам регистрации флуоресценции. Классическая цепочка — больший член: 442 µs на передачу от камеры к серверу плюс 21–85 µs обработки, 460 µs на массиве 10×10 C[826] — в двадцать шесть раз больше экспозиции. При 10³ узлах связывающим становится канал камеры; при 10⁴–10⁶ масштабируется только поузловой счёт с принятием решения прямо на сенсоре.
Роль в стеке
Это считывание всех трёх нейтрально-атомных архитектур: ридберговских массивов пинцетов на щелочных (Rb/Cs) и щёлочноземельных (Yb/Sr) атомах и аналогового симулятора на нейтральных атомах. Требует щелочного или щёлочноземельного атома с циклическим переходом; предоставляет то неразрушающее внутрисхемное измерение, которое необходимо декодированию в реальном времени, и превращает потерю атома в детектируемое стирание (erasure), а не в тихую ошибку Паули. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс ≈ 1.3×10⁻³ s: первым идёт транспорт, вторым — это считывание, 501 µs, а не вентиль длительностью 270 ns, — это ~10³× сверхпроводникового раунда. Верификация: оба микросекундных результата получены каждый одной группой и на одном изотопе; в работе Kyoto используется бесспиновый ¹⁷⁴Yb, поэтому она устанавливает различение заселённости, а не считывание сверхтонкого состояния, а 15 µs у USTC усреднены по подмассиву из 25 узлов. Ни один из них не запускался внутри логической памяти.
Быстрая регистрация пока — результат на щёлочноземельных атомах: 17.6 µs у Kyoto получены на ¹⁷⁴Yb D[261], а USTC вид атомов не указывает D[623], поэтому микросекундный край этого считывания привязан к архитектуре на Yb/Sr, пока его не покажет массив щелочных атомов. При ~18 µs он сократил бы раунд в 1.3 ms примерно на 0.5 ms, оставив крупнейшим вкладом транспорт (~800 µs).
Свидетельства — как измерены числа
Оба результата — препринты одиночных лабораторий, разошедшиеся на неделю, и ни один не воспроизведён. 17.6 µs у Kyoto — это только регистрация флуоресценции, размер массива в аннотации не указан D[261]. 15 µs у USTC — среднее время зондирования, а прогон на 1.7 kHz со 120 раундами применял адаптивную защиту к подмассиву из 25 узлов внутри 100-кубитного массива D[623], то есть не проверен там, где это важно. Прецедент — торический код у Atom Computing: подавление держалось 90 раундов, но исчезло, как только была включена дозагрузка, 0.63% против 0.64% на цикл D[148]. Непрерывная работа доказана отдельно — >3 000 кубитов на протяжении двух часов D[144], — но никогда вместе с микросекундным считыванием.
Результат Kyoto/Yaqumo в 17.6 µs получен на бесспиновом ¹⁷⁴Yb, у которого нет сверхтонкого кубита: это различение заселённости, а не считывание состояния. Заказ Magne у QuNorth на €80 M известен из отраслевой прессы, релиза вендора нет. То, что научные камеры не подпадают под квантовые ECCN 2024 года, выводится из охвата самих этих ECCN [301], а не из решения, касающегося именно камер. Показатель цепочки 460 µs у Quantum Machines заявлен самой компанией и независимо не проверялся [826]. Не опубликовано: камера, использованная в демонстрации Kyoto, и удельная стоимость на канал считывания для камеры вместе с объективом. Не указано в аннотации arXiv:2608.17189: сорт атомов и рабочий переход у USTC, тип детектора и NA сбора.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что делают | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Harvard/MIT | исследования | США | Отказоустойчивая базовая линия на 448 атомах | D[4] |
| QuEra Computing | разработчик | США | Поставляет это считывание в своей дорожной карте | C[153] |
| Atom Computing | разработчик | США | Массивы Yb; Magne совместно с Microsoft | C[154] |
| Kyoto Univ./Yaqumo | исследования | Япония | Демонстрация регистрации флуоресценции Yb за 17.6 µs | P[261] |
| Hamamatsu Photonics | поставщик | Япония | Сенсор qCMOS, второго источника нет | P[329] |
| USTC | исследования | Китай | Адаптивное зондирование 15 µs с прямым (feed-forward) декодированием за суб-µs время | D[623] |
| Quantum Machines | поставщик | Израиль | Продаёт классическую цепочку считывания | C[826] |
Деньги. 2025-09-09 · QuEra · раунд серии B · $230 M+ USD · Google, SoftBank VF2, NVentures C[153]. 2025-11-06 · DARPA · QBI Stage B · ≤$15 M каждому · Atom и QuEra среди одиннадцати G[65]. 2026-02 · Infleqtion · листинг на NYSE · >$550 M USD плюс LOI Министерства торговли на $100 M C[155]. 2026-06 · Atom Computing · привлечение · $300 M+ USD, включая LOI Министерства торговли на $100 M C[154]. 2026 · QuNorth · заказ Magne, 50 логических · €80 M · Atom/Microsoft P[12]. 2025-02-25 · Quantum Machines · раунд серии C · $170 M · закрыт C[528]факт. Ничего не финансируется именно как быстрое считывание: это приборные расходы внутри платформенных бюджетов, и оба определяющих результата пришли из университетов, а не от компаний, которым они нужны.
Рынок и цепочка поставок. Сенсор одного-единственного поставщика стоит на критическом пути каждого ведущего массива, всё прочее — серийная оптика; риск концентрации острый. Технология работает на цели G3 и G4: нет внутрисхемной регистрации флуоресценции — нет и декодирования в реальном времени. Разрешающие поставщики — производители камер (Hamamatsu, Andor, Teledyne) и производители систем управления (Quantum Machines); продукта «быстрое считывание атомов» не существует. Концентрация по сенсорам жёсткая: три поставщика, ни один не заменяется собственными силами. Улавливаемая стоимость лежит в классической цепочке — потому именно поставщик систем управления и публикует бенчмарки C[826]. Работает на цели G3 и G4, а также на G1 там, где темп повторений и есть пропускная способность.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства или стандарта, специфичного для регистрации флуоресценции атомных массивов, нет. Патентного семейства с датой по быстрому считыванию атомных массивов по состоянию на 4 сентября 2026 г. не обнаружено; оба результата — препринты, и единственная компания в списках авторов — Yaqumo Inc. D[261]. Выбор сенсора не регулируется никаким органом по стандартизации. Отсутствие ИС само по себе является выводом: методика опубликована, а не огорожена.
Дорожные карты и послужной список. (2026-08 · быстрая регистрация флуоресценции показана автономно · не встроена в логический прогон); (2028–29 · цели QuEra Libra и Magne · предполагают, что цикл продолжит сокращаться) R[153]. Дорожные карты вендоров закладывают в цену ускорение, показанное лишь на подмассивах. Atom Computing совместно с Microsoft (2025-07 · Magne, 50 логических, €80 M, на рубеже 2026/27 · монтируется) R[11]. QuEra (2026-06 · Libra 2028, >256 логических · её дорожная карта 2024 г. обещала 100 логических в 2026 г. — сдвиг на два года) R[162]. Никто не назначил даты обязательству поставить считывание быстрее 20 µs; послужной список отрасли — сдвиг примерно на 2 года.
Стратегическое прочтение. Тот, кто первым выпустит низкопотерьную регистрацию флуоресценции быстрее 100 µs, обрушит крупнейшую фиксированную статью расходов в цикле на нейтральных атомах, забрав кратный выигрыш в эффективном такте, — единственную структурную слабость платформы. Поставщики камер обладают большим рычагом, чем следует из их выручки; у атомных вендоров рычага против них нет. Выиграет та атомная компания, которая уберёт камеру из петли, а не та, которая сильнее укоротит экспозицию: измеренное узкое место — передача кадра за 442 µs, а не зондирование за 17.6 µs C[826]. Сегодня власть поставщика держат производители камер и теряют её в тот момент, когда появится интегральное детектирование. Платформенное прочтение трезвее: закрытие члена регистрации флуоресценции переводит отставание атомного цикла с ~10³× к, возможно, ~10²×, что спора об архитектуре не решает D[4].
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если микросекундный результат будет встроен в прогон логической памяти к 2028 году; понизить в статусе, если он останется чисто считывательным. В лучшем случае к 2029 году: регистрация флуоресценции быстрее 50 µs становится стандартом, а раунды QEC опускаются ниже 0.5 ms. В худшем случае: миллисекундная регистрация флуоресценции остаётся значением по умолчанию и ограничивает цикл вблизи 1 ms. Открыто: держится ли быстрая регистрация флуоресценции на полном массиве и сдвигает ли она то соотношение потерь и ошибок Паули, которое закладывают декодеры?
Подтвердить/понизить за 12–24 месяца: воспроизведение любого из двух результатов второй группой; считывание быстрее 20 µs внутри живого прогона с логическим кубитом; удержание считывания при дозагрузке на полном размере массива. В лучшем случае к 2029 г.: микросекундная регистрация флуоресценции становится стандартом, раунд ограничен транспортом на уровне нескольких сотен µs, а детектирование потерь дёшево настолько, что преобразование в стирания (erasure) становится рутиной. В худшем случае: цифры держатся только на малых статических подмассивах. Открытые вопросы: какой сорт атомов использовала USTC; переживает ли адаптивная остановка переход на полный массив, где счёт идёт всюду одновременно; кто построит первый сенсор с принятием решения прямо на кристалле.
Литература
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. D
- [11] Novo Nordisk Foundation, “New quantum computer with great potential to boost Nordic research and innovation,” Novo Nordisk Fonden, Jul. 17, 2025. [Online]. Available: https://novonordiskfonden.dk/
en/ Rnews/ new-quantum-computer-with-great-potential-to-boost-nordic-research-and-innovation/ - [12] M. Abdel-Kareem, “Denmark's QuNorth to Acquire 50-Logical-Qubit Magne Quantum Computer from Atom Computing and Microsoft,” Quantum Computing Report, Jul. 17, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
denmarks-qunorth-to-acquire-50-logical-qubit-magne-quantum-computer-from-atom-computing-and-microsoft/ P - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [144] N.-C. Chiu et al., “Continuous operation of a coherent 3,000-qubit system,” Nature, vol. 646, no. 8087, pp. 1075–1080, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09596-6. D
- [148] Atom Computing and Collaborators, “Quantum error correction with the toric code,” arXiv:2606.04079, Jun. 2026. D
- [153] QuEra Computing, “QuEra Expands $230 Million Financing Round Advancing Quantum-Accelerated Supercomputing,” Sep. 9, 2025. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Cquera-expands-230-million-financing-round-advancing-quantum-accelerated-supercomputing - [154] Atom Computing, “Atom Computing Raises More Than $300 Million to Accelerate Deployment of Fault-Tolerant, Neutral-Atom Quantum Computers,” PR Newswire, Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Catom-computing-raises-more-than-300-million-to-accelerate-deployment-of-fault-tolerant-neutral-atom-quantum-computers-302800832.html - [155] L. Roady, “Infleqtion Becomes First Neutral-Atom Quantum Company to Go Public,” Infleqtion, Feb. 17, 2026. [Online]. Available: https://infleqtion.com/
infleqtion-becomes-first-neutral-atom-quantum-company-to-go-public/ C - [162] QuEra Computing, “QuEra Announces 2028 Fault-Tolerant Quantum Computer and Expanded Multi-Year Strategic Collaboration with AWS,” Jun. 15, 2026. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Rquera-announces-2028-fault-tolerant-quantum-computer-and-expanded-multi-year-strategic-collaboration-with-aws - [261] R. Yokoyama et al., “Minimally Destructive Fast Imaging of Single Atoms in an Optical Tweezer Array with Coherent Excitation,” arXiv:2605.24175, Jun. 2026. Also https://arxiv.org/
abs/ . P2605.24175 - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [329] M. Ivezic, “The Tweezer Array's Hidden Supply Chain: Who Really Wins If Neutral-Atom Quantum Computing Wins,” PostQuantum.com, Nov. 17, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-ecosystem/ Pneutral-atom-quantum-ecosystem/ - [528] Quantum Machines, “Quantum Machines Raises $170M as Its Customer Base Exceeds 50% of Companies Developing Quantum Computers,” Feb. 25, 2025. [Online]. Available: https://www.quantum-machines.co/
press-release/ Cquantum-machines-raises-170-million-in-series-c-funding/ - [623] Xu-Zhao-Qiu Zeng et al., “Fast Nondestructive Readout for High-Clock-Rate Atom Array Quantum Processor,” arXiv:2608.17189, Aug. 2026. P
- [826] U. Akhouri, “Classically Accelerated Readout for Neutral Atoms with CPU/GPU Integration,” Quantum Machines Blog, Jun. 2026. [Online]. Available: https://www.quantum-machines.co/
resources/ Cblog/ classically-accelerated-readout-neutral-atoms-cpu-gpu-readout/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Преобразование спина в заряд + радиочастотная рефлектометрия
Спин преобразуется в событие перемещения заряда паулиевской блокадой или энергетически селективным туннелированием, после чего считывается согласованным по радиочастоте зарядовым сенсором за микросекунды и без разрушения кубита.
Вердикт. Считывание, которым пользуется каждая кремниевая архитектура, и тот член, что задаёт кремниевый такт, — 6 µs при 99.2% либо 100 µs при 99.9%, причём ни одно опубликованное устройство не даёт того и другого сразу.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Спин не несёт заряда, поэтому туннельное событие делают спин-зависимым — паулиевская блокада (чётность двух спинов, масштаб = синглет-триплетное расщепление) либо энергетически селективное туннелирование по Элзерману (одиночный спин, требуется зеемановское расщепление ≫ kT), — а о самом событии сообщает зарядовый сенсор. Сенсором служит одноэлектронный транзистор или одноэлектронный ящик на затворе, считываемый через квантовую ёмкость, в LC-контуре вблизи 0.1–2 GHz. Однократное (single-shot) считывание по Элзерману известно с 2004 года. Атрибуты: считывание — через преобразование спина в заряд, ~6 µs, неразрушающее, пригодное к внутрисхемному применению; управление — низкочастотное возбуждение из комнатной температуры, сенсор в КМОП, носитель неподвижен.
Физика и пределы
Отношение сигнал/шум за один выстрел — это фазовый сдвиг, проинтегрированный против шума усилителя в окне, сверху ограниченном T₁, а снизу — полосой контура; отсюда весь размен: 99.2% менее чем за 6 µs D[624] против 99.9% для приготовления и измерения (SPAM) за 100 µs D[189]. Считывание по Элзерману умирает по мере приближения kT к зеемановской энергии, поэтому «горячая» (≈1 K) работа стоит в первую очередь именно считывания; паулиевская блокада там выживает, но отвечает на вопрос о чётности. Релаксация внутри окна возвращает ложное основное состояние, а зарядовый шум сенсора уводит порог, так что ошибка измерения дрейфует и коррелирована, а не независима, как предполагают декодеры. Усиление на квантовом пределе и демодуляция внутри криостата опускают этот пол ниже.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2023-02-23 | 99.2% за один выстрел менее чем за 6 µs, радиочастотный одноэлектронный ящик | Quantum Motion | D[624] |
| 2025-09-24 | 99.9% SPAM за 100 µs, 300 mm SiMOS | Diraq | D[189] |
Доминирующий член: SNR на коротких окнах, T₁ на длинных; ни одно устройство фабричного изготовления не публикует считывание быстрее 10 µs с точностью (fidelity) выше 99.5%.
Число каналов ZQCS — пересказ вендорского анонса отраслевой прессой, а не первичный релиз. Не опубликовано: точность только считывания, выделенная методом RB, за цифрой 99.9% от Diraq/imec, приводимой как SPAM.
Производство, материалы и цепочка поставок
Изготавливаемый в том же 300 mm КМОП-стеке, что и сам кубит, сенсор не добавляет материаловедческого риска; ящик на затворе, которому нужны лишь электрод и контур, — предпочтительная для фабрики форма. Приборную часть покупают, а не строят: SHFQC-LRT от Zurich Instruments даёт взвешенное интегрирование ≤32 µs C[625], а в списке заказчиков OPX1000 от Quantum Machines значатся девять спиновых команд, включая Diraq, HRL, imec и Equal1 C[449]. Частотное мультиплексирование удерживает число линий на сублинейном уровне: стена на 10³ — это разнос контуров по полосе; на 10⁴–10⁶ это суммарная полоса считывания и число усилителей, а не сам сенсор. Контроллер HRL на 4 K (366 ЦАП, ≤3.5 W) показывает, что тракт можно перенести внутрь криостата D[190].
Роль в стеке
Требуется спинам на квантовых точках и донорным спинам, рёбер замены или конфликта нет — это несущий узел считывания и в архитектуре «спины на квантовых точках Si/Ge», и в архитектуре «донорные спины». Реестр числит 10 машин, использующих его, среди них QM-One, RacQ (Bell-1), 11-qubit donor processor и HRL exchange-only silicon spin processor (18 EO qubits from 54 quantum dots). При обменных вентилях в десятки наносекунд считывание за 6–100 µs задаёт производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс: 8.5×10⁻⁶ s на быстром конце, из которых 6.3 µs — само считывание. Верификация: две ключевые цифры получены на разных устройствах с разными сенсорами — это кривая «скорость — точность», а не одна система, — а 99.9% включает в себя инициализацию. Ни то ни другое независимо не воспроизведено.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Quantum Motion | разработчик | Великобритания | Считывание на одноэлектронном ящике, 99.2% менее чем за 6 µs | D[624] |
| Diraq | разработчик | Австралия | 99.9% SPAM на 300 mm SiMOS от imec | D[189] |
| Silicon Quantum Computing | разработчик | Австралия | Считывание донорных ядерных регистров | Dфакт |
| HRL Laboratories | разработчик | США | Считывание, секвенируемое 4 K крио-КМОП | Dфакт |
| Zurich Instruments | поставщик | Швейцария | Продаёт приборы для рефлектометрии | C[625] |
| Quantum Machines | поставщик | Израиль | Тракт считывания для девяти спиновых команд | C[449] |
Деньги. 2025-02-25 · Quantum Machines · раунд серии C · $170 M · PSG Equity, Intel Capital · закрыт Cфакт. 2025-11-06 · Diraq, Quantum Motion, SQC · QBI Stage B · ≤$15 M на каждого · DARPA · отобраны факт. 2026-05-07 · Quantum Motion · раунд серии C · $160 M · DCVC, Kembara · закрыт Cфакт. 2026-05-21 · Diraq · CHIPS LOI · ≤$38 M · US Commerce · необязывающее факт.
Рынок и цепочка поставок. Zurich Instruments и Quantum Machines поставляют тот радиочастотный тракт, который почти каждая спиновая команда покупает, а не делает сама C[449], [625]; вторая узкая точка — криогенное усиление. Работает на G2, G3, G7.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства по преобразованию спина в заряд или радиочастотной рефлектометрии в поименованной базе по состоянию на 4 сентября 2026 г. нет.
Дорожные карты и послужной список. Diraq (2026-08-27 · 150 k физических, 1 k логических к 2029 · не выполнено; в релизе от 2026-07-09 говорилось «тысячи к 2029») Rфакт. Zurich Instruments (2026-03-09 · ZQCS на «несколько тысяч кубитов» · поставляется) P[526]. Ни один поставщик не обещает датированного темпа считывания; приборы отгружаются в срок, а число кубитов — нет.
Стратегическое прочтение. Считывание — единственная кремниевая подсистема, которую покупают, а не строят, поэтому поставщики управляющей электроники сохраняют рычаг влияния независимо от того, какой кубит победит; если ящик на затворе вытеснит сенсорный транзистор, его заберёт себе фабрика, и конструкции с отдельным сенсором на каждый кубит проиграют дважды.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить или понизить в статусе за 12–24 месяца: ≥99.9% быстрее 20 µs на устройстве фабричного изготовления; ≥16 сенсоров, мультиплексированных в одну линию, с указанной цифрой перекрёстных помех. В лучшем случае к 2029: >100 сенсоров, каждый считывается менее чем за 10 µs, с демодуляцией внутри криостата. В худшем случае: считывание остаётся членом, задающим такт, и крупнейшей ошибкой синдромного цикла. Открыто: (1) сколько контуров приходится на один усилитель квантового предела; (2) достаточно ли считывания чётности без анциллы на каждый кубит; (3) как коррелированный дрейф порога выглядит для декодера.
Литература
- [189] P. Steinacker et al., “Industry-compatible silicon spin-qubit unit cells exceeding 99% fidelity,” Nature, vol. 646, no. 8083, pp. 81–87, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09531-9. D
- [190] Members of the HRL Quantum Team and Collaborators, “A digitally controlled silicon quantum processing unit,” arXiv:2604.16216, Apr. 2026. D
- [449] Quantum Machines, “Semiconductor Spin Qubits,” Aug. 11, 2026. [Online]. Available: https://www.quantum-machines.co/
qubit-types/ Csemiconductor-spin-qubits/ - [526] Zurich Instruments, “Zurich Instruments Launches the ZQCS Quantum Control System to Master the Long-Lived Logical Qubit Challenge,” Mar. 9, 2026. [Online]. Available: https://www.zhinst.com/
americas/ Pen/ news/ zurich-instruments-launches-zqcs-quantum-control-system-master-long-lived-logical-qubit/ - [624] G. A. Oakes et al., “Fast High-Fidelity Single-Shot Readout of Spins in Silicon Using a Single-Electron Box,” Phys. Rev. X, vol. 13, no. 1, Art. no. 011023, Feb. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.011023. D
- [625] Zurich Instruments, “SHFQC-LRT Long Readout Time,” Jan. 30, 2025. [Online]. Available: https://www.zhinst.com/
en/ Cproducts/ shfqc-lrt-long-readout-time
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Радиочастотное считывание чётности по квантовой ёмкости
Дисперсионное детектирование через затвор квантовой ёмкости майорановского острова методом радиочастотной рефлектометрии, читающее фермионную чётность без переноса заряда; неразрушающее и внутрисхемное.
Вердикт. Метод реален и независимо воспроизведён; фальсифицируется как пригодный для отказоустойчивости, если к 2028 году на любом стеке не будет опубликована ошибка отнесения ниже 10⁻³ при заявленном времени интегрирования.
Λ = коэффициент подавления ошибки на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Основное состояние интерференционной петли «квантовая точка — нанопровод» по-разному дисперсирует по заряду на затворе в двух секторах чётности; эта кривизна и есть квантовая ёмкость, считываемая как дисперсионный сдвиг внекристального резонатора методом радиочастотной рефлектометрии, без переноса заряда. Microsoft, Nature, 2025-02-19: ошибка отнесения 1%, SNR 1 за 3.6 µs, удержание свыше 1 ms вблизи 2 T D[13]. Это одиночное проводное измерение (Z-типа); совместная проекция, нужная вентилю, не построена.
a изготовлен (1.0) · b не вентиль · c квантовая ёмкость, ~4 µs, неразрушающее, внутрисхемное
d транспорта нет · e радиочастотная рефлектометрия с комнатной температуры · f ошибка отнесения плюс отравление · g стек проводов, выращенный методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ)
Физика и пределы
Сигнал накапливается как √t, тогда как чётность живёт лишь до прихода квазичастицы, поэтому ошибка отнесения — это гонка, моделируемая как err ≈ ½[1 − e^(−2t/τ)·erf(SNR/√2)²] при среднем SNR около 1.2 за µs D[20]. Пол задаётся временем отравления τ, определяемым геометрией петли, а не усилителем: один и тот же прибор даёт 12.4 ms на Z-петле против 14.5 µs на X-петле, что приписывается большему сечению захвата квазичастиц у двухпетлевой конфигурации D[20]. Свинец заменил алюминий ради повышения τ D[21]. Что именно при этом читается — предмет спора: редакционное примечание Nature гласит, что результаты сами по себе не устанавливают существования майорановских нулевых мод P[214].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2025-02 | ошибка отнесения 1%, SNR 1 за 3.6 µs, удержание >1 ms, InAs–Al | Microsoft Azure Quantum | D[13] |
| 2026-02 | независимое однократное считывание чётности, переключение ~1.85 ms, цепочка Китаева на InSb | QuTech | D[216] |
| 2026-06 | переключение чётности ~20 s в одном проводе InAs–Pb, то же семейство считывания | Microsoft Quantum | D[21] |
Типичное значение при масштабировании не определено: мультиплексированное считывание множества тетронов не опубликовано; прибор 2026 года запускался по одному проводу за раз D[21].
Полный текст [20] на arXiv даёт также X ~4 µs и Z ~9.3 ms для других настроек против используемых здесь 14.5 µs / 12.4 ms. Скорость квазичастичного отравления во время удержания при считывании только выводилась косвенно и никогда не измерялась напрямую. Не опубликовано: объём НИОКР-расходов конкретно на считывание.
Производство, материалы и цепочка поставок
Выделенного процесса нет: точки, затворы и петля используют ту же литографию, что и сам проводной прибор, а резонатор находится вне кристалла. Радиочастотная накачка и демодуляция при комнатной температуре питают усилитель милликельвинового уровня и опираются на ту же коммерческую базу управляющей электроники, что и сверхпроводниковое считывание Cфакт; единой точки отказа, помимо самого стека проводов, нет, как нет и специфичной для него категории экспортного контроля. Ввод-вывод — это линия затвора и резонатор на каждую измеряемую чётность, мультиплексированные на общей фидерной линии: 10³ — решённая задача корпусирования. Стена — время: 3.6 µs быстро на фоне 12.4 ms и медленно на фоне 14.5 µs, поэтому на 10⁴–10⁶ пределом становится то, сколько X-проекций помещается в более короткое окно.
Роль в стеке
Единственный продемонстрированный блок, которым топологическая архитектура владеет по-настоящему: он требует носителя на майорановской чётности и обеспечивает проективное измерение, которое потреблял бы вентиль на основе измерений, — неразрушающе и внутрисхемно, что является предусловием архитектуры «только измерения». Это единственный определённый член производного такта архитектуры: в сумме раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс опубликовано только считывание, ~3.6 µs до SNR 1 D[13], при отсутствии кода и цифры сброса. Верификация: статья QuTech в Nature (2026-02-11) независимо воспроизводит принцип на цепочках Китаева из квантовых точек InSb, а не на тетроне, при телеграфных временах жизни ~1.85 ms D[216]; её продолжение показывает когерентные осцилляции чётности лишь с ограниченной защитой D[217]. Легг оспаривает само наличие щели в считываемых областях D[22]. Ошибку в 1% никто не воспроизвёл.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что делают | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Microsoft Quantum | разработчик | США | Создали метод; применяют на каждом тетронном приборе | D[13] |
| QuTech | исследования | Нидерланды | Независимое считывание чётности и когерентный кубит чётности на проводах InSb, выращенных в Эйндховене | D[216] |
| DARPA | инвестор | США | Финансирует единственного промышленного пользователя; финальная стадия US2QC с 2025-02-06 | факт |
Деньги. 2025-02-06 · Microsoft · финальная стадия US2QC Validation & Co-Design · сумма не раскрыта · DARPA · объявлено факт. 2026-01-23 · Microsoft · Quantum Pioneers Program, считывание — одна из тем конкурса · ≤ USD 200 000 на заявку · объявлено Pфакт.
Рынок и цепочка поставок. Самостоятельного рынка нет; радиочастотная рефлектометрия и криогенное усиление универсальны и имеют множество поставщиков, поэтому риск концентрации сосредоточен в стеке проводов. Только G3 и G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Дисперсионное детектирование через затвор является общим достоянием групп, работающих с полупроводниковыми кубитами; датированного числа патентов именно по считыванию чётности по состоянию на 4 сентября 2026 г. нет.
Дорожные карты и послужной список. (применяется в каждом публичном приборе Microsoft с 2025-02, неявно — ради отказоустойчивости к 2029 году; статус на 4 сентября 2026 г.: ни целевой точности, ни целевой скорости для считывания не опубликовано) C[215]. QuTech публикуется, не имея графика, который надо защищать, и его послужной список тем достовернее.
Стратегическое прочтение. Метод публичен и воспроизведён, поэтому эксклюзивность Microsoft переместилась в стек проводов; тот, кто первым опубликует ошибку отнесения около 10⁻³ при заявленном времени интегрирования, и задаст темп всему, что расположено ниже по потоку.
Перспективы и открытые вопросы
Фальсифицируемо за 12–24 месяца: третья группа, публикующая считывание чётности; ошибка отнесения ниже 1% от кого угодно, кроме Microsoft; напрямую измеренная скорость отравления. Подтверждение, если сбудутся два пункта; понижение, если к 2028 году это останется результатом двух лабораторий. В лучшем случае считывание перестаёт быть открытой переменной; в худшем — τ на совместной петле остаётся в десятках µs. Открытые вопросы: работает ли мультиплексированное считывание множества тетронов; воспроизводим ли 1% вне приборов Microsoft.
Литература
- [13] Microsoft Azure Quantum, “Interferometric single-shot parity measurement in InAs–Al hybrid devices,” Nature, vol. 638, no. 8051, pp. 651–655, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-024-08445-2. D
- [20] M. Aghaee et al., “Distinct Lifetimes for X and Z Loop Measurements in a Majorana Tetron Device,” arXiv:2507.08795, Jul. 2025. D
- [21] M. Aghaee et al., “20 Second Parity Lifetime in an InAs–Pb Tetron Device,” arXiv:2606.03884, Jun. 2026. D
- [22] H. F. Legg, “On the robustness of topological gap detection via transport,” Nature, vol. 654, no. 8120, pp. E22–E26, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10567-8. arXiv:2503.08944. D
- [214] P. Ball, “Experts Weigh in on Microsoft's Topological Qubit Claim,” Physics, vol. 18, p. 57, 2025. [Online]. Available: https://physics.aps.org/
articles/ Pv18/ 57 - [215] C. Nayak, “Majorana 2 – Microsoft's Scalable Quantum Processor With Reliable, Long-Lasting Qubits,” Microsoft Quantum. [Online]. Available: https://quantum.microsoft.com/
en-us/ Cinsights/ blogs/ majorana-2-scalable-quantum-processor - [216] N. van Loo et al., “Single-shot parity readout of a minimal Kitaev chain,” Nature, vol. 650, no. 8101, pp. 334–339, Feb. 2026, doi: 10.1038/s41586-025-09927-7. D
- [217] F. Zatelli et al., “Majorana parity qubit in coupled minimal Kitaev chains,” arXiv:2607.09511, Jul. 2026. D
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Быстрый безусловный / диссипативный сброс кубита
Возврат сверхпроводникового кубита в |0⟩ за ~100–500 ns передачей его возбуждения диссипативной (lossy) моде, обычно резонатору считывания, вместо ожидания T1 или измерения с последующим переворотом.
Вердикт. Продемонстрирован с 2018 г. и работает внутри производственных раундов коррекции ошибок (шаг Google в 160 ns в раунде 921 ns; полностью микроволновый сброс анциллы у USTC). Диссипативный элемент (gadget) IBM на Nighthawk r2 известен только по сообщениям компании: ни длительности сброса, ни абсолютной остаточной населённости не опубликовано по состоянию на 2026-09-26.
T1 = время энергетической релаксации; κ = скорость затухания энергии диссипативной моды; LRU = блок подавления утечки (leakage-reduction unit); DQLR = удаление утечки с кубитов данных (data-qubit leakage removal); MLR = многоуровневый сброс (multi-level reset); Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Сброс возвращает кубит в |0⟩ перед каждым запуском (shot), а в коррекции ошибок — каждый измерительный кубит один раз за раунд синдрома. Безусловный сброс — эта технология — передаёт возбуждение диссипативной моде без какого-либо классического решения, в отличие от ожидания T1 или измерения с последующим переворотом. Он начался с полностью микроволновой схемы «f0g1»: возбуждающий сигнал связывает |f,0⟩ с |g,1⟩ пары трансмон–резонатор (g, f = основное и второе возбуждённое состояния; 0, 1 = фотоны резонатора), и фотон вытекает наружу, оставляя 0.2% остаточного возбуждения менее чем за 500 ns без обратной связи D[596]. Технология находится в слое считывания, потому что диссипативной модой обычно служат резонатор считывания и фидерная линия D[597]D[598]. Атрибуты: на чипе, сверхпроводниковая литография, управление от комнатной температуры, транспорта нет; класс ошибки — утечка (leakage).
Физика и пределы
Пассивная релаксация слишком медленна: даже без теплового пола достижение 10⁻³ при T1 = 200 µs занимает ln(10³)·T1 ≈ 1.4 ms S. Пол тоже важен: трансмон на 5 GHz при эффективной температуре 50 mK удерживает ~0.8% возбуждения S, так что сброс обязан охлаждать — при инженерно заданной скорости Γ_r ≫ Γ_q остаток стремится к (Γ_q·n_q + Γ_r·n_r)/(Γ_q + Γ_r), т. е. к заселённости более холодной ванны S. Скорость задаётся диссипативной модой: возбуждение, перенесённое (swap) в моду со скоростью затухания κ, уходит не быстрее, чем при критическом затухании, κ/2, поэтому 10⁻³ требует ≈ 21/κ, 170–340 ns при κ/2π = 20–10 MHz S, — это и есть диапазон 100–500 ns. Поэтому потоковый обмен (flux swap) за 34 ns превращается в 284 ns, как только резонатор нужно опустошить D[599]; широкополосная метаматериальная ванна обходит одномодовое ограничение D[600]. Переключаемый диссипатор развязывает скорость сброса и T1 в режиме простоя: у IBM он переводит эффективное T1 с ~200 µs до ~25 ns C[601], что даёт отношение вкл/выкл ~8×10³ S. Сопутствующая проблема — утечка: условный X действует только на |0⟩↔|1⟩, так что |2⟩ остаётся утёкшим S; MLR опустошает |1⟩–|3⟩ при одной настройке D[597].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2018-08-07 | f0g1: остаток 0.2% за <500 ns | Magnard et al. | D[596] |
| 2021-03-19 | MLR состояний |1⟩–|3⟩ за ~250 ns, >99% (ограничено считыванием) | D[597] | |
| 2021-10-11 | Потоковый обмен: 0.08% ± 0.08% за 34 ns; 284 ns с опустошением резонатора | Zhou et al. | D[599] |
| 2023-02-22 | Сброс 160 ns + измерение 500 ns в раунде 921 ns | Google, Sycamore | D[602] |
| 2024-09-25 | Сброс + подавление утечки за 83 ns, фиксированная частота, >99% | Chen et al. | D[598] |
| 2024-11-05 | Ошибка сброса <0.13% (|1⟩), 0.16% (|2⟩) за 88 ns; LRU только для |2⟩ за 44 ns | Kim et al. | D[600] |
| 2025-12-22 | Микроволновые LRU + сброс анциллы: утечка ÷72 до 6.4×10⁻⁴; d = 7, Λ = 1.40 ± 0.06 | USTC, Zuchongzhi 3.2 | P[603] |
| 2026-08-31 | 120 элементов сброса; ошибка инициализации ÷25 | IBM, Nighthawk r2 | C[601] |
Sycamore тратил 660 из 921 ns (72%) на измерение и сброс, и его авторы называют простой кубитов данных в это время доминирующей ошибкой D[602]. Willow выполняет MLR на измерительных кубитах и DQLR на кубитах данных в каждом цикле 1.1 µs D[1] — после того как DQLR снизил утечку кубитов данных в десять раз, ниже 10⁻³ по всему устройству D[604]. Строка USTC — это прочтение прессой его статьи в PRL D[3]. Выигрыш IBM — в темпе запусков: 100 000 схем в секунду, в 25× больше, чем у Heron C[601]. Доминирующий член: остаточная населённость, которую производственные поставщики не публикуют.
Производство, материалы и цепочка поставок
Сброс через резонатор не добавляет ни одного шага изготовления D[596]. Затраты зависят от типа кубита: трансмоны с перестройкой потоком повторно используют свои потоковые линии D[597]; трансмоны с фиксированной частотой идут микроволновым путём, через перестраиваемый элемент связи D[598] или выделенный элемент на каждый кубит C[601]. Перестраиваемый элемент в общем случае означает ещё один управляющий сигнал на кубит S; пресса ставит в заслугу чисто микроволновому пути USTC то, что он обходится без разводки импульсов постоянного тока, как у Google P[605].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Безусловный сброс — это импульс без обратной связи (open loop): ни дискриминации, ни решения, ни прямой связи (feed-forward). Условный сброс последовательно складывает считывание, затухание резонатора (ring-down), решение и π-импульс, и его пол задаётся ошибкой присвоения (assignment error); прежняя схема IBM переворачивала кубит при |1⟩, а затем простаивала сотни микросекунд между запусками C[601] — простой, доступный как rep_delay, который обменивает время выполнения на ошибку подготовки состояния C[606]. В поверхностном коде измерение происходит в любом случае; за ним следует либо шаг 160 ns D[602], либо контур прямой связи, оплачиваемый в каждом раунде S.
Роль в стеке
Слот 6 архитектуры «Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи», рядом с дисперсионным считыванием. Технология требует трансмона (кубита, который сбрасывается) и ro_disp (резонатора считывания как канала потерь); рёбер обеспечивает, заменяет или конфликта нет по состоянию на 2026-09-26. Ребро к ro_disp — типичный случай, а не необходимость: Nighthawk r2 связывает каждый кубит с холодным окружением через собственный перестраиваемый элемент связи C[601]. Технология закрывает пробел G-reset, давая в качестве атрибутов время сброса и остаточную населённость; производный такт Атласа считает считывание + сброс ≈ двумя третями сверхпроводникового раунда. Предложенные в реестре пробелов размещения на архитектурах кошачьих и двухрельсовых кубитов не приняты; повторная инициализация или дозагрузка атомов не имеет шага с диссипативной модой и к этой технологии не относится G. Родственный пробел G-lru — удаление утечки с кубитов данных — остаётся открытым. Машины реестра, основная роль: Sycamore-class 72-qubit processor, IBM Quantum Loon, IBM Quantum Nighthawk r2; альтернативная: Zuchongzhi 3.2, IBM Quantum System Two at CSCS (Swiss Quantum Innovation Hub).
Свидетельства — как измерены числа
Сброс проверяют, считывая кубит после него, поэтому его ограничивает ошибка считывания: ~10⁻³ у McEwen et al. упиралось в считывание D[597]. Сообщаемые величины несопоставимы — остаточное возбуждение, ошибка сброса, эффективное T1, отношение ошибок. Все четыре ячейки реестра верифицированы ✅, но локатор рисунка (Fig. 1b) есть только у ячейки Sycamore; ячейки IBM опираются на блоги, причём у Loon называются «элементы сброса» (reset gadgets) без цифр C[486]; у ячейки Zuchongzhi 3.2 нет ни локатора, ни цифры по сбросу.
Цифры Zuchongzhi 3.2 (72×, 6.4×10⁻⁴, d = 7, Λ) взяты из анализа в прессе. Цифры 1.4 ms, 0.8%, ≈21/κ и 8×10³ выведены из arXiv:2409.16748 и arXiv:2411.02950, а не процитированы из них. Не опубликовано по состоянию на 2026-09-26: длительность сброса и остаток у USTC; длительность сброса, абсолютный остаток и какая-либо статья для Nighthawk r2 — его блог даёт эффективное T1, отношение 25× и простой ~1 µs; цифры по элементам сброса Loon; длительность условного сброса и задержка прямой связи у Heron; и длительности измерения и сброса у Willow, а также длительность DQLR у Miao et al.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно они делают с этой технологией | Свидетельства |
|---|---|---|---|---|
| Google Quantum AI | разработчик | США | Сброс 160 ns в раунде Sycamore; MLR + DQLR в каждом цикле Willow | D[602]D[1] |
| IBM | разработчик | США | Условный сброс на Heron; 120 диссипативных элементов на Nighthawk r2; элементы сброса (gadgets) на Loon | C[601]C[486] |
| USTC / Hefei National Laboratory | разработчик | Китай | Микроволновые LRU и сброс анциллы внутри цикла, Zuchongzhi 3.2 | P[603] |
Деньги. Ни одной датированной финансовой позиции, специфичной для сброса кубитов, нет по состоянию на 2026-09-26.
Рынок и цепочка поставок. Отдельного рынка нет: сброс покупается как проектирование чипа и калибровка и окупается временем раунда и темпом запусков — на G2–G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Ни один стандарт не определяет показатель качества сброса; датированного подсчёта патентов по названной базе данных нет по состоянию на 2026-09-26.
Дорожные карты и послужной список. IBM назвала элементы сброса 2025-11-12 C[486] и поставила их на Nighthawk r2 2026-08-31 C[601]: выполнено, но с отношениями вместо абсолютных цифр.
Стратегическое прочтение. Именно на сбросе расходятся архитектуры с фиксированной частотой и перестраиваемые. Если переключаемые диссипаторы сохранят своё T1 в выключенном состоянии на масштабе, резонаторы считывания можно будет оптимизировать только под считывание.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если IBM или независимая группа к 2027-06-30 опубликует для Nighthawk r2 длительность сброса, абсолютный остаток и внутрисхемное применение и если поверхностный код с d ≥ 9 к 2027-12-31 сведёт считывание + сброс к менее чем половине своего раунда; понизить элемент до функции пропускной способности, если цифры охватывают лишь инициализацию между запусками.
Открытые вопросы. (1) Какого абсолютного остатка достигает Nighthawk r2? (2) Чего стоит выключенное состояние диссипатора в T1 на 10³ кубитах? (3) Может ли сброс перекрываться с затуханием резонатора, чтобы сократить член 660 ns? (4) Сравниваются ли чисто микроволновые сбросы по скорости с потоковыми без перекрёстных помех? (5) Какая схема удаления утечки с кубитов данных закроет G-lru, не добавляя шага в раунд?
Литература
- [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
- [3] T. He et al., “Experimental Quantum Error Correction below the Surface Code Threshold via All-Microwave Leakage Suppression,” Phys. Rev. Lett., vol. 135, no. 26, Art. no. 260601, Dec. 2025, doi: 10.1103/rqkg-dw31. D
- [486] R. Mandelbaum, “Scaling for quantum advantage and beyond,” IBM Quantum Computing Blog, Nov. 12, 2025. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ qdc-2025 - [596] P. Magnard et al., “Fast and Unconditional All-Microwave Reset of a Superconducting Qubit,” Phys. Rev. Lett., vol. 121, no. 6, Art. no. 060502, Aug. 2018, doi: 10.1103/physrevlett.121.060502. arXiv:1801.07689. D
- [597] M. McEwen et al., “Removing leakage-induced correlated errors in superconducting quantum error correction,” Nat. Commun., vol. 12, Art. no. 1761, Mar. 2021, doi: 10.1038/s41467-021-21982-y. arXiv:2102.06131. D
- [598] L. Chen et al., “Fast unconditional reset and leakage reduction in fixed-frequency transmon qubits,” arXiv:2409.16748, Sep. 2024. D
- [599] Y. Zhou et al., “Rapid and unconditional parametric reset protocol for tunable superconducting qubits,” Nat. Commun., vol. 12, Art. no. 5924, Oct. 2021, doi: 10.1038/s41467-021-26205-y. D
- [600] G. Kim et al., “Fast Unconditional Reset and Leakage Reduction of a Tunable Superconducting Qubit via an Engineered Dissipative Bath,” arXiv:2411.02950, Nov. 2024. D
- [601] H. Haas, D. McKay, and R. Davis, “IBM Quantum Nighthawk r2—more circuits, faster,” IBM Quantum Computing Blog, Aug. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ nighthawk-r2 - [602] R. Acharya et al., “Suppressing quantum errors by scaling a surface code logical qubit,” Nature, vol. 614, pp. 676–681, Feb. 2023, doi: 10.1038/s41586-022-05434-1. D
- [603] M. Ivezic, “China's Zuchongzhi 3.2 Crosses the Error Correction Threshold - and Takes a Different Path Than Google to Get There,” PostQuantum.com, Dec. 30, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-research/ Pzuchongzhi-3-2-belowthreshold/ - [604] K. C. Miao et al., “Overcoming leakage in quantum error correction,” Nat. Phys., vol. 19, pp. 1780–1786, Oct. 2023, doi: 10.1038/s41567-023-02226-w. D
- [605] M. Swayne, “China Demonstrates Quantum Error Correction Using Microwaves, Narrowing Gap With Google,” The Quantum Insider, Dec. 26, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ P12/ 26/ china-demonstrates-quantum-error-correction-using-microwaves-narrowing-gap-with-google/ - [606] IBM, “Qubit initialization.” [Online]. Available: https://quantum.cloud.ibm.com/
docs/ Cen/ guides/ repetition-rate-execution
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Гомодинное детектирование квадратур (непрерывные переменные)
Сигнальная мода, интерферирующая с сильным локальным осциллятором на балансной паре фотодиодов, разностный ток которой отбирает одну выбранную квадратуру поля, — вычислительное измерение машин на непрерывных переменных и GKP.
Вердикт. Физика приёмника зрелая — интегральные детекторы остаются ограниченными дробовым шумом до 9–20 GHz при тактовой частоте машины 1 MHz, — но по состоянию на 2026-09-26 ни одна машина на непрерывных переменных не опубликовала эффективность или запас над электронным шумом (clearance) своих вычислительных гомодинных каналов, а пол ошибки задают потери выше по тракту, а не детектор.
LO = локальный осциллятор (local oscillator); GKP = решёточное состояние Готтесмана–Китаева–Прескилла (Gottesman–Kitaev–Preskill); MBQC = квантовые вычисления на основе измерений (measurement-based quantum computation); PNR = с разрешением числа фотонов (photon-number-resolving); TES = сенсор на крае сверхпроводящего перехода (transition-edge sensor); TIA = трансимпедансный усилитель; OPA = оптический параметрический усилитель; G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Слабая сигнальная мода и сильный LO встречаются на светоделителе 50:50; вычитание двух фототоков подавляет классический шум LO и оставляет сигнал, пропорциональный квадратуре x̂_θ = x̂ cos θ + p̂ sin θ, где θ задаётся фазой LO. Гетеродинное детектирование измеряет сразу две сопряжённые квадратуры ценой одной дополнительной единицы вакуумного шума. Вычислительным считыванием гомодин стал, когда кластерные состояния на непрерывных переменных с временным мультиплексированием начали считывать мода за модой — Tokyo D[635] и DTU D[636], обе работы 2019 г., — а на чипы он переместился в Aurora от Xanadu D[173].
Атрибуты: разрушающее, но внутрисхемное (в MBQC угол измерения и есть вентиль); ~10⁻⁶ s на измерение при такте 1 MHz; электрооптическое управление при комнатной температуре; ошибки гауссова шума; изготовление фотонных ИС.
Физика и пределы
Эффективность η действует как потеря перед идеальным детектором: дисперсия V регистрируется как ηV + (1−η) в вакуумных единицах, поэтому для наблюдения 10 dB сжатия нужно η > 0.90 даже при бесконечном входном сжатии S. Для состояний GKP перемасштабирование на 1/√η превращает неэффективность в гауссово смещение с дисперсией (1−η)/η: η = 0.99 добавляет 0.010 — десятую часть от 0.106, которые допускает целевой уровень Атласа ~9.75 dB (~0.4 dB); одно лишь η = 0.95 опускает 9.75 dB до 8.0 dB S. Запас над электронным шумом C dB эквивалентен эффективности 1 − 10^(−C/10): 20 dB стоят 1 %, 28 dB — 0.16 % S. Фазовый джиттер LO δθ подмешивает антисжатую квадратуру, V ≈ Vsq + V_anti·δθ²; при антисжатии 15 dB 1° rms стоит столько же, сколько 1 % неэффективности S. Полоса должна превышать обратную длительность моды — 40-ns бины в Tokyo лежали под детекторами на ~100 MHz D[635]. Исход измерения GKP округляется к ближайшему кратному √π, а его чётность считывается как логическое значение; q̂, p̂ и q̂+p̂ реализуют Z, X и Y, а расстояние до края бина может служить весом для внешнего декодера S[637].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2019 | 2D-кластерное состояние; гомодин ~100 MHz, эффективность 0.75–0.80; нуллификаторы от −4.8 до −5.3 dB | Univ. of Tokyo | D[635] |
| 2019 | 2D-кластерное состояние на >30 000 мод; два волоконных гомодинных детектора; нуллификаторы −4.7 / −4.3 dB | DTU | D[636] |
| 2021 | Приёмник Ge-on-Si + SiGe: полоса 1.7 GHz по уровню 3 dB, ограничен дробовым шумом за пределами 9 GHz | Univ. of Bristol | D[638] |
| 2021 | Кремниевая фотоника + TIA на GaAs: ограничен дробовым шумом за пределами 20 GHz, запас 28 dB | Ghent Univ. | D[639] |
| 2023 | Предусиление OPA: сжатие 5.2 ± 0.5 dB, DC–43 GHz, без поправок | Univ. of Tokyo, NTT | D[640] |
| 2025 | Aurora: гомодин на чипе, 12 мод за цикл 1 MHz, прямая связь за один цикл | Xanadu | D[173] |
| 2026 | Сжиматель и гомодин на одном чипе: 34 моды, ~3 dB, эффективность 72 % | Univ. of Virginia | D[641] |
Скорость решена с запасом на три порядка сверх необходимого; эффективность — нет. Единственный чип «генерация плюс детектирование» достигает 72 % D[641], а Aurora не указывает для своих каналов ни эффективности, ни полосы, ни запаса над шумом D[173]. Предусиление OPA обходит детектор: эквивалентная потеря после усилителя падает с 92.4 % до 0.4 % D[640]. Доминирующий член: потери выше по тракту — ~56 % в оповещающих (heralding) путях Aurora и более 95 % в её путях с оповещением при бюджетах ~1 % D[173].
Производство, материалы и цепочка поставок
Массив QPU Aurora — это пять модулей на 300 mm кремниево-фотонной платформе AIM Photonics — волноводы SiN и Si, германиевые фотодиоды, модуляторы на обеднении носителей, — причём огибающую LO формирует модулятор Exail MXIQER-LN-30 D[173]. Сжатию нужны волноводы с малыми потерями, детектированию — сильное поглощение; Virginia объединил то и другое на одном чипе с помощью гетерогенной интеграции фотодиодов D[641]. Полоса — это ёмкость фотодиода против усилителя: SiGe-электроника в Bristol D[638], TIA на GaAs pHEMT в Ghent D[639]. Компоненты — стандартные изделия когерентной телекоммуникации; приёмник Tokyo — фотодиод для 5G D[640].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Каждый канал — это пара фотодиодов, TIA, АЦП (ADC), тракт LO с управляемой фазой и звено прямой связи (feed-forward), срабатывающее в пределах одного такта. В Aurora опорный лазер несёт фазу, стабилизирующую углы измерения, а контроллер, получающий информацию от алгоритма и декодера, выбирает базисы в каждом цикле с прямой связью за один такт D[173]; DTU стабилизировал свои LO методом демодуляции на переменном токе D[636]. Приёмники работают при комнатной температуре; оповещение 36 PNR-детекторами Aurora — отдельная цепочка D[173]. Число каналов растёт линейно с числом мод за такт — 12 в Aurora; на 10³–10⁴ доминирует бюджет АЦП и прямой связи, а не оптика S.
Роль в стеке
Слот считывания на архитектуре «Фотоника на непрерывных переменных — GKP» рядом с однофотонной регистрацией. Технология требует источника сжатого света (квадратуры, которую надо измерять) и электрооптического управления (фаза LO); ребра обеспечивает вниз по стеку у неё нет; однофотонная регистрация заменяет её везде, где фотоны считаются поштучно. Реестр пробелов (G-homodyne) создал эту технологию, потому что счёт фотонов сверхпроводниковыми однофотонными детекторами (SNSPD) или TES даёт машине на непрерывных переменных оповещение, но не вычисляет; Aurora подтверждает это исправление D[173], тогда как подготовка GKP по-прежнему сопровождается оповещением PNR-детекторами с заявленной эффективностью выше 99 % P[642]. Реестр: Aurora — основная, ячейка ✅. Borealis эту технологию не несёт: её 216 сжатых мод проходят через демультиплексор 1-к-16 на TES PNR-детекторы с эффективностью 95 %, гомодин не упомянут D[270].
Свидетельства — как измерены числа
Приёмники аттестуют по линейности дробового шума, запасу над электронным шумом и калибровке эффективности по сжатому свету; системы — по дисперсиям нуллификаторов ниже границы запутывания −3 dB; у DTU ниже неё были все 1 500 D[636]. Такие цифры включают детектирование, как нескорректированные 5.2 dB на 43 GHz D[640]; сжатие с поправкой на потери и эффективное сжатие GKP — 0.62 dB для интегрального источника Xanadu в записи Атласа D[174] — это другие величины. Пороги зависят от архитектуры: статической линейной оптике без потерь нужно 10.1 dB, если все моды GKP, и 13.6 dB при одной на макроузел S[637]. По состоянию на 2026-09-26 Aurora сообщает потери путей, но не эффективность каждого канала, запас над шумом или фазовый шум D[173].
У целевого значения ~9.75 dB нет первичного источника; Tzitrin et al. дают 10.1 dB, 13.6 dB или ~10 dB в зависимости от архитектуры. Текст DTU 2019 г. на arXiv приводит гомодинную эффективность лишь ссылкой на более раннюю работу. Не опубликовано: полоса гомодинного детектирования и задержка прямой связи у Aurora.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно они делают с этой технологией | Свидетельства |
|---|---|---|---|---|
| Xanadu | разработчик | Канада | Гомодин на чипе с прямой связью за один цикл (Aurora) | D[173] |
| University of Tokyo, NTT | исследования | Япония | Считывание кластерных состояний; измерение 43 GHz с усилением OPA | D[635], [640] |
| DTU | исследования | Дания | Кластерное состояние, считываемое волоконными гомодинными детекторами | D[636] |
| University of Bristol | исследования | Великобритания | Приёмник Ge-on-Si + SiGe, 9 GHz | D[638] |
| Ghent University | исследования | Бельгия | Кремниевая фотоника + TIA на GaAs, >20 GHz | D[639] |
| AIM Photonics | фабрика | США | 300 mm платформа с Ge-фотодиодами для Aurora | D[173] |
Деньги. Ни одной датированной финансовой позиции, специфичной для гомодинного считывания, не найдено по состоянию на 2026-09-26.
Рынок и цепочка поставок. Открытого рынка вычислительных приёмников нет; компоненты общие с распределением ключей на непрерывных переменных и генерацией случайных чисел D[639]. Работает на G4 и G6; сэмплер G1 обходится без него.
Интеллектуальная собственность и стандарты. По состоянию на 2026-09-26 нет ни стандарта для отчётности по гомодинной эффективности или запасу над шумом, ни датированного подсчёта патентов, специфичных для этой технологии.
Дорожные карты и послужной список. Ни один разработчик не опубликовал датированной цели по гомодину по состоянию на 2026-09-26. 35 чипов Aurora и 86.4 млрд мод за 2 h — результат по масштабу, а не по качеству считывания D[173].
Стратегическое прочтение. Если эффективное сжатие приблизится к порогу, приёмники станут самым многочисленным активным компонентом машины на непрерывных переменных — по одному на моду на такт, — и стоимость перейдёт к тому, кто совместно интегрирует их с прямой связью на фотонном кристалле; предусиление OPA — страховка. Если нет, гомодин останется в распределении ключей и метрологии.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если к 2027-12-31 машина на непрерывных переменных опубликует гомодинную эффективность на канал ≥ 99 % при запасе над шумом ≥ 20 dB или эффективное сжатие GKP на чипе превысит 3 dB; понизить, если к 2028-06-30 ни одна статья о системе на непрерывных переменных не раскроет цифр приёмников, а эффективное сжатие останется ниже 1 dB.
Открытые вопросы. (1) Какова эффективность на канал и запас над шумом у Aurora? (2) Могут ли фотодиоды на платформе сжатия с малыми потерями достичь 99 %? (3) Масштабируется ли предусиление OPA до одной стабилизированной накачки на моду? (4) Какой фазовый шум LO выдерживает бинирование GKP вблизи 10 dB? (5) Какая доля разрыва от 0.62 dB приходится на потери детектирования?
Литература
- [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
- [174] M. V. Larsen et al., “Integrated photonic source of Gottesman–Kitaev–Preskill qubits,” Nature, vol. 642, no. 8068, pp. 587–591, Jun. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09044-5. D
- [270] L. S. Madsen et al., “Quantum computational advantage with a programmable photonic processor,” Nature, vol. 606, no. 7912, pp. 75–81, Jun. 2022, doi: 10.1038/s41586-022-04725-x. D
- [635] W. Asavanant et al., “Time-Domain Multiplexed 2-Dimensional Cluster State: Universal Quantum Computing Platform,” Science, vol. 366, p. 373, 2019, doi: 10.1126/science.aay2645. arXiv:1903.03918. D
- [636] M. V. Larsen, X. Guo, C. R. Breum, J. S. Neergaard-Nielsen, and U. L. Andersen, “Deterministic generation of a two-dimensional cluster state,” Science, vol. 366, p. 369, 2019, doi: 10.1126/science.aay4354. arXiv:1906.08709. D
- [637] I. Tzitrin et al., “Fault-tolerant quantum computation with static linear optics,” PRX Quantum, vol. 2, Art. no. 040353, 2021, doi: 10.1103/PRXQuantum.2.040353. arXiv:2104.03241. S
- [638] J. F. Tasker et al., “Silicon photonics interfaced with integrated electronics for 9 GHz measurement of squeezed light,” Nat. Photon., vol. 15, pp. 11–15, Jan. 2021, doi: 10.1038/s41566-020-00715-5. arXiv:2009.14318. D
- [639] C. Bruynsteen et al., “Integrated balanced homodyne photonic–electronic detector for beyond 20 GHz shot-noise-limited measurements,” Optica, vol. 8, no. 9, pp. 1146–1152, Sep. 2021, doi: 10.1364/OPTICA.420973. D
- [640] A. Inoue et al., “Toward a multi-core ultra-fast optical quantum processor: 43-GHz bandwidth real-time amplitude measurement of 5-dB squeezed light using modularized optical parametric amplifier with 5G technology,” Appl. Phys. Lett., vol. 122, Art. no. 104001, 2023, doi: 10.1063/5.0137641. arXiv:2205.14061. D
- [641] H. Chen et al., “Heterogeneously Integrated Squeezed-Light Generation and Detection on a Single Photonic Chip,” arXiv:2608.13218, Aug. 2026. D
- [642] Xanadu, “Xanadu Unveils 1st On-Chip Error-Resistant Photonic Qubit,” HPCwire, Jun. 5, 2025. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
off-the-wire/ Pxanadu-unveils-1st-on-chip-error-resistant-photonic-qubit/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Считывание потока через QFP / СКВИД и сдвиговые регистры (отжигатели)
В конце отжига состояние незатухающего тока каждого потокового кубита защёлкивается квантовым параметроном потока и переносится как классический бит к детектору — ПТ-СКВИДу или, на Advantage, микрорезонатору с частотным мультиплексированием на периметре чипа; ни один кубит не связан с резонатором считывания.
Вердикт. Зрелая технология для своей единственной задачи — 17–101 µs на одно считывание и ошибка ≤10⁻³ на кубит на Advantage2 по собственным цифрам D-Wave, — но терминальная по построению: по состоянию на 2026-09-26 ни один отжигатель не считывает в середине расписания, и не найдено ни опубликованной архитектуры считывания Advantage2, ни метода определения ошибки считывания.
QFP = квантовый параметрон потока (quantum flux parametron), потоковая защёлка на ВЧ-СКВИДе; ПТ-СКВИД = интерферометр с двумя переходами, используемый как переключающийся детектор; Φ-DAC = потоковый цифро-аналоговый преобразователь на чипе; FASTR = чувствительный к потоку сверхпроводниковый микрорезонатор; CSFQ = потоковый кубит с ёмкостным шунтом (capacitively shunted flux qubit); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Отжигателю нужно одно измерение, в одном базисе, один раз. В конце расписания туннельный член A(s) пренебрежимо мал, и каждый потоковый кубит на ВЧ-СКВИДе локализовался в одном из двух состояний незатухающего тока C[607]; технология считывает этот классический поток. QFP, связанный с каждым кубитом, защёлкивает его знак с чувствительностью к потоку, намного превосходящей то, что даёт практически реализуемая взаимная индуктивность с ПТ-СКВИДом D[608]. Линия происхождения принадлежит D-Wave: «надёжный и масштабируемый» кубит на ВЧ-СКВИДе D[609], 128-кубитное считывание «защёлка плюс ПТ-СКВИД» D[608] и на Advantage — сдвиговые регистры на QFP, питающие микрорезонаторы на периметре C[607]. Атрибуты: потоковый механизм, искусственный, терминальный, без внутрисхемного считывания, низкочастотное управление на ступени mK, ошибка переворота бита (bit-flip), паулиевская.
Физика и пределы
Считывание различает два макроскопически различных потоковых состояния, а не две микроволновые частоты. Барьер QFP поднимается, пока поток кубита наклоняет его потенциал, поэтому QFP оседает в предпочтительной яме, и слабый сигнал превращается в полномасштабное состояние защёлки G[608]. Защёлка устойчива к импульсам тока переключающихся ПТ-СКВИДов, поэтому её можно считывать многократно, преодолевая стохастичность переключения: ошибка считывания одного кубита <10⁻⁶ и 8×10⁻⁵ на 128-кубитной системе при оптимальном смещении защёлки D[608]. Пол лежит до защёлки: перевороты во время вымораживания (freeze-out) честно считываются как неверные ответы, и никакая метрика считывания их не отделяет S.
«Разрушающее» здесь означает терминальное, а не разрушающее состояние: при reinitialize_state = False каждый обратный отжиг «инициализируется из конечного состояния кубитов после предыдущего цикла» C[610]. Дисперсионному считыванию (ro_disp) потребовались бы резонатор на каждый кубит и когерентные сдвиги частоты, зависящие от состояния, — и это для тысяч квазистатически смещённых кубитов, считываемых один раз S. Вариант когерентного отжигателя ставит QFP как изолятор и усилитель перед резонатором с низкой добротностью (Qₑ = 760): точность 98.6% за 80 ns и 99.6% за 1 µs на CSFQ D[611].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2009-05 | 128-кубитное XY-считывание: N защёлок, N ПТ-СКВИДов, 2√N + 2 линий смещения; системная ошибка 8×10⁻⁵ | D-Wave | D[608] |
| 2010-04-07 | «Надёжный и масштабируемый» потоковый кубит на ВЧ-СКВИДе | D-Wave | D[609] |
| 2014-01 | 512-кубитный процессор; считывание оставлено для «последующей публикации» | D-Wave | D[430] |
| 2015-09 | Перестраиваемые микрорезонаторные детекторы, возможно >1 000 на линию | D-Wave | D[612] |
| 2020 | Резонаторное считывание CSFQ с изоляцией через QFP, 98.6% за 80 ns | Northrop Grumman | D[611] |
| 2021-08 | Advantage: сдвиговые регистры на QFP, ~10 Mbit/s на дорожку, FASTR с частотным мультиплексированием | D-Wave | C[607] |
| 2026-09 | Advantage2_system1, 4 575 кубитов: 17–101 µs на считывание, ошибка считывания ≤0.001 | D-Wave | C[613] |
Верхняя граница времени на одно считывание упала с 235 µs на Advantage_system4 (5 627 кубитов) до 101 µs на Advantage2_system1 C[613]; это время «может меняться в зависимости от размера задачи» C[614]. Доминирующий член: время на выборку (sample), а не ошибка.
Производство, материалы и цепочка поставок
Цепочка изготавливается в собственном многослойном сверхпроводниковом процессе процессора: сдвиговые регистры на QFP идут вдоль горизонтальных и вертикальных дорожек от кубитов к периметру, где расположены микрорезонаторы C[607]. Считывание не добавляет ни собственного кристалла, ни соединений, ни фабрики; его риск по выходу годных — это риск самого процессора S. Единственный микроволновый элемент — массив на периметре, считываемый параллельно через частотное мультиплексирование C[607]; этот класс детекторов масштабируется за 1 000 на линию D[612].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Технология сохраняет ввод-вывод отжигателя сублинейным. Схеме XY у Berkley требовалось 2√N + 2 линий смещения — ~25 на 128 кубитов и ~137, если применить её к 4 575 S[608]; Advantage отказывается от детекторов на каждый кубит и выдвигает биты наружу со скоростью ~10 Mbit/s на дорожку C[607]. Цена — время: на выборку Ts/R ≈ Ta + Tr + Td; в разобранном примере D-Wave отжиг 20.0 µs, считывание 39.76 µs, задержка 21.02 µs и 15.9 ms программирования на задание C[614]. Для полной задачи считывание составляет ~56% каждой выборки на Advantage2_system1 (Tr ≤ 101 µs, Td = 60.6 µs) и ~85% на Advantage_system4 (235 µs, 20.5 µs) S[613]. Указанное в Атласе время считывания всего чипа в миллисекунды (t = −3) завышает его в 4–60 раз; миллисекунды набегают на задание S[613].
Роль в стеке
На архитектуре «Квантовый отжигатель — потоковые кубиты (отжиг)» технология занимает слот 6 рядом с ro_disp; слоты 7–9 пусты. Она требует потоковых кубитов, защёлкиваемых QFP (fluxq), а также сдвиговых регистров и DAC на чипе (ct_fluxdac); ребра обеспечивает у неё нет — её продукт классическая выборка; ro_disp — её объявленная замена (дисперсионное считывание vs считывание потоковой защёлкой). Машины реестра: Advantage (основная, ✅), Advantage2 (основная, 🔎); AQPU компании Qilimanjaro (10 аналоговых флаксониевых кубитов, введён в строй в BSC в мае 2026 года) в их число не входит — его считывание не раскрыто. Пробел G-fluxro в реестре пробелов закрыт — D-Wave не считывает кубиты дисперсионно, — но формулировка «нигде нет дисперсионного резонатора» преувеличивает: микрорезонаторы на периметре Advantage считывают биты сдвиговых регистров C[607]. ro_disp уместен на этой архитектуре лишь для гибрида «QFP плюс резонатор» D[611].
Свидетельства — как измерены числа
D-Wave публикует ошибку считывания как оценку сверху, ≤0.001 для каждой перечисленной системы Advantage и Advantage2, без указания метода C[613]; при этой границе 4 575-кубитная выборка несёт в среднем ≤4.6 перевёрнутых бита S[613]. Единственный найденный опубликованный метод — метод Berkley, где ошибка измерена в зависимости от смещения защёлки D[608]. Без считывания в середине отжига нет раунда синдрома: любой код декодируется один раз, по конечной выборке, а смягчение ошибок апостериорное — повторные считывания и программные преобразования обращения спинов (spin-reversal transforms) C[610]. Оценки реестра: обе ячейки D-Wave ссылаются на arXiv:0905.0891, Fig. 1 (🔎), чья аннотация подтверждает цепочку «защёлка — ПТ-СКВИД», но для 128-кубитной XY-конструкции; Boothby et al. подходит для Advantage, страница свойств решателя — для Advantage2. Ячейка Qilimanjaro ссылается на страницу D-Wave.
Отжиг 20 µs — разобранный пример из документации, а не подтверждённое значение решателя по умолчанию, а разница задержек 60.6 µs и 20.6 µs не объяснена. Не опубликовано: распределение ошибки считывания по кубитам для систем D-Wave и архитектура считывания Advantage2 (число резонаторов, скорость сдвига).
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно они делают с этой технологией | Свидетельства |
|---|---|---|---|---|
| D-Wave Quantum | разработчик | Канада/США | Защёлки QFP, сдвиговые регистры и микрорезонаторы на периметре в Advantage и Advantage2 | C[607] |
| Northrop Grumman | исследования | США | Резонаторное считывание с изоляцией через QFP для высококогерентных отжигателей | D[611] |
| Qilimanjaro Quantum Tech | разработчик | Испания | Платформа когерентного отжигателя (AQPU в BSC, май 2026); цепочка считывания не подтверждена по состоянию на 2026-09-26 | C[615] |
Деньги. Ни одной датированной финансовой позиции, специфичной для этой технологии считывания, нет по состоянию на 2026-09-26.
Рынок и цепочка поставок. Один поставщик с серийной продукцией; считывание отдельно не продаётся и опирается на ниобиевый процесс процессора. Оно работает на G1 и G5 через пропускную способность: ~182 µs на выборку со всего чипа на Advantage2_system1 — это ~5 500 выборок в секунду S[613].
Интеллектуальная собственность и стандарты. Ни подсчёта патентов, специфичных для считывания, по названной базе данных, ни деятельности по стандартизации не найдено по состоянию на 2026-09-26.
Дорожные карты и послужной список. Advantage2 находится в общем доступе с 4 400+ кубитами и 40 000+ элементами связи, по 20 на кубит C[616]; считывание всего чипа у него в ~2.3× быстрее, чем у Advantage_system4 S[613]. Реестр не содержит отжигателя следующего поколения по состоянию на 2026-09-26.
Стратегическое прочтение. Именно на считывании отжиг теряет пропускную способность, а не качество; более быстрое считывание помогает требовательным к числу выборок задачам G5, а вентильная линия D-Wave не может повторно использовать эту цепочку, поскольку ничто в ней не действует внутри схемы S.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если к 2027-06-30 D-Wave опубликует описание считывания Advantage2 с измеренным распределением ошибки по кубитам; иначе понизить ≤10⁻³ до ничем не обоснованной оценки компании. Подтвердить здесь Qilimanjaro, если к 2027-12-31 компания опубликует цепочку с потоковой защёлкой; перенести её в ro_disp, если её QFP или кубит считывается резонатором. Открытые вопросы. (1) Что задаёт пол в 17 µs — тактовая частота сдвига, затухание резонатора или термализация? (2) Меняется ли ошибка считывания вдоль дорожки? (3) Смещает ли обратное действие защёлки следующий обратный отжиг? (4) Можно ли сделать считывание в середине отжига нетерминальным? (5) Почему Advantage2_system1 требуется задержка 60.6 µs на выборку против 20.6 µs на system2?
Литература
- [430] P. I. Bunyk et al., “Architectural considerations in the design of a superconducting quantum annealing processor,” arXiv:1401.5504, Jan. 2014. D
- [607] K. Boothby et al., “Architectural considerations in the design of a third-generation superconducting quantum annealing processor,” arXiv:2108.02322, Aug. 2021. C
- [608] A. J. Berkley et al., “A scalable readout system for a superconducting adiabatic quantum optimization system,” Supercond. Sci. Technol., vol. 23, Art. no. 105014, 2010. arXiv:0905.0891. D
- [609] R. Harris et al., “Experimental demonstration of a robust and scalable flux qubit,” Phys. Rev. B, vol. 81, no. 13, Art. no. 134510, Apr. 2010, doi: 10.1103/PhysRevB.81.134510. D
- [610] D-Wave Quantum Inc., “QPU Solver Parameters — D-Wave Quantum Computing Products documentation.” [Online]. Available: https://docs.dwavequantum.com/
en/ Clatest/ quantum_research/ solver_parameters.html - [611] J. A. Grover et al., “Fast, Lifetime-Preserving Readout for High-Coherence Quantum Annealers,” PRX Quantum, vol. 1, no. 2, Art. no. 020314, 2020, doi: 10.1103/PRXQuantum.1.020314. arXiv:2006.10817. D
- [612] J. D. Whittaker et al., “A frequency and sensitivity tunable microresonator array for high-speed quantum processor readout,” arXiv:1509.05811, Sep. 2015. D
- [613] D-Wave Quantum Inc., “Per-QPU Solver Properties and Schedules — D-Wave Quantum Computing Products documentation.” [Online]. Available: https://docs.dwavequantum.com/
en/ Clatest/ quantum_research/ solver_properties_specific.html - [614] D-Wave Quantum Inc., “Operation and Timing — D-Wave Quantum Computing Products documentation.” [Online]. Available: https://docs.dwavequantum.com/
en/ Clatest/ quantum_research/ operation_timing.html - [615] Qilimanjaro Quantum Tech, “Towards a European full-stack coherent quantum annealer platform,” Mar. 2, 2021. [Online]. Available: https://qilimanjaro.tech/
towards-a-european-full-stack-coherent-quantum-annealer-platform/ C - [616] D-Wave Quantum Inc., “D‑Wave's Advantage2 Quantum Computer Now Generally Available,” D-Wave Support, May 14, 2025. [Online]. Available: https://support.dwavesys.com/
hc/ Cen-us/ articles/ 32105885880087-D-Wave-s-Advantage2-Quantum-Computer-Now-Generally-Available
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Коды, адаптированные к стираниям
Поверхностные и блочные коды, декодируемые с флагами локализованных ошибок; пороги 4–10% и Λ ≈ 27 в моделировании, выигрыш 1.7–1.9× на оборудовании.
Вердикт. Теория обещает Λ ≈ 27 и пороги 4–10%; оборудование даёт лишь 1.7–1.9× от информации о стираниях, и ни одного сверхпроводникового кода с декодированием стираний не запущено. Подтвердить, если память d=3→5 с декодированием стираний покажет Λ ≥ 3 до конца 2027 г.; иначе понизить в ранге.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Код, адаптированный к стираниям (erasure), — это стабилизаторный код, декодер которого принимает, помимо синдрома, покубитный флаг вида «этот кубит здесь был потерян или покинул кодовое пространство», причём топология и расписание выбраны под канал, в котором доминируют локализованные ошибки. Локализованная ошибка снимает вопрос где и оставляет только что, поэтому поверхностный код отказывает лишь тогда, когда стирания перколируют, — порог кодовой ёмкости 50%, задаваемый перколяцией по связям квадратной решётки S[679], против 18.9(3)% для деполяризующего шума S[334], — а его расстояние по отношению к стираниям равно d, а не ⌈d/2⌉. Декодирование стираний по максимуму правдоподобия — это линейное по времени «очищение» (peeling) остовного леса S[680]; Union-Find распространяет его на паулиевские ошибки за O(n α(n)) S[681]. Аппаратный поворот произошёл в 2022 г.: 98% ошибок ¹⁷¹Yb преобразуемы в стирания, что поднимает схемный порог поверхностного кода с 0.937% до 4.15% S[8], и двухрельсовые трансмоны, где при 1% стираний код терпит 0.51% паулиевской ошибки — в 5.2 раза больше стандартной цифры S[334]; первый полный цикл коррекции потерь был проведён на пяти ионах в ловушках ещё в 2020 г. D[682]. Сами флаги относятся к справке Внутрисхемная проверка стирания (слой 6); данная справка описывает, что код с ними делает.
Атрибуты (по записи графа технологий; легенда: a — сродство естественный↔искусственный; b — время, запутывание детерминированное / с оповещением (heralded); c — считывание; d — подвижность; e — управление @ размещение; f — структура ошибок; g — производство):
- a = 0.5 — безразличен к носителю; один декодер обслуживает и атомы, и трансмоны.
- b = собственного времени и собственного запутывания нет.
- c = отсутствует — код потребляет флаг проверки.
- d = статичен.
- e = ни модальности управления, ни размещения.
- f = стирание — доминирует локализованная потеря, малый паулиевский остаток.
- g = отсутствует — топология и программное обеспечение.
Ранг 3 из 111; общий для семейств нейтральных атомов и сверхпроводников; он сочетает искусственный носитель со структурой ошибок типа стирания.
Физика и пределы
Выигрыш складывается из трёх частей, и каждая обложена налогом. Порог: его задаёт доля преобразованных ошибок. 4.15% у Wu предполагают преобразование 98% S[8]; измеренные доли — 56(4)% однокубитных и ≈33% двухкубитных ошибок на ¹⁷¹Yb D[141] и 38(6)% ошибки CZ у Princeton D[142], так что реализуемый порог лежит между паулиевским пределом и пределом стираний; XZZX-коды со смещённым стиранием поднимают потолок до 8.2%, гибридное слияние (fusion) — до 10.3% S[643]. Проверки не бесплатны: каждая подставляет кубит под T₁, и кубиты со стираниями выигрывают лишь тогда, когда проверка коротка по сравнению с циклом S[683]; при наличии ложноположительных и ложноотрицательных срабатываний порог остаётся как минимум вдвое выше паулиевского значения, а эффективное расстояние — примерно вдвое большим S[395]. Стирания распространяются через вентили, а пропущенное стирание возвращается как утечка (leakage) — та ошибка, с которой поверхностный код справляется хуже всего S[684]. Идеализированный потолок — моделирование Quantum Circuits: стирание анциллы 0.4%, стирание данных 0.1%, дефазировка 0.04/0.01/0.01% и идеальные проверки, отложенные до конца каждого раунда, дают Λ ≈ 27 на шаг расстояния против Λ ≈ 14 при деполяризующем шуме 0.1% S[84]; аппаратный поверхностный код Google стоит на Λ = 2.14(2) D[1]. Смещение, стоящее за такими цифрами, составляет ≈40:1 — 6×10⁻³ стирания против 1.6×10⁻⁴ паулиевской ошибки на операцию S[334], — что совпадает с измеренными AWS 42(1) D[85] факт. Что сдвигает предел: преобразование в стирания под двухкубитными вентилями, доля ложноотрицательных срабатываний, время проверки и декодеры, использующие отложенную информацию о потерях, при которых внутрисхемная проверка вообще не нужна S[508].
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее из продемонстрированного, атомы: поверхностный код Harvard/MIT/QuEra на числе атомов до 448, 2.14(13)× ниже порога в четырёхраундовой характеризационной схеме, причём информация о потерях вместе с машинным обучением в декодере даёт 1.73(13)× относительно обычного декодирования D[4]; блок [[4,2,2]] у Princeton, логический распад которого замедляется в 1.9(4)× при подаче флагов стирания в декодер D[142]; 24 логических кубита Microsoft/Atom Computing на 48 атомах с исправлением 1.8 потерянного атома за прогон D[149]. Сверхпроводники: по состоянию на 3 сентября 2026 г. ни один код с декодированием стираний на двухрельсовом оборудовании не запускался; крупнейшие схемы с кодированием со стираниями — четыре двухрельсовых трансмона SUSTech с трёхкубитным логическим состоянием GHZ точностью 93.9% (версия Nature Physics) D[406] факт и 8-кубитный Seeker от Quantum Circuits, только обнаруживающий ошибки C[86] факт. Типичное на масштабе: с флагами потерь свыше 100 атомов декодируют только машины Harvard и Microsoft.
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег | Ист. |
|---|---|---|---|---|
| 2009 | Порог потерь 50% (перколяция по связям) | Stace/Barrett/Doherty | S | [679] |
| 2022-01 | Порог 0.937% → 4.15% при преобразовании 98% | Princeton/Yale | S | [8] |
| 2022-08 | Двухрельсовые кубиты: допустима паулиевская ошибка 0.51% при 1% стираний, 5.2× | AWS | S | [334] |
| 2023-02 | XZZX со смещённым стиранием 8.2%; гибридное слияние 10.3% | Yale/Princeton | S | [643] |
| 2024-11 | 24 логических кубита на 48 атомах; 1.8 потерянного атома исправляется за прогон | Microsoft/Atom | D | [149] |
| 2025-06 | Распад [[4,2,2]] в 1.9(4)× медленнее с флагами стирания | Princeton | D | [142] |
| 2025-06 | 2.14(13)× ниже порога; информация о потерях + машинное обучение дают 1.73(13)× | Harvard/QuEra | D | [4] |
| 2026-08 | Λ ≈ 27 против 14, структурированный шум двухрельсовых кубитов, идеальные проверки | QCI/D-Wave | S | [84] |
Доминирующий член ошибки сегодня: на атомах — непреобразованная двухкубитная ошибка, ≈62–67% ошибки CZ D[141], [142]; на двухрельсовых кубитах — стирание анциллы в расчёте на один CZ, 0.400(4)%, и мёртвое время проверки D[84] факт; на обоих — хвост ложноотрицательных срабатываний, который никто не пересчитывал на протяжении многих раундов.
Производство, материалы и цепочка поставок
Под сам код ничего не изготавливается; его нагрузка ложится на выбираемое им оборудование. Двухрельсовый кубит требует двух годных трансмонов или двух резонаторов на узел — задача с выходом годных в квадрате — плюс анциллу на каждую пару резонаторов S[399], отсюда собираемый вручную план Quantum Circuits 8 → 17 → 49 → 181 R[94] факт. Щёлочноземельные атомы не добавляют оборудования, но обходятся однокубитной точностью в метастабильном многообразии: 99.12(4)% против 99.968(3)% в основном состоянии на установке JILA D[645]. Единственный артефакт кода — декодер: Union-Find на Xilinx VCU129 декодирует d = 21 за 11.5 ns на раунд при феноменологическом шуме 0.1% D[685]; ввод стираний для Union-Find является родным S[681], но ни одного бенчмарка на ПЛИС (FPGA) с флагами стирания не опубликовано; Stim предоставляет HERALDED_ERASE P[397]. Удельная цена: вдвое больше физических кубитов на узел на двухрельсовых кубитах — против заявления Quantum Circuits о 10–20 физических кубитах на логический вместо ≈200 C[86]. Экспортный контроль: правило BIS от 2024-09-06 G[301] факт контролирует квантовые вычислители (4A906: лишь когда число кубитов и ошибка C-NOT попадают в одну полосу — от 34–99 кубитов при ≤ 10⁻⁴ до любой ошибки начиная с 2 000 кубитов факт), программное обеспечение, «специально разработанное» для разработки или производства контролируемых кубитных и управляющих устройств (4D906), и связанные технологии (4E906); декодер, поставляемый как прошивка для контролируемой системы управления, попадает под 4D906.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Код добавляет в поток синдромов один бит на кубит за цикл и одно решение: сбросить и заново запутать стёртый кубит до следующего раунда — или отложить. На двухрельсовых кубитах это упреждающее управление (feed-forward) в пределах ≈1 µs (0.50 µs вентиль, 0.38 µs проверка) D[84], [85]; на атомах — кадр камеры и дозагрузка, ≈1 ms D[4]. Декодирование с отложенным стиранием S[508] и суперпроверки D[4] убирают внутрисхемное ветвление ценой коррелированного декодирования. Стены: на 10³ стена принадлежит оборудованию; на 10⁴ декодер должен поглощать ≈10⁴ флагов плюс синдромы за микросекунду — 10 Гбит/с, что в пределах возможностей ПЛИС D[685], но не проверено со стираниями; для 10⁶ кубитов двухрельсовое кодирование означает 2×10⁶ трансмонов, а на атомах без изменений действует бюджет кадров из справки Внутрисхемная проверка стирания.
Роль в стеке
Две архитектуры: сверхпроводниковые двухрельсовые кубиты со стираниями (D-Wave/Quantum Circuits, AWS, SUSTech) и щёлочноземельные нейтральные атомы (Atom Computing/Microsoft, Princeton, Caltech). Код требует флагов внутрисхемной проверки на стирание, поставляет логические кубиты, ниже по стеку пока никем не востребованные, и замещает поверхностный код с паулиевским декодированием. Цена перехода — аппаратная, а не программная: вдвое больше физических кубитов и одна проверка на цикл на двухрельсовых кубитах, налог на точность в метастабильном многообразии на атомах, плюс декодер, назначающий стёртым рёбрам нулевой вес. Формально он ни с чем не конфликтует, но конкурирует с qLDPC-памятью IBM за один и тот же бюджет G4 Rфакт. Атомный и сверхпроводниковый лагеря разделяют один артефакт — декодер. Сочетание «искусственный носитель со структурой ошибок типа стирания» подлинно для двухрельсовых кубитов; атомы приносят стирание как природный носитель. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс для архитектуры: 2.8 µs на двухрельсовых кубитах (ограничен вентилем: четыре слоя по 0.5 µs поверх проверки на 0.40 µs), 1.3 ms на атомах (транспорт); код опирается на d₂ несущего кода и своего члена не добавляет. Соседние слоты: коды qLDPC, адаптированные к стиранию (демонстраций не найдено), декодер на холодной ступени и, на столбец в сторону, фотонные вычисления на слияниях с допустимой потерей 10.4% на слияние S[179], где Xanadu в 2026 г. сообщает о потерях в 24.1× выше порога Rфакт.
Свидетельства — как измерены числа
Заголовочные цифры — это скорости логического распада как функция времени удержания, декодированные с флагами и без них (Princeton) D[142], либо отношения обнаруженных ошибок между расстояниями в четырёхраундовой схеме (2.14(13)× у Harvard) D[4]; моделируемая Λ получена на схемном шуме в стиле Stim с постулированным смещением S[84]. Не охвачено: постселекция — точности телепортации у Princeton, 0.771(9) → 0.802(8), обусловлены тривиальными синдромами и флагом D[142]; четыре раунда — это не память на 10⁵ раундов; моделирование Λ ≈ 27 предполагает идеальные проверки, отсутствие ложноотрицательных срабатываний и отсутствие вызванной проверкой дефазировки S[84]; выживаемость рядом с Λ не сообщает никто. Независимые воспроизведения: Harvard/QuEra D[4], Microsoft/Atom D[149], Princeton D[142]; теория от AWS S[334], [683], [684], Yale S[395], [643], Duke S[392]. Противоречия: (i) выигрыш [[4,2,2]] равен 1.9(4)× в arXiv v1 и v2 (2026-06-23) D[142], но 3.6× в графе технологий по тексту Nature Physics D[142] факт; опубликованный текст закрыт платным доступом, используется 1.9(4)×. (ii) преобразование 98% S[8] против измеренных 38–56% D[141], [142]. (iii) Λ ≈ 27 S[84] против Λ = 2.14(2) на лучшем оборудовании с паулиевским декодированием D[1] — разрыв между моделированием и оборудованием.
Gu, Retzker и Kubica публикуют пороги как поверхности, а не как отдельные значения S[684]. 11,5 нс на раунд декодирования относятся к феноменологическому шуму D[685]. Не опубликовано: бенчмарк FPGA-декодирования с флагами стирания; патентное семейство Princeton или Harvard по преобразованию ошибок в стирания; вид нейтральных атомов у planqc и у Google; стоимость или энергия на логический кубит — ни у одного участника; и грант NSF, стоящий за «$1,57 млн финансирования NSF на разработку гейтовой модели» D-Wave C[15].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с кодами, адаптированными к стиранию | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Quantum Circuits (подразделение D-Wave) | разработчик | США | Резонаторные двухрельсовые кубиты; моделирование Λ ≈ 27; 17-кубитная система обещана на 2026 | D[84] C[15] |
| AWS Center for Quantum Computing | разработчик | США | Теория и оборудование двухрельсовых кубитов на трансмонах; оптимизация расписания проверок | S[334], [683] D[85] |
| Yale University | исследования | США | XZZX-коды со смещённым стиранием; теория несовершенных проверок; партнёр C2QA | S[395], [643] G[686] |
| Princeton University | исследования | США | Преобразование ошибок в стирания на ¹⁷¹Yb; первый логический кубит с декодированием стираний | S[8] D[142] |
| Harvard University | исследования | США | Декодирование поверхностного кода с учётом потерь на 448 атомах; декодер с отложенным стиранием | D[4] S[508] |
| QuEra Computing | разработчик | США | Libra в 2028 г., >256 логических кубитов при 10⁻⁶; QBI Stage B | R[162] факт |
| Atom Computing | разработчик | США | Машины на ¹⁷¹Yb; коррекция потерь декодером Microsoft; Magne | D[149] факт |
| Google Quantum AI | разработчик | США | HERALDED_ERASE в Stim; базовый уровень Λ = 2.14 при паулиевском декодировании; атомное направление с 2026-03 | P[397] D[1] факт |
| Caltech | исследования | США | Преобразование ошибок в стирания на ⁸⁸Sr; теория кодов со стиранием | D[143] S[684] |
Деньги.
- 2024-08-15 · Quantum Circuits · закрытие раунда серии B · >$60 M · ARCH, F-Prime, Sequoia, Hither Creek · ≈$84 M суммарно по данным отраслевой прессы · закрыт факт
- 2025-11-04 · US DOE · продление NQISRC, C2QA (Brookhaven/Yale) · $125 M из $625 M на срок до пяти лет · программа · присуждено G[474], [686]
- 2025-11-06 · DARPA QBI Stage B · до $15 M на каждую · Atom Computing и QuEra в числе одиннадцати; ни одного поставщика двухрельсовых кубитов · официально G[65] факт
- 2026-01-07 · D-Wave · приобретает Quantum Circuits · $550 M ($300 M акциями + $250 M деньгами) · сделка закрыта 2026-01-19/20 C[14] факт
- 2026-05-21 · D-Wave; Atom Computing · письма о намерениях US DoC CHIPS · по $100 M каждой · LOI факт
- 2026-06-16 · Atom Computing · раунд серии C · $100 M · Third Point · суммарно >$300 M · закрыт факт
- 2026-08-06 · D-Wave · результаты Q2-2026 · выручка $3.1 M, денежные средства $546.2 M; грант NSF $1.57 M на работы по вентильной модели · отчёт C[15] факт
Рынок и цепочка поставок. Код, адаптированный к стиранию, никто не продаёт; декодеры имеют открытый исходный код (Stim, PyMatching, Union-Find) P[397], а ПЛИС-реализации академические D[685], так что деньги лежат в аппаратных накладных расходах: два трансмона или два резонатора плюс анцилла на узел либо метастабильное многообразие и камера. Риск концентрации — тракт считывания двухрельсовых кубитов и рефрижераторы, внесённые в списки BIS G[301]; на атомах — лазерный комплект для ¹⁷¹Yb/⁸⁸Sr. Полный код покупают G3 и G4; G2 и G1 уже сегодня платят за обнаружение стираний как за постселекцию (Seeker C[86], ридберговский симулятор Caltech с исключением событий D[143]); G5–G7 не платят.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Amazon Technologies US 11,748,652 B1, оповещение распада амплитудного затухания для QEC (Kubica, Retzker; выдан 2023-09-05) G[336] факт; Yale US 12,288,135, анцилла с асимметричным каналом ошибок (выдан 2025-04-29) G[408]; резонаторные патентные семейства Quantum Circuits принадлежат D-Wave. Ни одного патента Princeton или Harvard по стиранию проведённые поиски не выявили; подсчёта по базам данных не найдено. Стандарта нет; инструкция HERALDED_ERASE в Stim P[397] служит де-факто интерфейсом; D-Wave объявила о готовящемся симуляторе вентильной модели для «программирования с учётом ошибок» C[15].
Дорожные карты и послужной список.
- D-Wave: обещано 2026-01-07 · первая система на двухрельсовых кубитах в 2026 г. · не поставлена по состоянию на 2026-09-03; переформулировано 2026-08-06 как 17-кубитная система с логической ошибкой в 2× ниже физической в 2026 г. C[14], [15].
- D-Wave: обещано 2026-06-01 · 49 кубитов / 20× (2027), 181 / 2 000× (2028), 10 логических (2030), 100 логических (2032), Λ = 10 · в ожидании R[94] факт.
- QuEra: обещано 2024-01 · 100 логических кубитов в 2026 г. · сорвано; переформулировано 2026-06-15 как Libra, >256 логических кубитов при 10⁻⁶ в 2028 г. R[162] факт.
- Atom Computing/Microsoft: обещано 2025-07-17 · Magne, 50 логических кубитов, поставка на рубеже 2026/27 гг. · в ожидании факт.
Достоверность: Quantum Circuits/D-Wave публикуют физику и срывают сроки; Harvard/QuEra выдают статьи по графику, а дорожные карты — с опозданием; Microsoft/Atom идут по графику, но о коде молчат; AWS публикует и ничего не обещает; Princeton выполняет каждый шаг своего предложения 2022 г. S[8], но в меньшем масштабе, чем обещал.
Стратегическое прочтение. Если коды, адаптированные к стираниям, выйдут на Λ ≥ 5 на оборудовании, победителями окажутся владельцы кубитов, изначально приспособленных к стиранию и работающих на масштабе, — резонаторная линия D-Wave, трансмонные пары AWS, лагерь ¹⁷¹Yb (Atom Computing, атомное направление Google), — а декодер станет общедоступным товаром; проигравшими — чисто паулиевские дорожные карты, покупающие Λ одной лишь точностью (сверхпроводниковая линия Google, qLDPC у IBM), и поставщики рубидиевых машин без метастабильного многообразия. Замещение работает в обе стороны: декодирование с отложенным стиранием S[508] и суперпроверки D[4] дают атомам бо́льшую часть выигрыша без кубитов, изначально приспособленных к стиранию; кутритные кодирования стирания сняли бы с трансмонов двукратные накладные расходы. Переговорная сила — у поставщиков платформ; у авторов декодеров её нет.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить в течение 12–24 месяцев, если: какая-либо группа декодирует память d = 3 → 5 с флагами стирания на ≥ 10 раундах и сообщит Λ ≥ 3 вместе с выживаемостью; 17-кубитная система D-Wave покажет логическую ошибку в 2× ниже физической до середины 2027 г. C[15]; моделирование двухрельсовых кубитов с измеренными ложноотрицательными срабатываниями и дефазировкой от проверок всё равно даст Λ ≥ 10; атомное преобразование под двухкубитными вентилями превысит 70%. Понизить в ранге, если конец 2027 г. наступит, а декодирование со стираниями будет стоить < 2× на каждой платформе. Лучший сценарий к 2029 г.: памяти на двухрельсовых кубитах при Λ ≈ 5–10 на 100–200 кубитах и машины на Yb, по умолчанию исполняющие коды с учётом потерь. Худший сценарий: опция декодера ценой 1.7–1.9×, тогда как трансмоны с паулиевским декодированием достигают Λ ≈ 3–4 без неё.
Открытые вопросы: (1) какова Λ, когда ложноотрицательные срабатывания накопятся как утечка за 10³ раундов? (2) сохранится ли смещение 40:1 при параллельных вентилях на общих линиях считывания? (3) можно ли снять налог на точность в метастабильном многообразии Yb? (4) возможен ли адаптированный к стиранию код qLDPC с быстрым декодером? Следить за: поставкой D-Wave в 2026 г., следующей многокубитной статьёй AWS, результатами Google/Kaufman по Yb.
Декодирование с учётом стираний работает и на фотонном интерфейсе между процессорами поверхностного кода: при идеальных локальных операциях порог для стёртых исходов слияний достигает потолка 50%, задаваемого перколяцией по связям квадратной решётки (по аппроксимации 49.40–50.60% при d = 11–19), что эквивалентно 18.35% потерь фотонов без усиления слияний (fusion boosting), и снижается примерно линейно с ошибкой ресурсных состояний и всё быстрее по мере того, как локальный шум схемы приближается к собственному порогу P[893]. Результат получен только моделированием.
Литература
- [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
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. D
- [8] Y. Wu, S. Kolkowitz, S. Puri, and J. D. Thompson, “Erasure conversion for fault-tolerant quantum computing in alkaline earth Rydberg atom arrays,” Nat. Commun., vol. 13, Art. no. 4657, 2022, doi: 10.1038/s41467-022-32094-6. arXiv:2201.03540. S
- [14] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Announces Agreement to Acquire Quantum Circuits Inc., Establishing World's Leading Quantum Computing Company,” Jan. 7, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ Cnewsroom/ press-release/ d-wave-to-acquire-quantum-circuits-inc-establishing-world-s-leading-quantum-computing-company/ - [15] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Reports Second Quarter 2026 Results,” Aug. 6, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ Cnewsroom/ press-release/ d-wave-reports-second-quarter-2026-results/ - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [84] N. Mehta et al., “An entangling gate for dual-rail erasure qubits,” Nature, vol. 656, no. 8126, pp. 47–53, Aug. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10822-y. arXiv:2503.10935. S
- [85] J. S.-C. Hung et al., “Fast, High-Fidelity Erasure Detection of Dual-Rail Qubits with Symmetrically Coupled Readout,” arXiv:2604.16292, Apr. 2026. D
- [86] Quantum Circuits, “Quantum Circuits Makes Error-Detecting Qubits,” Nov. 19, 2024. [Online]. Available: https://quantumcircuits.com/
resources/ Cquantum-circuits-make-error-detecting-qubits/ - [94] M. Swayne, “D-Wave's New Gate-Model Roadmap Puts Pin in 2032 For 100 Logical-Qubit System,” The Quantum Insider, Jun. 1, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ R06/ 01/ d-waves-new-gate-model-roadmap-puts-pin-in-2032-for-100-logical-qubit-system/ - [141] S. Ma et al., “High-fidelity gates with mid-circuit erasure conversion in a metastable neutral atom qubit,” Nature, vol. 622, p. 279, 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06438-1. arXiv:2305.05493. D
- [142] B. Zhang et al., “Logical qubits with erasure conversion using metastable neutral atoms,” Nat. Phys., vol. 22, no. 6, pp. 910–916, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03309-0. arXiv:2506.13724. D
- [143] P. Scholl, A. L. Shaw, R. B.-S. Tsai, R. Finkelstein, J. Choi, and M. Endres, “Erasure conversion in a high-fidelity Rydberg quantum simulator,” Nature, vol. 622, p. 273, 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06516-4. arXiv:2305.03406. D
- [149] B. W. Reichardt et al., “Fault-tolerant quantum computation with a neutral atom processor,” arXiv:2411.11822, Nov. 2024. D
- [162] QuEra Computing, “QuEra Announces 2028 Fault-Tolerant Quantum Computer and Expanded Multi-Year Strategic Collaboration with AWS,” Jun. 15, 2026. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Rquera-announces-2028-fault-tolerant-quantum-computer-and-expanded-multi-year-strategic-collaboration-with-aws - [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
- [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [334] A. Kubica et al., “Erasure Qubits: Overcoming the T₁ Limit in Superconducting Circuits,” Phys. Rev. X, vol. 13, no. 4, Art. no. 041022, Nov. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.041022. arXiv:2208.05461. S
- [336] A. M. Kubica and A. Retzker, “Heralding of amplitude damping decay noise for quantum error correction,” Google Patents, Sep. 5, 2023. [Online]. Available: https://patents.google.com/
patent/ GUS11748652B1/ en - [392] M. Kang, W. C. Campbell, and K. R. Brown, “Quantum Error Correction with Metastable States of Trapped Ions Using Erasure Conversion,” PRX Quantum, vol. 4, no. 2, Art. no. 020358, Jun. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.020358. arXiv:2210.15024. S
- [395] K. Chang et al., “Surface Code with Imperfect Erasure Checks,” PRX Quantum, vol. 6, no. 4, Art. no. 040355, Dec. 2025, doi: 10.1103/d1v7-nctj. S
- [397] quantumlib, “Gates supported by Stim,” GitHub. [Online]. Available: https://github.com/
quantumlib/ PStim/ blob/ main/ doc/ gates.md - [399] J. D. Teoh et al., “Dual-rail encoding with superconducting cavities,” Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 120, no. 41, Art. no. e2221736120, Oct. 2023, doi: 10.1073/pnas.2221736120. arXiv:2212.12077. S
- [406] W. Huang et al., “Logical multi-qubit entanglement with dual-rail superconducting qubits,” Nat. Phys., vol. 22, no. 4, pp. 591–597, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03211-9. arXiv:2504.12099. D
- [408] Justia, “Shruti PURI Inventions, Patents and Patent Applications - Justia Patents Search.” [Online]. Available: https://patents.justia.com/
inventor/ Gshruti-puri - [474] US Department of Energy, “Energy Department Announces $625 Million to Advance the Next Phase of National Quantum Information Science Research Centers,” Energy.gov, Nov. 4, 2025. [Online]. Available: https://www.energy.gov/
articles/ Genergy-department-announces-625-million-advance-next-phase-national-quantum-information - [508] G. Baranes et al., “Leveraging Qubit Loss Detection in Fault-Tolerant Quantum Algorithms,” Phys. Rev. X, vol. 16, no. 1, Art. no. 011002, Jan. 2026, doi: 10.1103/ycwc-3myc. arXiv:2502.20558. S
- [643] K. Sahay, J. Jin, J. Claes, J. D. Thompson, and S. Puri, “High-Threshold Codes for Neutral-Atom Qubits with Biased Erasure Errors,” Phys. Rev. X, vol. 13, no. 4, Art. no. 041013, Oct. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.041013. arXiv:2302.03063. S
- [645] J. W. Lis et al., “Mid-circuit operations using the omg-architecture in neutral atom arrays,” arXiv:2305.19266, May 2023. D
- [679] T. M. Stace, S. D. Barrett, and A. C. Doherty, “Thresholds for Topological Codes in the Presence of Loss,” Phys. Rev. Lett., vol. 102, no. 20, Art. no. 200501, May 2009, doi: 10.1103/PhysRevLett.102.200501. arXiv:0904.3556. S
- [680] N. Delfosse and G. Zémor, “Linear-time maximum likelihood decoding of surface codes over the quantum erasure channel,” Phys. Rev. Res., vol. 2, no. 3, Art. no. 033042, Jul. 2020, doi: 10.1103/PhysRevResearch.2.033042. arXiv:1703.01517. S
- [681] N. Delfosse and N. H. Nickerson, “Almost-linear time decoding algorithm for topological codes,” Quantum, vol. 5, Art. no. 595, Dec. 2021, doi: 10.22331/q-2021-12-02-595. arXiv:1709.06218. S
- [682] R. Stricker et al., “Experimental deterministic correction of qubit loss,” Nature, vol. 585, no. 7824, pp. 207–210, Sep. 2020, doi: 10.1038/s41586-020-2667-0. arXiv:2002.09532. D
- [683] S. Gu, Y. Vaknin, A. Retzker, and A. Kubica, “Optimizing Quantum Error-Correction Protocols with Erasure Qubits,” PRX Quantum, vol. 6, no. 4, Art. no. 040354, Oct. 2025, doi: 10.1103/985g-58gd. S
- [684] S. Gu, A. Retzker, and A. Kubica, “Fault-tolerant quantum architectures based on erasure qubits,” Phys. Rev. Res., vol. 7, no. 1, Art. no. 013249, Mar. 2025, doi: 10.1103/PhysRevResearch.7.013249. arXiv:2312.14060. S
- [685] N. Liyanage, Y. Wu, A. Deters, and L. Zhong, “Scalable Quantum Error Correction for Surface Codes using FPGA,” arXiv:2301.08419, Jan. 2023. D
- [686] Brookhaven National Laboratory, “DOE Renews Brookhaven Lab-led Quantum Research Center,” BNL Newsroom, Nov. 4, 2025. [Online]. Available: https://www.bnl.gov/
newsroom/ Gnews.php?a=122687 - [893] F. Burt et al., “Loss-tolerant distributed lattice surgery using fusion networks,” arXiv:2610.01923, Oct. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Повёрнутый поверхностный код (+ yoked-варианты)
CSS-стабилизаторный код веса 4 на квадратной решётке; единственный код с подпороговыми аппаратными данными на трёх платформах — и самый дорогой.
Вердикт. Код по умолчанию, поскольку ему не нужно ничего, кроме статической решётки степени 4; при Λ ≈ 2 он стоит 600–1 500 физических кубитов на один логический. Понизить ранг, если до конца 2027 г. qLDPC-память обойдёт его на аппаратуре.
Λ = коэффициент подавления ошибки на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
CSS-стабилизаторный код: плакетки X и Z веса 4 на квадратной решётке и веса 2 на границе. Повёрнутая раскладка — та, которую строят все, — размещает один логический кубит в d² информационных и d²−1 измерительных кубитах: участок расстояния 7 — это 97 физических кубитов. Ошибки проявляются парами синдромных дефектов, которые декодер сопоставляет на трёхмерном графе паросочетаний (matching) (два пространственных измерения, d раундов) и сводит в кадр Паули. Происхождение: тороидальный код (Kitaev, 1997) S[649]; планарная память и её порог у Dennis, Kitaev, Landahl и Preskill (2002) S[650]; повёрнутая раскладка на d² кубитов у Bombín и Martín-Delgado (2007) S[651]; хирургия решётки у Horsman et al. (2011) S[652]; инженерный канон у Fowler et al. (2012) S[653]; yoked-варианты у Gidney et al. (2023) S[654].
Атрибуты из графа технологий (a — сродство; b — время; c — считывание; d — подвижность; e — управление @ размещение; f — структура ошибок в том виде, как её видит код; g — производство): a = 0.5, безразличен к носителю — это раскладка, а не прибор, причём b и c наследуются от принимающей платформы, а собственных e и g у него нет; d = статический, участки перемещаются только хирургией решётки; f = Паули — определяющее допущение и определяющая слабость, поскольку всё, что не является переворотом X/Z (утечка, потеря, смещение, стирание (erasure)), оказывается либо выброшенной информацией, либо немоделируемым уроном. Ранг 7 из 111; общий для сверхпроводникового, нейтрально-атомного и спинового семейств.
Физика и пределы
Код превращает физическую скорость ошибок p в логическую, экспоненциально падающую с ростом d, пока p остаётся ниже порога. Λ — множитель, на который логическая ошибка падает за каждые два шага по расстоянию, — и есть вся экономика: при Λ = 2.14 десятикратное снижение логической ошибки стоит трёх множителей Λ (log 10 / log 2.14 ≈ 3.0), то есть роста d примерно на 6 — от d = 7 это ~3.5× кубитов, поскольку патчу нужно 2d²−1. Порог зависит и от декодера, и от шума: 0.937% при однородном деполяризующем шуме уровня схемы S[8], но 0.55% для невзвешенного аппаратного декодера Riverlane против 0.7% для взвешенного паросочетания при наличии утечки (leakage) D[238]. Любая приводимая Λ характеризует декодер не меньше, чем кристалл.
Три нижние границы имеют внутреннюю природу. Площадь и время: логический кубит — это 2d²−1 физических кубитов, а логическая операция стоит d раундов, поэтому, отталкиваясь от 7.72×10⁻⁴ при d=7 и Λ ≈ 2 D[2], для выхода на 10⁻⁶ нужны d ≈ 25 и более 1 200 физических кубитов на логический, если только p не опустится ниже 10⁻³; при p = 10⁻³ teraquop-площадь составляет около 1 500 физических на логический в простом варианте, 800 в одномерном и 600 в двумерном yoked-варианте S[654] либо около 650 в простом варианте с коррелированным паросочетанием S[655]. Ошибки непаулиевского типа: утечка порождает синдромы, которые паросочетание объяснить не в состоянии, а потеря атома поддаётся обработке только тогда, когда декодеру сообщили, где она произошла. Коррелированные всплески: Google наблюдает события примерно раз в час, фиксирующие границу около 10⁻¹⁰ независимо от d D[1]. Границу сдвигает инженерия структуры ошибок — смещение, стирание, удаление утечки, — то есть ровно то, что этот код выбрасывает; yoked-варианты сдвигают лишь константу.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее продемонстрированное по состоянию на 3 сентября 2026 г.: память расстояния 7 с логической ошибкой 7.72×10⁻⁴ за цикл на 105-кубитном Willow от Google, с калибровкой обучением с подкреплением внутри самого контура QEC D[2]. Типичное на масштабе: ничего. Логический кубит на поверхностном коде не продаёт ни один поставщик; логические двухкубитные вентили существуют только при d=3 D[43]; на атомах код отработал на 448 атомах в течение четырёх раундов D[4].
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег | Ист. |
|---|---|---|---|---|
| 2023-02 | d=5 с 2.914(16)% за цикл против среднего 3.028(23)% при d=3 | D | [602] | |
| 2024-12 | Λ = 2.14 ± 0.02 (d=3→5→7); d=7 с 0.143(3)% за цикл; в 2.4(3)× лучше лучшего физического кубита; 10⁶ циклов при d=5 | Google (Willow) | D | [1] |
| 2025-11 | 448 атомов: 2.14(13)× при переходе d=3→5 за четыре раунда; ML-декодирование с учётом потерь даёт 1.73(13)× | Harvard/MIT/QuEra | D | [4] |
| 2025-12 | декодер локальной кластеризации, менее 1 µs на раунд на ПЛИС (FPGA) вплоть до d=17; экономия кубитов в 4× (d=33→17) при наличии утечки | Riverlane | D | [238] |
| 2025-12 | 107-кубитный прибор ниже порога при d=7, Λ = 1.40(6) | USTC | D | [3] |
| 2026-07 | логический CNOT между двумя участками d=3, точность 0.643, без постселекции | USTC | D | [43] |
Доминирующий член: ошибка двухкубитного вентиля — около 40% сопоставимого бюджета цветового кода на том же кристалле D[41], далее утечка и считывание, затем всплески, которых не убирает никакое увеличение d D[1].
Производство, материалы и цепочка поставок
Собственного производства у кода нет; он его навязывает — статическую решётку степени 4, измерительный кубит между каждой парой информационных, неразрушающее внутрисхемное считывание на каждом вспомогательном кубите и однородность, поскольку работать должны все 2d²−1 кубитов. Это задача выхода годных, растущая как d², и именно поэтому Google запатентовала варианты, терпимые к мёртвым кубитам G[656]. Настоящая цепочка поставок здесь — цепочка декодирования: декодер Riverlane занимает около 6% логики Xilinx VU19P при d=17 D[238], а это семейство ПЛИС имеет единственного источника (AMD), как и альтернатива на GPU (NVIDIA, круговой обход 3.84 µs по NVQLink факт). Стоимость логического кубита не публикуется. Экспортная уязвимость: правило BIS США от 2024-09-06 факт контролирует рефрижераторы (3A904), а квантовые компьютеры (4A906) — лишь когда число кубитов и ошибка C-NOT попадают в одну полосу, от 34–99 кубитов при ≤ 10⁻⁴ до любой ошибки начиная с 2 000 кубитов факт; участок расстояния 5, то есть 49 кубитов, подпадает под контроль лишь при ошибке C-NOT 10⁻⁴ или лучше.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Каждый цикл измеряет и сбрасывает каждый вспомогательный кубит: на Willow это 48 бит измерений за 1.1 µs для участка расстояния 7, то есть примерно 44 Mbit/s синдромного потока на один логический кубит D[1]. Декодер обязан потреблять этот поток быстрее, чем тот поступает, иначе очередь расходится, — менее микросекунды на раунд в матрице ПЛИС D[238] против средней задержки Google 63 µs при d=5 в 2024 г. D[1]. При 10³ кубитах стеной становится разводка на каждый кубит; при 10⁴ — полоса вывода синдромов из криостата, и это аргумент в пользу предекодирования на холодной ступени (исследование по крио-КМОП заявляет сокращение в 3 780× при мощности менее 0.56 mW на 4 K Sфакт); при 10⁶ декодирование превращается в потоковую задачу масштаба центра обработки данных, размер которой задаёт скорость поступления синдромов, а не число кубитов.
Роль в стеке
Его несут пять архитектур: сверхпроводниковые трансмоны, нейтральные атомы щелочных металлов, щёлочноземельные атомы с естественными стираниями, спины на квантовых точках в кремнии и германии и донорные спины в кремнии. Ему нужна лишь статическая решётка со связью ближайших соседей — по этой причине он и является выбором по умолчанию, — он размещает у себя фабрики магических состояний (культивация достигает 0.9999(1) при приёме 8% D[42]) и питает декодеры на ПЛИС и нейросетевые декодеры D[238], [657]. Его не дополняют, а замещают цветовой код (вентили лучше, наклон хуже: Λ₃/₅ = 1.56 на том же кристалле D[41]), qLDPC-коды типа bivariate bicycle (288 физических на 12 логических против примерно 3 000 кубитов поверхностного кода D[248]) и высокоскоростные трансверсальные коды на подвижных атомах. Он конфликтует с кошачьими кубитами (несмещённый код растрачивает смещение впустую), с двухрельсовым кодированием (паросочетание выбрасывает флаги стирания) и с разрушающим детектированием. Издержки перехода идут в обе стороны: уход даёт сокращение накладных расходов в 3–10× и требует связности, которой у аппаратуры нет; сохранение стоит 600–1 500 физических кубитов на логический S[654]. Это единственный узел кодового слоя, действительно безразличный к платформе, и именно поэтому может существовать компания-разработчик декодеров. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс: 0.65 µs на решётке трансмонов против измеренного цикла 1.1 µs, где две трети раунда дают считывание и сброс, а не вентили по 25–40 ns D[1]; 1.31 ms на атомах, где его задаёт транспорт. Соседние пустые слоты: декодер внутри криостата и межмодульные участки — ни один код ещё не работал через два модуля.
Свидетельства — как измерены числа
Λ — это подгонка зависимости логической ошибки за цикл от d, и мягкой её делают три обстоятельства. Обусловленность декодером: одни и те же данные Sycamore дают 3.028% при тензорно-сетевом декодировании и 2.901% при AlphaQubit для d=3 D[602], [657]. Обусловленность подмножеством: участок d=7 добавляет к набору d=5 худшие кубиты. Обусловленность длительностью: четырёхраундовые схемы D[4] никогда не видят той физики дрейфа и всплесков, которую видит прогон на 10⁶ циклов D[1]. Не охвачено: населённости состояний утечки, всплески, смещение отбора по выживанию при дозагрузке массива, отказ декодера в реальном времени. Воспроизведено независимо — Google D[1], [2], USTC D[3], Harvard/MIT/QuEra D[4].
Противоречия. Λ на каждые два шага по расстоянию: 2.14 ± 0.02 (Google, d=3→7) D[1] против 1.40(6) (USTC) D[3] против 2.14(13)× (атомы, четыре раунда, значение теряется при дозагрузке массива) D[4] — это разный шум, а не разные коды, и только результат Google выдерживает миллион циклов. Порог: 0.937% S[8] против 0.55–0.7% при наличии утечки D[238]; бюджет считать по второму.
Раунд C у Riverlane — $75 млн в релизе 2024-08-06 C[661], но «$85 млн в 2024 году» и «$120 млн+» в сумме в релизе с дорожной картой 2026-03-12 C[658]. Площади yoked-кодов (≈1 500 / ≈800 / ≈600 физических на логический при p = 10⁻³) взяты из вторичного изложения arXiv:2312.04522 S[654]. Не опубликовано: стоимость или энергия на логический кубит, выручка Riverlane и стоимость её контрактов.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Google Quantum AI | разработчик | США | память Willow вплоть до d=7, рекорд при d=7, AlphaQubit, теория yoked-кодов | D[1], [2], [657] S[654] |
| IBM | разработчик | США | исполняла heavy-hex-варианты поверхностного кода на Falcon; дорожная карта уходит от них к qLDPC типа bivariate bicycle по соображениям накладных расходов | D[248] факт |
| Riverlane | поставщик | Великобритания | единственный профильный поставщик QEC; декодер локальной кластеризации, субмикросекундный на раунд на ПЛИС | D[238] C[658] |
| Harvard/MIT + QuEra | исследования + разработка | США | поверхностный код на 448 атомах с ML-декодированием, учитывающим потери | D[4] факт |
| USTC, Zhejiang University | исследования | Китай | d=7 ниже порога; логический CNOT при d=3; хирургия решётки на 125 кубитах | D[3], [43], [44] |
| NVIDIA, Qblox | поставщики | США, Нидерланды | NVQLink и стеки управления, замыкающие контур декодирования в реальном времени | факт C[659] |
Деньги. Код никто не финансирует; ниже — результаты, номинированные в единицах поверхностного кода.
- 2024-05-01 · Riverlane · грант Horizon Europe EIC Transition (SkyTALE, совместно с Qblox) · £2.1 M · выделен C[660]
- 2024-08-06 · Riverlane · раунд серии C · $75 M · ведущий инвестор Planet First Partners, с участием ETF Partners, EDBI, Cambridge Innovation Capital, Amadeus · закрыт C[661]
- 2025-11-06 · DARPA · QBI, этап B · до $15 M каждому, одиннадцать команд; IBM — единственный поставщик на трансмонах, и её план — qLDPC факт
- 2026-03-12 · Riverlane · в релизе о дорожной карте заявлено привлечение более $120 M и раунд серии C на «$85 M» · противоречит релизу 2024 г. C[658]
- 2026-06-02 · IBM · обязательство по квантовому направлению · >$10 B за пять лет · объявлено факт
Рынок и цепочка поставок. Единственный продаваемый здесь артефакт — декодер и его интеграция; Riverlane остаётся единственной профильной компанией и заявляет более 20 партнёрств с производителями и национальными лабораториями C[658]; NVIDIA превращает путь через GPU в массовый товар. Риск концентрации лежит выше по цепочке (AMD/Xilinx, NVIDIA, рынок рефрижераторов на двух поставщиков); удельная экономика не публикуется — кроме тех 600–1 500 физических кубитов на логический, которые платит каждый покупатель S[654]. Платят за это только G3 и G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Google LLC, US 12,518,194, «Surface codes with densely packed gauge operators» (выдан 2026-01-06) G[656]; Riverlane Ltd, GB 2641501 A, «Quantum decoder» (опубликована 2025-12-10) G[662]. Сам код — непатентоспособный уровень техники 1997–2007 гг. S[649], [651], поэтому борьба идёт за декодеры и раскладки. Стандарта нет; интерфейсы открыты — Stim, PyMatching, Deltakit P[397].
Дорожные карты и послужной список.
- Google: обещано 2023-02 · веха 3, «долгоживущий логический кубит» на уровне 10⁻⁶ · не достигнута; лучший результат 7.72×10⁻⁴ при d=7 D[2] C[32].
- IBM: обещано 2025-06-10 · Kookaburra, первый qLDPC-модуль «память плюс логика», в 2026 г. · по состоянию на 2026-09-03 не выполнено факт.
- Riverlane: обещано 2026-03-12 · megaquop до конца десятилетия, gigaquop в начале 2030-х, teraquop с 2033 г. · в процессе C[658].
Достоверность: Google выполнила каждую объявленную веху — с опозданием, но реально — и единственная располагает числами, выдерживающими миллион циклов; IBM исполняет обещанное, но этот код покинула; Riverlane поставляет аппаратуру, прошедшую рецензирование; атомный лагерь имеет лучшую историю по накладным расходам и самые слабые данные по длительности факт.
Стратегическое прочтение. Если поверхностный код останется рабочей лошадкой, выиграют те, кто делает физические кубиты дешёвыми, а циклы быстрыми, — сверхпроводниковый лагерь, — плюс цепочка поставок декодеров, продающая на все платформы. Проиграют все, чьи расчёты исходили из 10² физических на логический: при 600–1 500 машина на 200 логических кубитов — это машина на 10⁵ кубитов, и именно этим IBM объясняет свой уход D[248]. Угрозы замещения датированы: qLDPC на уровне безубыточности (break-even) на ионах в ловушках, трансверсальные коды на подвижных атомах, коды, адаптированные под стирание. Переговорная сила остаётся у поставщиков платформ — кроме декодирования в реальном времени, которое большинство предпочло бы купить, а не разрабатывать.
Перспективы и открытые вопросы
Подтверждение в течение 12–24 месяцев, если: какая-либо группа сообщит о Λ ≥ 3 на ≥10⁵ циклах; логический двухкубитный вентиль при d ≥ 5 достигнет 99% без постселекции; участок отработает через два модуля; yoked-участки появятся в аппаратуре. Понизить ранг, если до конца 2027 г. qLDPC-память обойдёт участок поверхностного кода при равном числе кубитов. Лучший сценарий к 2029 г.: несколько сотен логических кубитов на уровне 10⁻⁶ на 10⁵–10⁶ физических кубитах, а декодирование становится массовым товаром — именно то, что предполагают Starling и Libra. Худший сценарий: Λ остаётся около 2, d ≈ 25 остаётся ценой уровня 10⁻⁶, и код выживает только как бенчмарк. Открытые вопросы: (1) сохраняется ли Λ выше 10³ физических кубитов, где перекрёстные помехи и дрейф масштабируются иначе? (2) можно ли исполнять yoked-варианты на аппаратуре — или декодирование внешнего кода срывает бюджет реального времени? (3) какая доля рекорда 2026 г. приходится на калибровку, а не на физику, если одно только управление обучением с подкреплением сдвинуло d=7 с 1.43×10⁻³ до 7.72×10⁻⁴? Следить: за следующим шагом по расстоянию у Google и за Kookaburra у IBM.
Хирургия решётки, разделённая между двумя процессорами, которые соединены фотонной линией связи, не сохраняет на шве расстояние d автоматически: прямой интерфейс из белловских пар даёт d + 1 для исхода объединения (merge), но лишь ⌊(d + 1)/2⌋ для перпендикулярной наблюдаемой, зигзагообразное разбиение восстанавливает d, а шов на слияниях (fusion) линейных кластеров даёт 2d + 1 и d — расстояния, учитывающие только отказы на интерфейсе P[893].
Литература
- [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
- [3] T. He et al., “Experimental Quantum Error Correction below the Surface Code Threshold via All-Microwave Leakage Suppression,” Phys. Rev. Lett., vol. 135, no. 26, Art. no. 260601, Dec. 2025, doi: 10.1103/rqkg-dw31. D
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. D
- [8] Y. Wu, S. Kolkowitz, S. Puri, and J. D. Thompson, “Erasure conversion for fault-tolerant quantum computing in alkaline earth Rydberg atom arrays,” Nat. Commun., vol. 13, Art. no. 4657, 2022, doi: 10.1038/s41467-022-32094-6. arXiv:2201.03540. S
- [32] Y. Chen and M. Devoret, “Our quantum hardware: the engine for verifiable quantum advantage,” Google Blog, Oct. 22, 2025. [Online]. Available: https://blog.google/
innovation-and-ai/ Ctechnology/ research/ quantum-hardware-verifiable-advantage/ - [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
- [42] E. Rosenfeld et al., “Magic state cultivation on a superconducting quantum processor,” arXiv:2512.13908, Dec. 2025. D
- [43] W. Lin et al., “Surface code logical operations on a superconducting quantum processor,” arXiv:2607.01473, Jul. 2026. D
- [44] Y. Wang et al., “A superconducting surface-code processor with lattice-surgery logical operations,” arXiv:2606.06598, Jun. 2026. D
- [238] A. B. Ziad et al., “Local clustering decoder as a fast and adaptive hardware decoder for the surface code,” Nat. Commun., vol. 16, no. 1, Art. no. 11048, Dec. 2025, doi: 10.1038/s41467-025-66773-x. D
- [248] S. Bravyi et al., “High-threshold and low-overhead fault-tolerant quantum memory,” Nature, vol. 627, no. 8005, pp. 778–782, Mar. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07107-7. arXiv:2308.07915. D
- [397] quantumlib, “Gates supported by Stim,” GitHub. [Online]. Available: https://github.com/
quantumlib/ PStim/ blob/ main/ doc/ gates.md - [602] R. Acharya et al., “Suppressing quantum errors by scaling a surface code logical qubit,” Nature, vol. 614, pp. 676–681, Feb. 2023, doi: 10.1038/s41586-022-05434-1. D
- [649] A. Y. Kitaev, “Fault-tolerant quantum computation by anyons,” Annals of Physics, vol. 303, no. 1, pp. 2–30, 2003, doi: 10.1016/S0003-4916(02)00018-0. arXiv:quant-ph/9707021. S
- [650] E. Dennis, A. Kitaev, A. Landahl, and J. Preskill, “Topological quantum memory,” Journal of Mathematical Physics, vol. 43, no. 9, pp. 4452–4505, 2002, doi: 10.1063/1.1499754. arXiv:quant-ph/0110143. S
- [651] H. Bombin and M. A. Martin-Delgado, “Optimal resources for topological two-dimensional stabilizer codes: Comparative study,” Phys. Rev. A, vol. 76, no. 1, Art. no. 012305, 2007, doi: 10.1103/PhysRevA.76.012305. arXiv:quant-ph/0703272. S
- [652] D. Horsman, A. G. Fowler, S. Devitt, and R. Van Meter, “Surface code quantum computing by lattice surgery,” New Journal of Physics, vol. 14, Art. no. 123011, Nov. 2011, doi: 10.1088/1367-2630/14/12/123011. arXiv:1111.4022. S
- [653] A. G. Fowler, M. Mariantoni, J. M. Martinis, and A. N. Cleland, “Surface codes: Towards practical large-scale quantum computation,” Phys. Rev. A, vol. 86, no. 3, Art. no. 032324, Sep. 2012, doi: 10.1103/PhysRevA.86.032324. arXiv:1208.0928. S
- [654] C. Gidney, M. Newman, P. Brooks, and C. Jones, “Yoked surface codes,” arXiv:2312.04522, Dec. 2023. S
- [655] C. Gidney and C. Jones, “New circuits and an open source decoder for the color code,” arXiv:2312.08813, Dec. 2023. S
- [656] Google LLC, “Surface codes with densely packed gauge operators,” U.S. Patent 12,518,194 B2, Jan. 6, 2026. [Online]. Available: https://patents.google.com/
patent/ Also https://patents.justia.com/US12518194B2/ en search?q=%22surface+code%22+quantum+error+correction&company=google . G - [657] J. Bausch et al., “Learning high-accuracy error decoding for quantum processors,” Nature, vol. 635, no. 8040, pp. 834–840, Nov. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-08148-8. D
- [658] Riverlane, “Riverlane publishes QEC Technology Roadmap that can accelerate quantum computing's path to utility scale by 3–5 years,” Mar. 12, 2026. [Online]. Available: https://www.riverlane.com/
press-release/ Criverlane-publishes-qec-technology-roadmap - [659] Qblox; Riverlane, “Qblox and Riverlane Demonstrate Integration Enabling Real-Time Quantum Error Correction,” PR Newswire, Mar. 17, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Cqblox-and-riverlane-demonstrate-integration-enabling-real-time-quantum-error-correction-302716254.html - [660] Riverlane, “Riverlane awarded £2.1m by Horizon Europe to develop the next generation of its quantum error correction decoder,” May 1, 2024. [Online]. Available: https://www.riverlane.com/
press-release/ Criverlane-awarded-2-1m-by-horizon-europe-to-develop-the-next-generation-of-its-quantum-error-correction-decoder - [661] Riverlane, “Riverlane raises $75 million to meet surging global demand for quantum error correction technology,” Aug. 6, 2024. [Online]. Available: https://www.riverlane.com/
press-release/ Criverlane-raises-75-million-to-meet-surging-global-demand-for-quantum-error-correction-technology - [662] A. B. Ziad, A. Zalawadiya, B. Barber, and L. Skoric, “Quantum decoder,” Google Patents, Dec. 10, 2025. [Online]. Available: https://patents.google.com/
patent/ GGB2641501A/ en - [893] F. Burt et al., “Loss-tolerant distributed lattice surgery using fusion networks,” arXiv:2610.01923, Oct. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Нелокальные qLDPC-коды (bivariate bicycle, «gross»)
Разреженные стабилизаторные коды высокой скорости на торе степени 6, снижающие накладные расходы «физических на логический» примерно в десять раз по сравнению с поверхностным кодом.
Вердикт. Реальный выигрыш по накладным расходам, доказанный лишь на расстоянии 3–5 на 32–40 физических кубитах; без поставленного модуля с дальней связью до конца 2027 г. остаётся бумажным преимуществом.
Λ — коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI — DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 — классы целей, принятые в отчёте.
Сущность и происхождение
Код bivariate bicycle (BB) — это CSS-стабилизаторный код, обе проверочные матрицы которого суть многочлены от пары коммутирующих циклических сдвигов, так что проверки замощают тор: каждая проверка затрагивает шесть кубитов, каждый кубит входит в шесть проверок. Четыре соседа ближние, два — дальние замыкания через тор: разреженность и высокая скорость кода куплены ценой непланарной связности. Родословная тянется от bicycle-кодов MacKay и гиперграфовых произведений Tillich–Zémor через поднятые произведения Panteleev–Kalachev к работе Bravyi, Cross, Gambetta, Maslov, Rall и Yoder, Nature 627, 778 (2024-03-27), чей [[144,12,12]] «gross-код» держит 12 логических кубитов в 288 физических при пороге уровня схемы 0.8% против ≈3 000 физических на те же 12 логических в поверхностном коде при p = 0.1% D[248].
Атрибуты (граф технологий): сродство к носителю 0.5 — это слой кода, безразличный к тому, естественный носитель или искусственный, но наследующий его ошибки. Характерное время: собственного нет; запутывание здесь ни детерминированное, ни с оповещением (heralded). Считывание: собственного нет — код потребляет быстрое неразрушающее внутрисхемное измерение синдрома, предоставляемое носителем. Подвижность: дальнодействующая, и это определяющее требование. Модальность управления: отсутствует, ни при каком размещении. Структура ошибок с точки зрения кода: паулиевская. Производство: отсутствует.
Физика и пределы
Код не задаёт энергетического масштаба, а только учётную величину: k/n и глубину съёма синдрома. Gross-код кодирует одну двенадцатую своих информационных кубитов, а его синдромная схема глубины 7 стоит семи двухкубитных слоёв плюс одно измерение за раунд — та же глубина, что у поверхностного кода, но на графе, которого у аппаратуры нет D[248]. Пол задаётся порогом, 0.8% при деполяризующем шуме уровня схемы D[248]; ниже него подавление на шаг расстояния выигрывает у поверхностного кода потому, что блок несёт больше логических кубитов на единицу синдромной информации, а не потому, что какой-то кубит стал лучше.
Два структурных штрафа реальны. Расстояние не даётся даром: расстояние 12 на 288 кубитах требует дальних замыканий тора, а их удаление схлопывает семейство до того, что способна разместить решётка heavy-hex, и выигрыш по скорости кода исчезает. Декодирование труднее: граф Таннера содержит короткие циклы, поэтому паросочетание (matching) минимального веса неприменимо, а простое распространение доверия (belief propagation) не сходится; практический выбор — BP с постобработкой по упорядоченным статистикам (точно, но слишком медленно) либо Relay-BP S[48]. Худший режим отказа — всё, что код не видит как паулиевскую ошибку: утечка (leakage), потеря иона или атома; у разреженного кода меньше избыточных проверок, чтобы локализовать гиперребро. Преобразование в стирания (erasure) и удаление утечки сдвигают этот пол дальше, чем улучшение вентилей.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее продемонстрированное по состоянию на 3 сентября 2026 г.: восемь кодов IonQ на одной цепочке из 40 ионов (июнь 2026, пересмотрено 14 сентября 2026) — безубыточность (break-even) в пределах погрешности в одном коде, который статья не называет, 3.95 ± 0.68 s против 3.84 ± 0.48 s у физического кубита; лучшее время жизни среди bivariate-bicycle-кодов в её таблице II — 3.39 ± 0.47 s у [[24,4,4]], а [[18,4,3]], 4 логических кубита на 18 ионах данных, достигает 2.48 ± 0.40 s D[109]. Типичное при масштабе: ничего — ни один BB-код не запускался более чем на 40 физических кубитах ([[30,4,5]] от IonQ, вместе с анциллами), и ни в одном не выполнялся логический двухкубитный вентиль.
Хронология рекордов
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2024-03 | [[144,12,12]]: 288 физических на 12 логических, порог 0.8%, кубитов примерно в 10× меньше, чем у поверхностного кода | IBM | D[248] |
| 2025-05 | Первый BB-код на аппаратуре: [[18,4,4]] на 32 трансмонах, 8.91 ± 0.17% на логический кубит за цикл — выше физической ошибки | Zhejiang University | D[74] |
| 2025-06 | Модульная архитектура: модуль на 288 кубитов + блок логической обработки на 90 кубитов, 5 000 физических → 121 логический при p = 10⁻³ | IBM | S[496] |
| 2025-10 | Декодирование gross-кода на ПЛИС (FPGA): итерация распространения доверия за 24 ns, в среднем менее 1 µs на цикл при p < 3×10⁻³ | IBM | S[48] |
| 2026-06 / 2026-09 | Первая безубыточность на qLDPC — в пределах погрешности: 3.95 ± 0.68 s у одного из кодов против 3.84 ± 0.48 s у физического кубита (3.3 ± 0.9 s в июньской версии, пересмотрено в версии arXiv от 14 сентября 2026 года; с постселекцией по утечке), логическая ошибка в 9× лучше, чем в трансмонном запуске | IonQ | D[109] |
Доминирующий вклад в ошибку: в ионном запуске — постселектированные утечка и потеря; в трансмонном — двухкубитная ошибка за раунд глубины 7 на элементах связи (элементах связи) длиной до 6.5 mm D[74], [109].
Производство, материалы и цепочка поставок
Собственной фабрики у кода нет — именно поэтому он является вопросом цепочки поставок. На сверхпроводниковой аппаратуре он неосуществим без многослойной разводки и длинных элементов связи на кристалле: Loon от IBM, представленный 2025-11-12, с шестикратной связностью, удлинёнными элементами связи c-coupler и малопотерьными слоями разводки, служит технологическим носителем процесса, на 300 mm в Albany — ни числа кубитов, ни длины элемента связи, ни его точности (fidelity) по состоянию на 3 сентября 2026 г. не опубликовано C[49]. Процессор Kunlun из Zhejiang показывает альтернативу: 84 перекрывающихся элемента связи на воздушных мостах, связи длиной до 6.5 mm, на обычном техпроцессе — достаточно на 32 кубитах, но не на уровне безубыточности D[74]. Единая точка отказа — компетенция в корпусировании и литографии, которой владеют две-три организации: IBM/Albany, резонаторные хабы IQM C[487], китайские академические фабрики. У ионного маршрута фабричного ограничения нет: связность даёт колебательная (motional) шина, поэтому IonQ пришёл туда первым D[109]. Уязвимость к экспортному контролю косвенная: она лежит в аппаратуре (US Export Administration Regulations, ECCN 3A901; 3B904/3D901 для оборудования и ПО), а не в опубликованной математике.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Каждый раунд требует одного внутрисхемного измерения со сбросом на каждый проверочный кубит — 144 для gross-кода, — что даёт 144 бита синдрома за цикл на модуль, ~144 Mbit/s при цикле 1 µs: на порядок больше, чем у патча поверхностного кода расстояния 7, при двенадцатикратном числе логических кубитов. Связывающее ограничение — задержка декодирования, а не полоса: декодер обязан уложиться в цикл, иначе очередь необработанных синдромов растёт неограниченно, а BP-OSD этого не может. Relay-BP на ПЛИС от IBM показывает, что в принципе это достижимо — 24 ns на итерацию, в среднем менее 1 µs на цикл, — но это исследование на модельных данных, а не декодирование живых синдромов S[48]. На 10³ кубитах нагрузка ничем не примечательна; на 10⁴ (≈35 модулей, ~500 логических) суммарный поток составляет ~5 Gbit/s, декодер обязан быть размещён рядом, и предпосылкой становится коммутационная среда класса NVQLink (3.84 µs на круговой обход) либо ASIC на холодной ступени P[324]. На 10⁶ ничего не спроектировано.
Роль в стеке
Архитектуры: основной код на трёх — ионах в линейной ловушке Пауля с индивидуальной лазерной адресацией (IonQ), ионах в ловушках с электронными вентилями и управлением на кристалле (IonQ/Oxford Ionics) и спинах центров окраски в узлах сети (Photonic Inc.); альтернативный на трёх — решётке трансмонов с перестраиваемыми элементами связи (IBM, IQM, Zhejiang), фотонике на непрерывных переменных с кодом Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP) и кремниевых / германиевых спинах в квантовых точках (Diraq). Он требует дальних элементов связи на кристалле миллиметрового масштаба, перемещения ионов, колебательной шины ионной цепочки либо транспорта атомов оптическим пинцетом; он даёт поток синдромов, который потребляют декодеры класса Relay-BP; он заменяет поверхностный код; он конфликтует со связностью только между ближайшими соседями — heavy-hex недостаточно без элементов связи c-coupler. Цена перехода: выигрыш ≈10× по кубитам; потеряны планарность, декодеры на паросочетаниях и весь корпус техники решёточной хирургии, а BB-замена (адаптеры, блоки логической обработки) существует только на бумаге S[496]. Это один из немногих узлов слоя кода, дотягивающихся сразу до сверхпроводниковых, ионных и фотонных носителей; его ценность определяется тем, кто первым поставит связность степени 6. Производный такт: он задаёт d₂ — семь слоёв вентилей, — так что раунд на ионах с электронными вентилями равен 1.52 ms и задан вентилями против измеренных ≈1–5 ms; раунд решётки трансмонов — 0.65 µs против цикла QEC 1.1 µs D[1]. Соседний пустой слот: аппаратный логический CNOT между двумя BB-блоками.
Свидетельства — как измерены числа
Безубыточность здесь — сравнение памяти: время жизни логического кубита против лучшего физического кубита того же прибора, на многократно повторяемых раундах съёма синдрома с разрушающим финальным считыванием. Результат IonQ 3.95 ± 0.68 s против 3.84 ± 0.48 s (физическая база, 3·T₂: 3.3 ± 0.9 s в июньской версии, пересмотрена в версии arXiv от 14 сентября 2026 года) перекрывается в пределах одного стандартного отклонения и заявлен с постселекцией по утечке D[109] — для утверждения о памяти это защитимо, но так удаляется ровно тот класс ошибок, с которым разреженный код справляется хуже всего, а доля принятых прогонов в аннотации не приведена. Протокол к тому же упускает то, ради чего код существует: ни одна демонстрация BB нигде не сообщает о логическом двухкубитном вентиле, так что выигрыш по накладным расходам верифицирован только для хранения. Конфликт значений: основной отчёт ставит рядом с результатом IonQ запуск Harvard/QuEra [[16,6,4]]; это блочный код с высокой скоростью, а не код bivariate bicycle, и первоисточник не найден — считать IonQ и Zhejiang единственными аппаратными результатами по BB. Заявление IBM от июля 2026 г. «70 логических кубитов, 468 T-вентилей» относится к пространственно-временному коду, обнаруживающему* ошибки, и сюда не относится D[46].
Время жизни 3,95 ± 0,68 с, на котором IonQ заявляет безубыточность, взято из введения её arXiv-версии от 14 сентября 2026 года; таблица II этой версии не содержит кода с 3,95 с, а лучшее время жизни в ней — BB[[24,4,4]], 3,39 ± 0,47 с. Не опубликовано: код, число раундов и логическая ошибка на раунд, стоящие за цифрой 3,95 с, а также датированное число патентных семейств по qLDPC. «До 20× меньше физических кубитов» у Photonic Inc. — заявление компании без указанной логической частоты ошибок. «В 10× меньше кубитов» в блоге IBM — округление сравнения из Nature (288 против ≈3 000 физических кубитов), отношение, зависящее от принятой физической частоты ошибок.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| IBM | разработчик | США | Изобрёл gross-код; чип связности Loon, модуль Kookaburra, декодер Relay-BP | D[248]S[48], [496] |
| IonQ | разработчик | США | Единственное аппаратное заявление о безубыточности qLDPC — в пределах погрешности, в одном коде, который статья не называет; её [[18,4,3]] (4 логических на 18 ионах) остаётся ниже времени жизни физического кубита | D[109] |
| Zhejiang University | исследования | Китай | Первый BB-код на аппаратуре, 32-кубитный процессор Kunlun | D[74] |
| Photonic Inc. | разработчик | Канада | Семейство qLDPC SHYPS, «до 20x меньше физических кубитов» | C[670]P[671] |
| IQM | разработчик | Финляндия | Резонаторные хабы; демонстраторы qLDPC обещаны на 2027-28 | C[487] |
| DARPA | финансирующая сторона | США | QBI Stage B финансирует IBM, IonQ, Photonic Inc. и ещё восемь команд | G[65]факт |
Деньги.
- 2025-11-06 · DARPA · QBI Stage B, одиннадцать команд · до $15 M каждой (USD) · объявлено G[65]факт
- 2026-05-12 · Photonic Inc. · финальное закрытие раунда · $200 M при оценке $2 B (USD) · Microsoft среди вернувшихся инвесторов · $350 M суммарно · закрыто P[186]факт
- 2026-05-21 · IBM/Anderon · письмо о намерениях по CHIPS · $1 B + $1 B собственных средств IBM (USD) · Dept of Commerce · LOI G[300]факт
- 2026-06-02 · IBM · пятилетние обязательства по квантовому направлению · >$10 B (USD) · объявлено C[57]факт
- 2026-07-31 · IonQ · SkyWater, собственная фабрика ионных ловушек · ~$1.8 B (USD) · закрыто C[19]факт
Рынок и цепочка поставок. qLDPC никто не продаёт. Продаётся связность, делающая его применимым, — многослойное сверхпроводниковое межсоединение (IBM в Albany, резонаторные хабы IQM), чипы ионных ловушек (IonQ владеет SkyWater C[19]) — и декодирование, делающее его приемлемым по цене (собственная разработка IBM, коммутационная среда NVIDIA P[324]). Риск концентрации предельный: одна организация держит и сам код, и единственный носитель связности, построенный под него. Экономика единицы и есть весь аргумент: ~24 физических на один логический против ~1 000 для патча поверхностного кода расстояния 25 D[1], [248]. Платят за это только G3 и G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Патентного семейства по bivariate bicycle в индексе Justia под этой формулировкой по состоянию на 2026-09-03 нет — IBM публиковала, а не огораживала P[672]. Защищаемая ИС лежит слоем ниже: IBM US 12,517,856 (выдан 2026-01-06) и US 12,587,192 на резонаторные цепочки с перестраиваемыми индуктивными элементами связи (выдан 2026-03-24) G[498]факт. ИС на декодеры подана другими: KAIST US 12,346,774 (2025-07-01), Princeton US 11,941,489 (2024-03-26), US 2026/0172053 на декодеры qLDPC (2026-06-18) G[672]. Поле держится на Stim, PyMatching и BP-OSD; стандарта не существует.
Дорожные карты и послужной список. IBM: Kookaburra, память на qLDPC плюс блок логической обработки (обещано 2025-06-10 · на 2026 · не поставлено по состоянию на 2026-09-03); модули Cockatoo (2025-06-10 · 2027 · в ожидании); Starling, 200 логических и 10^8 вентилей (2025-06-10 · 2029 · в ожидании) R[72], [481]. Дорожная карта от 2022-05-10 обещала Kookaburra как 1 386-кубитный процессор к 2025 г. C[313]факт; IBM поставила все опубликованные компоненты стека, кроме самого кода, так что 2026 г. — оптимистично, а 2027 г. — правдоподобно. IQM: демонстраторы qLDPC (2026-01-05 · 2027-28 · в ожидании) C[487]. Photonic Inc.: SHYPS анонсирован 2025-02-11, прошёл рецензирование 2026-08, аппаратной реализации по-прежнему нет C[670]P[671].
Стратегическое прочтение. Если BB-коды заработают в масштабе, IBM выигрывает архитектурный спор, который ведёт с 2024 г., и каждая дорожная карта на поверхностном коде либо принимает на себя 10x проигрыш по накладным расходам, либо переключается. Ионные и связанные фотоникой платформы выигрывают попутно; проигравшим оказывается любая платформа, единственный рычаг которой — планарная литография. Переговорная сила у того, кто контролирует межсоединение высокой степени, а не у авторов кода.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить в течение 12–24 месяцев, если IBM продемонстрирует память на gross-коде ниже уровня безубыточности с декодированием в реальном времени (Kookaburra, обещан на 2026 г.), если какая-либо группа выполнит логический двухкубитный вентиль между BB-блоками или если появится результат по BB без постселекции по утечке. Понизить, если Kookaburra съедет за конец 2027 г. или если опубликованная точность элементов связи c-coupler в Loon окажется настолько низкой, что съест 10× выигрыш по скорости кода. В лучшем случае к 2029 г.: машины класса Starling, 200 логических кубитов по ≈24–40 физических на каждый, оценки факторизации падают в диапазон 10⁵ кубитов S[7], [29]. В худшем случае: лабораторный курьёз на 20 кубитов, где связность стоит больше точности, чем экономит скорость кода.
Открытые вопросы: (1) какой двухкубитной точности стоит элемент связи миллиметрового масштаба и не превышает ли эта цена выигрыш по скорости кода? (2) удержит ли Relay-BP свою задержку на живых синдромах? (3) выигрывают ли логические вентили BB через адаптеры у решёточной хирургии, если считать вместе с блоком логической обработки? (4) как смещается порог при утечке и потере вместо деполяризующего шума? (5) принимает ли это семейство кто-нибудь за пределами IBM? Следить за раскрытием точности Loon и за демонстратором IQM 2027 г.
Литература
- [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
- [7] C. Gidney, “How to factor 2048 bit RSA integers with less than a million noisy qubits,” arXiv:2505.15917, May 2025. S
- [19] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of SkyWater Technology,” Jul. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [29] P. Webster et al., “The Pinnacle Architecture: Reducing the cost of breaking RSA-2048 to 100 000 physical qubits using quantum LDPC codes,” arXiv:2602.11457, Feb. 2026. S
- [46] S. Martiel et al., “Sampling hard circuits with verifiably high fidelity,” arXiv:2607.25941, Jul. 2026. D
- [48] T. Maurer et al., “Real-time decoding of the gross code memory with FPGAs,” arXiv:2510.21600, Oct. 2025. S
- [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 - [57] IBM Quantum, “Why IBM is investing $10 billion into quantum computing,” Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ 10-billion-investment-faq - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [72] IBM, “Quantum Roadmap.” [Online]. Available: https://www.ibm.com/
roadmaps/ Rquantum/ - [74] K. Wang et al., “Demonstration of low-overhead quantum error correction codes,” Nat. Phys., 2026, doi: 10.1038/s41567-025-03157-4. arXiv:2505.09684. D
- [109] E. Tham et al., “Breakeven demonstration of quantum low-density parity-check codes,” arXiv:2606.06455, Jun. 2026. D
- [186] M. Abdel-Kareem, “Photonic Inc. Reaches $2B Valuation with $200M Final Close,” Quantum Computing Report, May 12, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
photonic-inc-reaches-2b-valuation-with-200m-final-close/ P - [248] S. Bravyi et al., “High-threshold and low-overhead fault-tolerant quantum memory,” Nature, vol. 627, no. 8005, pp. 778–782, Mar. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07107-7. arXiv:2308.07915. D
- [300] National Institute of Standards and Technology, “Department of Commerce Announces Letters of Intent With 9 Companies for $2 Billion to Accelerate U.S. Leadership in Quantum Computing,” NIST News, May 21, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/
news-events/ Gnews/ 2026/ 05/ department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion - [313] J. Gambetta, “Expanding the IBM Quantum roadmap to anticipate the future of quantum-centric supercomputing,” IBM Quantum Blog, May 10, 2022. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ ibm-quantum-roadmap-2025 - [324] S. Caldwell et al., “NVIDIA NVQLink Architecture Integrates Accelerated Computing with Quantum Processors,” NVIDIA Technical Blog, Nov. 17, 2025. [Online]. Available: https://developer.nvidia.com/
blog/ Pnvidia-nvqlink-architecture-integrates-accelerated-computing-with-quantum-processors/ - [481] R. Mandelbaum et al., “How IBM will build the world's first large-scale, fault-tolerant quantum computer,” IBM Quantum Computing Blog, Jun. 10, 2025. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Rblog/ large-scale-ftqc - [487] F. Vigneau, “IQM Constellation: A New Quantum Processor Architecture for Scalable Error Correction,” IQM Quantum Computers, Sep. 30, 2025. [Online]. Available: https://iqm.tech/
blog/ Ciqm-constellation-a-new-quantum-processor-architecture-for-scalable-error-correction/ - [496] T. J. Yoder et al., “Tour de gross: A modular quantum computer based on bivariate bicycle codes,” arXiv:2506.03094, Jun. 2025. S
- [498] Justia Patents, “Patent search: ‘long-range coupler’ qubit (results as of Sep. 3, 2026).” [Online]. Available: https://patents.justia.com/
search?q=%22long-range+coupler%22+qubit Also https://patents.google.com/patent/ . Also https://patents.google.com/US12517856B2/ en patent/ . GUS12587192B2/ en - [670] Photonic Inc., “Photonic accelerates the timeline to useful quantum computing with breakthrough results in error correction,” Feb. 11, 2025. [Online]. Available: https://photonic.com/
news/ Cshyps-codes-announcement/ - [671] M. U. Rehman, “Photonic Publishes SHYPS QLDPC Code Results in Nature Communications,” The Quantum Insider, Aug. 26, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P08/ 26/ photonic-shyps-quantum-error-correction-nature-communications/ - [672] Justia Patents, “Patent search: ‘parity check’ quantum error correction code (results as of Sep. 3, 2026).” [Online]. Available: https://patents.justia.com/
search?q=%22parity+check%22+quantum+error+correction+code Also https://patents.google.com/patent/ . PUS12346774B2/ en
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Высокоскоростные каскадные коды с трансверсальными вентилями
Много логических кубитов на блок (iceberg, tesseract, каскадный [[4,2,2]]), клиффордовы вентили трансверсальны, заплачено связностью «все со всеми» и постселекцией.
Вердикт. Причина, по которой ионы и атомы называют 48–96 логических кубитов, а сверхпроводники — 1–2; работает лишь на расстоянии 2–4 и лишь там, где доля принятых прогонов держится выше ~50%.
Λ — коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI — DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 — классы целей, принятые в отчёте (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Блочные коды, чья скорость k/n составляет заметную долю единицы и чьи логические клиффордовы операции выполняются трансверсально — слоями глубины один из двухлокальных физических вентилей — вместо d раундов решёточной хирургии. Узел определяют четыре представителя. Код iceberg [[k+2,k,2]] обнаруживает любую однокубитную ошибку (Quantinuum: Self, Benedetti, Amaro; Nature Physics 20, 219, 2024-01-05) D[673]. Двухуровневое каскадирование даёт [[(k₁+2)(k₂+2), k₁k₂, 4]]; [[80,48,4]] (k₁=6, k₂=8) — самый крупный цикл, исполненный где-либо D[105]. Цветовой код tesseract [[16,6,4]] — дважды чётный самодуальный четырёхмерный CSS-код, построенный из кода Reed–Muller [16,5,8] (подсистемный вариант [[16,4,2,4]]), его логическая клиффордова группа имеет глубину один D[674]. Коды many-hypercube Goto каскадируют блоки [[4,2,2]] до скорости ~30% S[675].
Атрибуты: собственного носителя нет (сродство 0.0), носитель наследуется от платформы; ни характерного времени, ни детерминированности запутывания здесь нет; собственного считывания нет; подвижность обеспечивается физическим транспортом носителей, который и даёт требуемую связность «все со всеми»; модальности управления нет, размещение отсутствует; структура ошибок с точки зрения кода — деполяризующий паулиевский шум; производства нет.
Физика и пределы
[[80,48,4]] стоит 1.67 физического кубита на один логический при расстоянии 4 D[105], tesseract — 2.67 D[674]; поверхностный код в режиме teraquop стоит 650 при шуме 0.1% S[655], а [[144,12,12]] от IBM — 24 при расстоянии 12 D[248]. Сравнение неравноценно, и в этом-то и ограничение: расстояние 4 исправляет одну ошибку, подавление идёт примерно как p², и никакой экспоненциальной ручки в стиле Λ здесь нет. Расстояние 2 не исправляет ничего: оно обнаруживает, а обнаружение означает выбрасывание прогона.
Отсюда доля принятых прогонов: цикл [[80,48,4]] принял 0.62(2) прогонов после постселекции по неисправимым ошибкам D[105], а моделирование XY-модели на 64 логических кубитах приняло 3.2% при алгоритмической глубине D[97]. Доля принятых прогонов падает экспоненциально по объёму схемы, поэтому заявление, в котором она опущена, попросту нечитаемо.
Трансверсальность — не универсальность (теорема Eastin–Knill): магические состояния приходят извне блока — [[6,2,2]] на уровне 7×10⁻⁵ на ионах D[107], дистилляция «5 в 1» на цветовом коде на атомах D[147]. Трансверсальный CNOT коррелирует ошибки между блоками, поэтому декодирование обязано быть общеблочным; компенсирующая теория — алгоритмическая отказоустойчивость, дающая постоянное число раундов съёма синдрома на логический вентиль вместо d S[152]. Утечка на ионах на уровне 1.1×10⁻⁵ на клиффорд D[97] и потеря атомов не являются паулиевскими ошибками, так что декодирование с учётом потерь есть предварительное условие.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее продемонстрированное по состоянию на 3 сентября 2026 г.: 48 логических кубитов с коррекцией ошибок в одном блоке [[80,48,4]] на машине из 98 кубитов, неточность логического вентиля (1.0–1.2)×10⁻⁴ против ~8×10⁻⁴ «голой» физической двухкубитной ошибки D[97], [105]. Типичное при масштабе жиже: те 94 «логических» кубита на той же платформе — iceberg расстояния 2, только обнаружение D[105].
Хронология рекордов
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2024-01 | Iceberg [[k+2,k,2]]: 8 логических кубитов, 256 слоёв, логический квантовый объём 2⁸ | Quantinuum | D[673] |
| 2024-09 | Tesseract [[16,6,4]]: графовые состояния на 12 логических кубитах, 5 раундов коррекции | Microsoft + Quantinuum | D[667] |
| 2025-11 | [[16,6,4]] на 448 атомах: активны 96 логических кубитов, сотни телепортаций | Harvard/MIT/QuEra | D[4] |
| 2026-02 | [[80,48,4]]: 48 логических кубитов с коррекцией, неточность цикла ≤4×10⁻⁵, доля принятых прогонов 0.62(2) | Quantinuum Helios | D[105] |
| 2026-06 | Carbon [[12,2,4]] + tesseract: улучшение логической ошибки в 11×–800× | Microsoft + Quantinuum | D[667] |
Доминирующая статья бюджета — остаточная ошибка веса 2 при расстоянии 4 плюс отбрасываемая доля прогонов: при 62% принятых за цикл схема из ста циклов недостижима.
Производство, материалы и цепочка поставок
Собственного изготовления нет; зависимость — аппаратура связности. У ионов это QCCD-ловушка: Helios работает с 1 228 электродами и как минимум семью лазерными длинами волн, а Sol (2027) переходит на двумерную решётчатую ловушку производства Honeywell D[97]R[118]. У атомов это оптика пинцетов на акустооптических дефлекторах (АОД) и пространственных модуляторах света (SLM) и лазерная цепочка D[4]. Единые точки отказа: изготовление кристаллов ионных ловушек (у Honeywell собственное; IonQ купила фабрику SkyWater, ~$1.8 B, сделка закрыта 2026-07-31 факт), акустооптические дефлекторы, мощные лазеры. Экспортный контроль цепляется к машинам, а не к математике: ограничения US EAR на квантовые вычислители и их аналоги в режиме двойного назначения ЕС покрывают ловушки и лазеры; сами коды опубликованы и поставляются как программное обеспечение.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Нагрузка ложится на декодирование, а не на разводку. Съём синдрома неглубок, но каждый трансверсальный вентиль коррелирует ошибки по всему блоку, поэтому декодер обязан обработать общеблочные синдромы, а на атомах ещё и флаги потерь, уложившись во время реакции. Пока это не является связывающим ограничением: ионные циклы идут 1–5 ms, атомные ~1–4.5 ms D[97]D[4] против декодеров с временами в десятки микросекунд. Pinnacle же предполагает цикл 1 µs и время реакции 10 µs S[29] — это уже сверхпроводниковые или фотонные числа, при которых стеной становится коррелированное декодирование в реальном времени. На 10³ физических кубитах один блок [[80,48,4]] плюс маршрутизация помещаются; на 10⁴ ограничением становится связность «все со всеми» между блоками; на 10⁶ семейство не сходится без дальних элементов связи или qLDPC ограниченной степени.
Роль в стеке
Четыре архитектуры: основной код на ионах QCCD (Quantinuum) и нейтральных щелочных атомах (Harvard/MIT, QuEra, Pasqal, Infleqtion, Google); альтернативный — на ионах в линейной ловушке Пауля с лазерными вентилями (AQT, Quantum Art, Innsbruck) и ионах с электронными вентилями и управлением на кристалле (IonQ/Oxford Ionics, eleQtron). Он требует связности, обеспечиваемой транспортом, — переноса оптическим пинцетом на АОД в зонированной архитектуре, перемещения ионов через узлы QCCD и решётчатые ловушки либо колебательной шины одиночной цепочки — и даёт нагрузку коррелированному декодированию с учётом потерь. Он заменяет поверхностный код по явной цене: поверхностному коду достаточно связи ближайших соседей, у него зрелый порог ~1% и экспоненциальное масштабирование по расстоянию, тогда как это семейство требует связности «все со всеми» и покупает ширину вместо глубины; со связностью только между ближайшими соседями оно конфликтует напрямую.
В разрезе семейств: этот узел объясняет крупнейшее расхождение в таблице отказоустойчивости 2026 г. — 48 и 96 логических кубитов на ионах и атомах против 1–2 на сверхпроводниках, — и это факт о связности, а не о качестве кубитов. Собственного такта он не добавляет; он задаёт число циклов QEC на логический слой: ≈1 при трансверсальных вентилях вместе с коррелированным декодированием против ≈d у решёточной хирургии S[152]. Производный такт (= сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс): 9.66 ms на ионной архитектуре с QCCD, задан транспортом, против слоя полной ширины ~55 ms у Helios, и 1.31 ms на архитектуре щелочных атомов против измеренного раунда ~1–4.5 ms. Соседние пустые слоты: нет трансверсального кода высокой скорости на платформе со связностью ближайших соседей, нет представителя с расстоянием выше 4, нет фабрики магических состояний внутри блока высокой скорости.
Свидетельства — как измерены числа
Заголовочные числа получены многократной логической подготовкой и измерением в обоих базисах с постселекцией по обнаруженным, но неисправимым событиям. Две оговорки: цифра цикла Helios ≤4×10⁻⁵ — доверительная верхняя граница, полученная из нуля логических ошибок в 5 000 прогонах на базис, а не измеренная частота D[105]; и ни одно число не интерпретируемо без сопутствующей доли принятых прогонов D[105]D[97]. Утечка и потеря лежат вне паулиевской модели: безубыточность (break-even) IonQ — в пределах погрешности, в одном коде, который статья не называет (3.95 ± 0.68 s против 3.84 ± 0.48 s у физических кубитов, тогда как память на [[18,4,3]] достигает 2.48 ± 0.40 s), — потребовала постселекции по утечке D[109]. Ни одна работа здесь не сообщает о масштабировании по расстоянию в стиле Λ. С воспроизводимостью хорошо: tesseract запускался на двух не связанных между собой платформах D[667]D[4].
Конфликты. Tesseract — это [[16,6,4]], а не [[16,4,4]]: так указывают запись в Error Correction Zoo и аннотация на arXiv D[674]D[667]. «48 с коррекцией» и «94 с обнаружением» на Helios — разные коды на разных расстояниях, которые регулярно смешивают D[105]. Заявление Iceberg о взломе RSA-2048 менее чем на 100 000 кубитах предполагает p=10⁻³ при циклах 1 µs S[29] и несопоставимо с оценкой Gidney «<1 M» S[7].
Не опубликовано: штаб-квартира Iceberg Quantum — отраслевая пресса называет базу в Берлине с присутствием в США, основавшее компанию учреждение — University of Sydney, а сайт компании местоположения не указывает P[677]C[676]; продолжается ли партнёрство Oxford Ionics–Iceberg Quantum под IonQ — на 2026-09-30 Iceberg Quantum называет партнёрами PsiQuantum и Diraq и не упоминает ни Oxford Ionics, ни IonQ C[676]; доля принятых прогонов в запусках Harvard [[16,6,4]] на 96 логических кубитах; и датированное число патентных семейств для этого семейства кодов. Заявление Quantinuum за 2-й квартал 2026 года о «логической точности около пяти девяток с новым семейством кодов» не подкреплено публичной статьёй на 2026-09-03. Многогиперкубовые коды Goto не продемонстрированы на оборудовании; их скорость 30% (64 логических на 216 физических кубитах) — только моделирование S[675].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Quantinuum | разработчик | США/Великобритания | Ввёл код iceberg; исполнил [[80,48,4]] на Helios | D[105]D[673] |
| Microsoft Quantum | разработчик / пользователь | США | Соавтор демонстраций tesseract на аппаратуре Quantinuum | D[667] |
| Harvard/MIT (Lukin) | исследования | США | [[16,6,4]] с 96 логическими кубитами на 448 атомах | D[4] |
| QuEra | разработчик | США | Коммерциализирует эту архитектуру; Libra 2028 нацелен на >256 логических | Rфакт |
| IonQ (включая Oxford Ionics) | разработчик | США/Великобритания | Восемь кодов на 40 ионах (девять в июньской версии), безубыточность в пределах погрешности в одном неназванном коде ([[18,4,3]] остаётся ниже времени жизни физического кубита); партнёрство Oxford Ionics с Iceberg Quantum по отказоустойчивой архитектуре на qLDPC-кодах Iceberg (2025-07, в рамках QBI Stage A) | D[109]Cфакт |
| Iceberg Quantum | поставщик (архитектура) | Австралия/Германия/США | Единственная профильная компания: лицензирует архитектуры высокой скорости и qLDPC (Pinnacle) | S[29]P[677] |
| DARPA | финансирующая сторона | США | QBI Stage B финансирует Quantinuum, IonQ, QuEra, Atom Computing | факт |
| IBM | конкурент | США | qLDPC типа bivariate bicycle — угроза замещения | D[248] |
Деньги.
- 2025-03-24 · Iceberg Quantum · pre-seed · $2 M · ведущий инвестор Blackbird, LocalGlobe · закрыто P[678]
- 2025-09-04 · Quantinuum · долевое финансирование · $600 M при оценке $10 B до размещения · NVentures, Quanta, QED, JPMorgan · закрыто факт
- 2025-09-17 · IonQ · M&A, Oxford Ionics · $1.075 B · закрыто факт
- 2025-11-06 · DARPA · QBI Stage B, до $15 M каждому, одиннадцать исполнителей · объявлено факт
- 2026-02-13 · Iceberg Quantum · посевной раунд · $6 M · ведущий инвестор LocalGlobe, Blackbird, DCVC · накопленным итогом ~$8 M · закрыто P[677]
- 2026-06-03 · Quantinuum · IPO · $1.68 B брутто, Nasdaq QNT; выручка за Q2-2026 $8.0 M · закрыто факт
- 2026-06-16 · Atom Computing · раунд серии C на $100 M + письмо о намерениях DoC по CHIPS на $100 M · >$300 M · закрыто + LOI факт
- 2026-07-31 · IonQ · M&A, SkyWater Technology · ~$1.8 B · закрыто факт
Рынок и цепочка поставок. Кода никто не продаёт. Стоимость накапливается у поставщиков машин, способных назвать число логических кубитов (Quantinuum, QuEra, Atom/Microsoft), у единственного лицензиара архитектуры (Iceberg Quantum C[676]) и на уровне декодера (Riverlane, транспорт NVQLink от NVIDIA факт). Риск концентрации предельный: экспериментальная база держится на четырёх группах — Quantinuum с Microsoft, Harvard/MIT с QuEra, Infleqtion, Innsbruck — и двух семействах аппаратуры, причём одна из групп является автором и кода, и машины. Экономика единицы — это скорость кода: 1.67 физического на логический при d=4 D[105] против 650 у поверхностного кода в режиме teraquop S[655]. Оплачиваемые цели: прежде всего G3, далее G2 (голый iceberg как дешёвый слой обнаружения D[673]), G7 там, где машина продаётся в логических кубитах, и G4 — только если каскадирование за пределы d=4 переживёт утечку.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Код iceberg опубликован (Nature Physics 2024) D[673], а tesseract каталогизирован в открытом Error Correction Zoo P[674]; Microsoft и Quantinuum публикуются совместно, а не занимаются видимым перекрёстным лицензированием D[667]. Pinnacle — препринт без раскрытой патентной позиции S[29]. Датированного патентного счёта для этого семейства кодов не существует: приводимые цифры PatSnap относятся к классу устройств Pфакт. Инструментарий открыт; выбор кода не регулируется никаким органом по стандартизации.
Дорожные карты и послужной список. Quantinuum (обещано 2024-09 · Sol 2027, ~100 логических, Apollo 2029 · Helios в срок 2025-11, [[80,48,4]] поставлен 2026-02) Rфакт — заслуживает доверия; результаты по кодам шли впереди аппаратуры. QuEra/Harvard (обещано 2024-01 · 100 логических в 2026 г. · съехало на Libra 2028) Rфакт — те 96 логических кубитов были физикой, а не продуктом. IonQ (обещано 2025-06 · 25–50 физических на один логический к 2030 г.) Rфакт — нуждается в кодах высокой скорости; её дорожная карта 2020 г. промахнулась по 2026 г. примерно в 40×. Iceberg Quantum (обещано 2026-02 · партнёры на промышленном масштабе через 3–5 лет) P[677] — посевная стадия, аппаратуры нет.
Стратегическое прочтение. Выигрывают: платформы со связностью «все со всеми» и все, кто продаёт число логических кубитов. Проигрывают: 2D-локальные платформы, вынужденные покупать дальние элементы связи, чтобы конкурировать по скорости кода. Угроза замещения близка — qLDPC ограниченной степени получает бо́льшую часть той же скорости и настоящее масштабирование по расстоянию без связности «все со всеми» D[248]; если модуль IBM на gross-коде заработает в 2026–27 гг., это семейство отступит к дешёвому обнаружению на расстояниях 2/4. Переговорная сила у поставщиков аппаратуры; у поставщика кодовой архитектуры её нет, если только его ИС не окажется существенной.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить в течение 12–24 месяцев, если: представитель каскадного семейства iceberg с расстоянием 6 или 8 отработает при доле принятых прогонов выше 0.5 (Sol, 2027); блок высокой скорости удержится на протяжении ≥50 циклов QEC без постселекции; либо партнёр назовёт Pinnacle в опубликованной дорожной карте до конца 2027 г. Понизить, если машины 2027 г. по-прежнему будут называть числа логических кубитов лишь при однозначно-процентной доле принятых прогонов на глубине или если модуль IBM на gross-коде сравняется по скорости кода при расстоянии 12 на связности степени ≤7. В лучшем случае к 2029 г.: машины классов Apollo и Libra исполняют сотни логических кубитов при постоянном числе раундов съёма синдрома на логический вентиль S[29]S[7]. В худшем случае: семейство остаётся слоем обнаружения, а отказоустойчивую дорогу забирает qLDPC ограниченной степени.
Открытые вопросы: (1) сохраняет ли каскадирование до d≥6 выигрыш по скорости кода, если честно смоделировать утечку и потерю? (2) может ли фабрика магических состояний жить внутри блока высокой скорости? (3) каково истинное масштабирование доли принятых прогонов с объёмом схемы? (4) успеют ли общеблочные декодеры с учётом потерь при циклах 1 µs? (5) есть ли маршрут на ближайших соседях дешевле дальних элементов связи? Следить за первыми логическими результатами Sol, за неопубликованным заявлением Quantinuum о «почти пяти девятках» на новом семействе кодов, за IBM Kookaburra и за первым внедрением Pinnacle партнёром.
Литература
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. D
- [7] C. Gidney, “How to factor 2048 bit RSA integers with less than a million noisy qubits,” arXiv:2505.15917, May 2025. S
- [29] P. Webster et al., “The Pinnacle Architecture: Reducing the cost of breaking RSA-2048 to 100 000 physical qubits using quantum LDPC codes,” arXiv:2602.11457, Feb. 2026. S
- [97] A. Ransford et al., “A 98-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all connectivity,” Nature, vol. 655, no. 8121, pp. 81–86, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10676-4. arXiv:2511.05465. D
- [105] S. Dasu et al., “Computing with many encoded logical qubits beyond break-even,” arXiv:2602.22211, Feb. 2026. D
- [107] S. Dasu et al., “Breaking even with magic: demonstration of a high-fidelity logical non-Clifford gate,” arXiv:2506.14688, Jun. 2025. D
- [109] E. Tham et al., “Breakeven demonstration of quantum low-density parity-check codes,” arXiv:2606.06455, Jun. 2026. 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/ Rquantinuum-unveils-accelerated-roadmap-to-achieve-universal-fault-tolerant-quantum-computing-by-2030 - [147] P. S. Rodriguez et al., “Experimental demonstration of logical magic state distillation,” Nature, vol. 645, no. 8081, pp. 620–625, Jul. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09367-3. D
- [152] H. Zhou et al., “Low-Overhead Transversal Fault Tolerance for Universal Quantum Computation,” Nature, vol. 646, no. 8084, pp. 303–308, 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09543-5. arXiv:2406.17653. S
- [248] S. Bravyi et al., “High-threshold and low-overhead fault-tolerant quantum memory,” Nature, vol. 627, no. 8005, pp. 778–782, Mar. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07107-7. arXiv:2308.07915. D
- [655] C. Gidney and C. Jones, “New circuits and an open source decoder for the color code,” arXiv:2312.08813, Dec. 2023. S
- [667] A. Paetznick et al., “Improved quantum processor logical error rates via correction and detection,” Nature, vol. 654, no. 8118, pp. 349–355, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10628-y. D
- [673] C. N. Self, M. Benedetti, and D. Amaro, “Protecting expressive circuits with a quantum error detection code,” Nat. Phys., vol. 20, no. 2, pp. 219–224, Jan. 2024, doi: 10.1038/s41567-023-02282-2. arXiv:2211.06703. D
- [674] Error Correction Zoo, “[[16,6,4]] Tesseract color code,” Jun. 8, 2026. [Online]. Available: https://errorcorrectionzoo.org/
c/ Dstab_16_6_4 - [675] H. Goto, “High-performance fault-tolerant quantum computing with many-hypercube codes,” Sci. Adv., vol. 10, no. 36, Art. no. eadp6388, Sep. 2024, doi: 10.1126/sciadv.adp6388. arXiv:2403.16054. S
- [676] Iceberg Quantum, “Iceberg Quantum — Home.” [Online]. Available: https://www.iceberg-quantum.com/ C
- [677] M. Swayne, “Trifecta: Iceberg Quantum Unveils Pinnacle Architecture, Claims Sub-100,000 Qubits Could Break RSA-2048 And Raises $6 Million Seed Round,” The Quantum Insider, Feb. 13, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P02/ 13/ trifecta-iceberg-quantum-unveils-pinnacle-architecture-claims-sub-100000-qubits-could-break-rsa-2048-and-raises-6-million-seed-round/ - [678] Iceberg Quantum, “Iceberg Quantum Launches with $2M and PsiQuantum Partnership,” HPCwire, Mar. 24, 2025. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
off-the-wire/ Piceberg-quantum-launches-with-2m-and-psiquantum-partnership/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Фабрика магических состояний (культивация / дистилляция / переключение кодов)
Подсистема, изготавливающая неклиффордовы ресурсные состояния, чтобы код с трансверсальными клиффордовыми вентилями мог исполнять универсальные схемы.
Вердикт. Три маршрута продемонстрированы на трёх носителях, но каждое ключевое число относится к отдельно взятому состоянию с постселекцией; ни одна фабрика пока не питала настоящий алгоритм.
Λ — коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI — DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 — классы целей, принятые в отчёте (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Фабрика магических состояний изготавливает неклиффордовы ресурсные состояния — |T⟩, |H⟩, |CCZ⟩, — которые телепортация вентиля впрыскивает в схему, чтобы обеспечить поворот, невыполнимый трансверсально в коде-носителе. Теорема Eastin–Knill запрещает трансверсальный универсальный набор вентилей в любом коде с ненулевым расстоянием, поэтому универсальность приходится покупать пространственно-временным объёмом, и фабрика — то место, где эта покупка совершается. Bravyi и Kitaev показали в 2004–05 гг., что клиффордовы вентили вместе с зашумлёнными анциллами дают универсальность и что анциллы, поляризованные более чем примерно на 65% вдоль магического направления, асимптотически очищаются S[689]. Семейств три: дистилляция, переключение кодов и культивация — выращивание и проверка одного состояния на месте (Gidney, Shutty, Jones, 2024-09) S[690].
Атрибуты. a — сродство к носителю 0.5: конструкция слоя кода, наследующая тот носитель, который её принимает. b: собственного характерного времени нет, запутывание неприменимо; работает на такте носителя. c — считывание: собственного нет, потребляет внутрисхемное измерение носителя. d — подвижность: статична, фиксированная область плиток. e — управление: ни модальности, ни размещения — она компилируется, а не разводится. f — структура ошибок с точки зрения кода: паулиевская. g — производство: отсутствует.
Физика и пределы
Фабрика конвертирует точность (fidelity) в объём по курсу, который задаётся показателем подавления в самом протоколе. Дистилляция «пятнадцать в одно» на квантовом коде Reed–Muller подавляет входную ошибку кубически, поэтому получение 10⁻⁹ из впрыснутого состояния с 10⁻³ требует двух каскадных уровней и той самой площади, которая доминировала в ресурсных оценках всей области. Культивация меняет не показатель, а цену: |T⟩ выращивается в малом патче, отказоустойчиво проверяется, а затем «убегает» в большой, достигая 2×10⁻⁹ при однородном деполяризующем схемном шуме 10⁻³ и 4×10⁻¹¹ при 5×10⁻⁴, причём с числом вентилей примерно как у CNOT решёточной хирургии той же надёжности и на порядок меньшим числом кубит-раундов, чем у дистилляции S[690].
Пол задают две величины. Физическая частота ошибок носителя фиксирует достижимую выходную ошибку; доля принятых попыток фиксирует пропускную способность и не имеет аналога в кодовой памяти. Все три маршрута — с оповещением (heralded), так что фабрика есть задача о выходе годных: Google сохранил 8% попыток D[42], маршрут [[6,2,2]] отбросил 14.8% D[107], переключение кодов срабатывало в 82.58% случаев D[666]. Опасен именно необнаруженный отказ — когерентный логический сбой, входящий в алгоритм там, где никакая последующая коррекция уже не поможет, — поэтому требуемая выходная ошибка есть примерно обратная величина T-счёта: цель IBM Starling в 10⁸ вентилей подразумевает ~10⁻⁹ на состояние, ровно ту цифру, которую даёт теория культивации. Преобразование в стирания (erasure), смещение шума или более быстрые циклы сдвигают этот пол; а код с трансверсальным неклиффордовым вентилем стёр бы этот узел целиком.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее продемонстрированное — запуск культивации у Google: точность 0.9999(1) при удержании 8% попыток, снижение ошибки в 40×, включая переключение кода в поверхностный и специально построенный отказоустойчивый протокол для ограничения точности D[42]. Типичное при масштабе — ничего: по состоянию на 3 сентября 2026 г. ни одна фабрика нигде не работала внутри алгоритма, и каждый результат получен отдельно и с постселекцией. Продемонстрированное (10⁻⁴) лежит на пять порядков выше требуемого (10⁻⁹), и разрыв по доле принятых попыток выглядит труднее закрываемым, чем по точности.
Хронология рекордов
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2005 | Порог очистки ≈65% поляризации вдоль магического направления | Bravyi, Kitaev | S[689] |
| 2025-06-17 | Неточность магического состояния 7×10⁻⁵ при отбраковке 14.8%; логический управляемый вентиль Адамара ≤2.3×10⁻⁴, [[6,2,2]] на 8 кубитах | Quantinuum | D[107] |
| 2025-07-14 | Первая дистилляция «5 в 1» на логическом уровне, цветовые коды d=3 и d=5, нейтральные атомы | QuEra, Harvard, MIT | D[147] |
| 2025-10-15 | Переключение кодов [[15,1,3]]→[[7,1,3]]: ≤5.1(2.7)×10⁻⁴ при успехе 82.58% | Quantinuum | D[666] |
| 2025-12-15 | Культивация на сверхпроводниковом процессоре: 0.9999(1), доля принятых 8%, 40× | Google Quantum AI | D[42] |
Доминирующая статья бюджета — шаг «убегания», на котором состояние входит в большой патч и лишается постселекции; ниже него лежат двухкубитные ошибки носителя, в среднем 1.2×10⁻³ на ведущей трансмонной системе C[32].
Производство, материалы и цепочка поставок
Ничего не изготавливается: ведомость материалов состоит из патчей кода-носителя, внутрисхемного измерения и классических вычислений, а единицей стоимости служат кубит-раунды. Попытка с «убеганием» до расстояния 15 подразумевает рабочую область порядка 10³ физических кубитов на каждую параллельно идущую попытку — против площади teraquop-памяти в 650 физических на один логический при шуме 0.1% S[655], то есть горстку логических кубитов на фабрику, а не сотни, подразумеваемые двухуровневой дистилляцией. Цепочка поставок здесь классическая: декодеры реального времени (Riverlane, NVIDIA, Zurich Instruments), межсоединение для вердикта «принять/отклонить» и инструментарий, сертифицирующий выход; единая точка отказа — верификационный стек. Уязвимость к экспортному контролю унаследованная: по американским правилам 2024 г. для квантовых вычислителей ограничения цепляются к машине-носителю, а не к коду.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Фабрика не добавляет ни одного провода, но добавляет одно жёсткое требование по задержке: каждая попытка завершается вердиктом «принять/отклонить», который обязан дойти до планировщика раньше, чем состояние распадётся, поэтому вердикт едет по тому же тракту декодирования в реальном времени, что и память, и конкурирует с ней за полосу. При сверхпроводниковом цикле 1.1 µs D[1] «убегание» до расстояния 15 занимает около 17 µs на попытку, и при доле принятых 8% темп попыток должен превышать потребление в ~12×. На носителях с ионами в QCCD и на нейтральных атомах цикл составляет 1–5 ms, та же попытка стоит 15–75 ms, и связывающим ограничением становится пропускная способность, а не точность. Измеренная задержка декодирования составляет 63 µs при d=5 D[1], то есть выше бюджета одной попытки; конвейеризацию делают возможной декодер Riverlane на ПЛИС (FPGA) с субмикросекундным временем на раунд D[238] и средний круговой обход NVQLink за 3.84 µs P[324]. Стена: на 10³ кубитах фабрика и алгоритм не сосуществуют; на 10⁴ помещаются одна-две; на 10⁶ задача сводится к планированию десятков фабрик, каждая со своим потоком декодера.
Роль в стеке
Она располагается, как альтернативная технология, на четырёх архитектурах: на решётке трансмонов с перестраиваемыми элементами связи (Google, IBM, Rigetti, IQM, OQC, USTC/Zhejiang, Fujitsu), на ионах QCCD (Quantinuum), на линейной ловушке Пауля с индивидуальной лазерной адресацией (AQT, Innsbruck) и на архитектуре щелочных нейтральных атомов (Harvard/MIT, QuEra, Pasqal, Infleqtion, атомное направление Google 2026 г.). Она требует носителя — повёрнутого поверхностного кода с его yoked-вариантами либо цветового кода — и даёт ту неклиффордову ось, без которой стабилизаторная машина классически моделируема. Культивация заменяет многоуровневую дистилляцию; цена перехода архитектурная, поскольку культивация нативна для поверхностного кода и тяжела постселекцией, тогда как переключению кодов нужен цветовой код. Это один примитив, дотягивающийся до всех трёх ведущих носителей и не имеющий заменителя, так что вся его ценность заключена в том, что он разблокирует. Производный такт она не задаёт, а умножает: производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс для данной архитектуры, то есть 0.65 µs для сверхпроводников (1.1 µs измеренного цикла) и 9.66 ms для ионов в QCCD, помноженные на глубину «убегания» и на обратную величину доли принятых попыток. Соседние пустые слоты: нет фабрики на бозонных, фотонных и спиновых платформах и нет ни одной на qLDPC-коде.
Свидетельства — как измерены числа
Каждое ключевое число — это точность отдельно взятого состояния с постселекцией, измеренная на состоянии, которое затем выбрасывается, а не используется. Google приводит границу, полученную специально построенным отказоустойчивым протоколом измерения, а не томографическую оценку D[42]; цифра 7×10⁻⁵ приводится при указанной доле отбраковки D[107]; у переключения кодов значение 5.1(2.7)×10⁻⁴ несёт неопределённость того же порядка, что и само значение D[666]; статья по нейтральным атомам сообщает об улучшении относительно входа, а не об абсолютной выходной неточности D[147]. Нигде не измерено: пропускная способность под нагрузкой планировщика, стоимость отбраковки, корреляции «фабрика — потребитель» и те каналы потерь, которые убирает постселекция. Независимая проверка здесь необычно сильна: Wan, Zhong и Zapirain разлагают схемы культивации при d=5 в среднем примерно на 8 клиффордовых ZX-членов — более чем в 10⁶× меньше, чем прежние стабилизаторные разложения D[691]. Конфликтов значений среди использованных источников не обнаружено.
Выход фабрики можно сертифицировать операциями, которые у кода уже есть: оценка точности по белловской когерентности (Bell-coherence fidelity estimation) измеряет неточность ε любого чистого ресурсного состояния, включая состояния поворота на непрерывный угол, с фиксированной относительной точностью по Θ(1/ε) копиям, используя только вентили Клиффорда и паулиевские измерения, — что оптимально даже в сравнении с коллективными измерениями, — а в моделировании поверхностного кода расстояния 3 ей требовалось до ~27 раз меньше состояний, чем прямой оценке точности P[896]. Измеренные копии расходуются.
Не опубликовано в аннотациях [42] и [147]: кодовое расстояние стадии escape, число физических кубитов и число циклов в эксперименте Google по культивации, а также абсолютная выходная неточность, число атомов и доля принятых прогонов в дистилляции QuEra/Harvard/MIT, где указано лишь улучшение относительно входа. Не опубликовано: датированное число патентных семейств по приготовлению магических состояний. Область escape с расстоянием 15 порядка 10³ кубитов и ~17 мкс на попытку выведены из [690] и [1], а не процитированы из источника.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Google Quantum AI | разработчик | США | Изобрёл культивацию; первая сверхпроводниковая демонстрация | S[690] D[42] |
| Quantinuum | разработчик | США/Великобритания | Переключение кодов и логический неклиффордов вентиль на [[6,2,2]] | D[107], [666] |
| QuEra Computing | разработчик | США | Первая дистилляция «5 в 1» на логическом уровне на цветных кодах | D[147] |
| Harvard University | исследования | США | Архитектура универсальной отказоустойчивости на 448 атомах | D[4] |
| IBM | разработчик | США | Starling заложен под 10⁸ логических вентилей; на Heron — лишь инжекция магических состояний с послеотбором, без фабрики | R[67] |
| NVIDIA | поставщик | США | NVQLink — тракт «принять/отклонить», нужный конвейеризованной фабрике | P[324] |
| Riverlane | поставщик | Великобритания | Субмикросекундное декодирование — узкое место культивации по пропускной способности | D[238] |
| DARPA | финансирующая сторона | США | QBI Stage B финансирует IBM, Quantinuum, QuEra и ещё восемь команд | факт |
Деньги.
- 2025-09-04 · Quantinuum · привлечение капитала · $600 M при оценке $10 B до размещения · NVentures, Quanta, QED, JPMorgan · закрыто факт
- 2025-09-09 · QuEra · раунд финансирования · $230 M+ · Google, SoftBank Vision Fund 2, NVentures · закрыто факт
- 2025-11-06 · DARPA · QBI Stage B · до $15 M каждой · одиннадцать команд · объявлено факт
- 2026-06-03 · Quantinuum · IPO · $1.68 B брутто, Nasdaq QNT; годовой прогноз $28–32 M · закрыто факт
- 2026-06 · IBM · корпоративное обязательство · $10 B, квантовое производство и НИОКР в США · объявлено C[67]
Рынок и цепочка поставок. Фабрику магических состояний никто не продаёт; она входит в комплект машины и раздаётся вместе с компилятором. Продаваемые смежности — декодирование в реальном времени и межсоединение, оценка ресурсов и сама аппаратура-носитель. Концентрация предельная: Google, Quantinuum и QuEra вместе с Harvard и MIT держат все продемонстрированные результаты, кроме переключения кодов в Innsbruck и инжекций магических состояний на Heron от IBM и на 125-кубитном процессоре Zhejiang University, а два маршрута из трёх восходят к одной теоретической группе. Напрямую за это платят G3 и G4, косвенно — G6; G1, G2 и G5 не платят ничего, и потому примитив, лежащий на каждом критическом пути к отказоустойчивости, почти не несёт собственной выручки.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного счёта патентных семейств, специфичного именно для фабрик магических состояний, из поименованной базы по состоянию на 3 сентября 2026 г. не получено; обзор PatSnap, опубликованный 2026-06-30, насчитывает у IBM 4 388, у Google 2 385 и у Microsoft 1 175 квантовых патентных семейств, но до этого узла их не разбивает Pфакт. Стандарта интерфейса не существует; де-факто слоем переносимости служит Quantum Intermediate Representation, применённое в демонстрации реального времени 2023 г. C[692], а слоем верификации — открытые стабилизаторное и ZX-моделирование D[691]. Судебных разбирательств в записях нет.
Дорожные карты и послужной список. Google (2024-09-26, «дёшево, как CNOT»): продемонстрировано 2025-12-15 на уровне 0.9999, пятнадцать месяцев от теории до кремния, всё ещё на пять порядков выше цели. Quantinuum (2024-09-10, универсальная отказоустойчивость к 2029 г.): две демонстрации, обе на 20-кубитной H1-1, на Helios пока ни одной. QuEra (2024-01, 100 логических кубитов в 2026 г.): дистилляция показана 2025-07, число кубитов не достигнуто, обещание переформулировано как Libra в 2028 г. IBM (2025-06-10, Starling 2029): результата по фабрике нет, Kookaburra съехал на год. Достоверность: у Google наивысшая — теория, аппаратура и верификационный инструментарий собраны в одном месте; у Quantinuum высокая по примитивам, но не доказанная в масштабе; у QuEra высокая по примитивам при съехавшей дорожной карте; у IBM здесь нет подтверждений вовсе.
Стратегическое прочтение. Если культивация удержится в масштабе, выигрывает тот, у кого самый быстрый цикл и лучший субмикросекундный декодер, — а это даёт сверхпроводникам преимущество над ионами и атомами в два-три порядка по пропускной способности; проигрывает ресурсная оценка, построенная на дистилляции, из-за которой отказоустойчивость выглядела вдесятеро дороже, чем видится теперь, а вместе с нею и любой срок в оценках криптографической безопасности, на эту оценку опирающийся. Угрозы замещения реальны, но не продемонстрированы: коды с трансверсальным неклиффордовым вентилем, алгоритмическая отказоустойчивость, переработка алгоритмов в сторону преобладания клиффордовых операций. Переговорная сила у поставщика платформы, поскольку фабрика есть актив компилятора; единственный рычаг поставщика — тракт «принять/отклонить».
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить в течение 12–24 месяцев, если культивированное состояние будет потреблено логическим алгоритмом, а не измерено изолированно, со сквозной ошибкой ниже 10⁻⁶ до конца 2027 г.; если культивация выйдет на отбраковку ниже 50% против сегодняшних 92%; если хоть один результат по магическим состояниям появится на аппаратуре IBM до Starling или если хоть одна фабрика заработает на qLDPC-коде. Понизить, если следующий процессор Google не сумеет опустить культивацию ниже 10⁻⁵ с одновременным ростом доли принятых попыток или если граница по точности не переживёт потребления состояния. В лучшем случае к 2029 г.: культивация в линию на уровне около 10⁻⁹ и фабрики, занимающие меньшую часть площади, так что алгоритмы, ограниченные T-счётом, становятся ограниченными тактом. В худшем случае: доля принятых попыток остаётся около 10%, связывающим ограничением становится пропускная способность, дистилляция возвращается вторым каскадом, а вместе с нею и оценки в 10³ физических на один логический. Открытые вопросы: переживёт ли граница использование состояния, а не только его измерение; во что обходится постселекция при реальном планировании; можно ли сделать переключение кодов детерминированным; возможна ли фабрика, нативная для qLDPC; поднимает ли преобразование в стирания этот порог так же, как оно поднимает порог памяти. Следить за следующей статьёй Google по культивации, за первыми числами по магическим состояниям на Helios, за IBM Kookaburra и за QuEra Libra.
Литература
- [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
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. D
- [32] Y. Chen and M. Devoret, “Our quantum hardware: the engine for verifiable quantum advantage,” Google Blog, Oct. 22, 2025. [Online]. Available: https://blog.google/
innovation-and-ai/ Ctechnology/ research/ quantum-hardware-verifiable-advantage/ - [42] E. Rosenfeld et al., “Magic state cultivation on a superconducting quantum processor,” arXiv:2512.13908, Dec. 2025. D
- [67] IBM, “IBM Sets the Course to Build World's First Large-Scale, Fault-Tolerant Quantum Computer at New IBM Quantum Data Center,” Jun. 10, 2025. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
2025-06-10-IBM-Sets-the-Course-to-Build-Worlds-First-Large-Scale,-Fault-Tolerant-Quantum-Computer-at-New-IBM-Quantum-Data-Center R - [107] S. Dasu et al., “Breaking even with magic: demonstration of a high-fidelity logical non-Clifford gate,” arXiv:2506.14688, Jun. 2025. D
- [147] P. S. Rodriguez et al., “Experimental demonstration of logical magic state distillation,” Nature, vol. 645, no. 8081, pp. 620–625, Jul. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09367-3. D
- [238] A. B. Ziad et al., “Local clustering decoder as a fast and adaptive hardware decoder for the surface code,” Nat. Commun., vol. 16, no. 1, Art. no. 11048, Dec. 2025, doi: 10.1038/s41467-025-66773-x. D
- [324] S. Caldwell et al., “NVIDIA NVQLink Architecture Integrates Accelerated Computing with Quantum Processors,” NVIDIA Technical Blog, Nov. 17, 2025. [Online]. Available: https://developer.nvidia.com/
blog/ Pnvidia-nvqlink-architecture-integrates-accelerated-computing-with-quantum-processors/ - [655] C. Gidney and C. Jones, “New circuits and an open source decoder for the color code,” arXiv:2312.08813, Dec. 2023. S
- [666] L. Daguerre, R. Blume-Kohout, N. C. Brown, D. Hayes, and I. H. Kim, “Experimental Demonstration of High-Fidelity Logical Magic States from Code Switching,” Phys. Rev. X, vol. 15, no. 4, Art. no. 041008, Oct. 2025, doi: 10.1103/dck4-x9c2. arXiv:2506.14169. D
- [689] S. Bravyi and A. Kitaev, “Universal Quantum Computation with ideal Clifford gates and noisy ancillas,” Phys. Rev. A, vol. 71, Art. no. 022316, 2005, doi: 10.1103/PhysRevA.71.022316. arXiv:quant-ph/0403025. S
- [690] C. Gidney, N. Shutty, and C. Jones, “Magic state cultivation: growing T states as cheap as CNOT gates,” arXiv:2409.17595, Sep. 2024. S
- [691] K. H. Wan, Z. Zhong, and A. Zapirain, “Simulating magic state cultivation with few Clifford terms,” Quantum, vol. 10, Art. no. 2134, Jun. 2026, doi: 10.22331/q-2026-06-12-2134. D
- [692] Quantinuum, “A Quantinuum-led team has built the quantum programming tools for real-time magic state distillation on a quantum computer,” Oct. 24, 2023. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
blog/ Ca-quantinuum-led-team-has-built-the-quantum-programming-tools-for-real-time-magic-state-distillation-on-a-quantum-computer - [896] S. Takahashi and K. Fujii, “Efficient fidelity estimation of general quantum resource states via Clifford circuits,” arXiv:2610.05222, Oct. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Бозонное каскадирование (repetition-cat, LDPC-cat, GKP+qLDPC)
Дискретный внешний код — повторяющий или qLDPC, — обёрнутый вокруг бозонного внутреннего кубита, шум которого уже сформирован, так что внешнему коду остаётся исправлять лишь один остаточный канал.
Вердикт. Всё семейство держится на одном числе — частоте фазовых переворотов под вентилем. Измеренное железо на два порядка отстоит от всякой опубликованной оценки ресурсов.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (стадия A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей настоящего отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Конструкция формирует шум внутреннего кубита так, чтобы внешнему коду оставалось меньше работы. Кошачий кубит, стабилизированный двухфотонной диссипацией, подавляет битовые перевороты экспоненциально по числу фотонов, тогда как фазовые перевороты растут лишь линейно, поэтому достаточно 1D-повторяющего кода: расстояние d стоит d кошачьих кубитов, а не d². Внутренний кубит на коде Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP) вместо этого передаёт наверх аналоговый синдром сдвига, который внешний qLDPC-код декодирует с использованием мягкой информации. Теория пришла первой и точна. Gouzien et al. (PRL 131, 040602, 2023) оценивают машину на repetition-cat в 126 133 кошачьих кубита по 19 фотонов каждый — на вычисление 256-bit логарифма на эллиптической кривой за 9 часов при предполагаемом отношении потерь 10⁻⁵ S[95]; затем Ruiz et al. дали 2D-локальные коды LDPC-cat: 758 кошачьих кубитов на 100 логических при ≤10⁻⁸ за цикл в предположении ~0.1% фазовых переворотов S[96].
Атрибуты: частично фабрикуемое (0.75); статическое, без собственного канала управления и считывания; смещённая плюс гауссова ошибка — «Внешний код эксплуатирует смещение и коррекцию сдвига внутреннего кубита; у Ocelot d=3→5 почти плоско; LDPC-cat предполагает 0.1% фазовых переворотов (измерено ~10%)» (запись графа).
Физика и пределы
Семейство обменивает один канал ошибок на другой, и курсом обмена служит смещение шума. Число фотонов покупает экспоненциальное подавление битовых переворотов и платит линейно фазовыми, поэтому архитектура выбирает точку, где битовые перевороты уходят ниже досягаемости внешнего кода, и живёт с оставшейся частотой — предполагаемой вблизи 10⁻³. Железо туда не дотягивает: в CX у Ocelot при |α|² = 2 фазовый переворот составляет 9.6(4)×10⁻², а битовый 3.5(4)×10⁻³, то есть смещение выше 25 под вентилем и выше 30 в простое D[80] — и это цифра на один CX, а не на цикл. Более глубокий предел таков: смещение принадлежит многообразию состояний покоя, а диссипативный CX разрушает ту самую асимметрию, на которой построен код, так что открытая проблема — это сохраняющий смещение вентиль, а не лучшая память. Что сдвигает предел: большее отношение двухфотонной диссипации к однофотонным потерям и унитарные, а не диссипативные вентили.
Достигнутый инженерный уровень
Всё семейство несёт один аппаратный результат с измеренной логической ошибкой: Ocelot (Putterman et al., AWS и Caltech, Nature 638, 927, 2025-02-26) — повторяющий код над пятью кошачьими кубитами с четырьмя вспомогательными трансмонами и пятью буферными модами, логическая ошибка 1.75(2)% при расстоянии 3 и 1.65(3)% при расстоянии 5, на цикл 2.8 µs D[80]. Это не одна и та же рабочая точка (d=3 при |α|² = 1, d=5 при |α|² = 1.5), поэтому многократно повторяемое «плоско ниже порога» смешивает шаг по расстоянию с шагом по числу фотонов, и масштабирование не выделено. Сохраняющего смещение CNOT между кошачьими кубитами не существует — предложение аффилированных с AWS авторов унитарно и промоделировано S[81], — как не существует и железа «GKP плюс qLDPC». Реестр числит ещё два прогона кода на аппаратуре, оба без опубликованной логической ошибки: Alice & Bob Helium (система на площадке заказчика) — 18 кошачьих кубитов как один логический кубит — и Aurora — повторяющий код расстояния 2 на кластерном состоянии GKP, только обнаружение.
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2024-01 | LDPC-cat, 2D-локальный: 758 кошачьих кубитов → 100 логических при ≤10⁻⁸ за цикл, предполагает 0.1% фазовых переворотов | Ruiz et al. | S[96] |
| 2025-02 | Ocelot: 1.75(2)% при d=3 (|α|²=1) → 1.65(3)% при d=5 (|α|²=1.5), цикл 2.8 µs | AWS/Caltech | D[80] |
| 2026-07 | Унитарный сохраняющий смещение CNOT между кошачьими кубитами; повторяющий код d=7 из 13 кошачьих кубитов ниже 10⁻⁶, моделирование | Аффилированные с AWS | S[81] |
Производство, материалы и цепочка поставок
Собственного технологического шага нет: это архитектура и декодер, и запись графа оставляет производство незаданным. Слой наследует носителя — кошачий кубит или GKP, — а сверхпроводниковые носители у разных разработчиков устроены по-разному. GKP-осциллятор Yale — бесшовный коаксиальный шлейфовый резонатор из высокочистого алюминия со вспомогательным танталовым трансмоном на сапфировом чипе Dфакт; у Nord Quantique это резонатор с двумя штырями из высокочистого алюминия и вспомогательный трансмон D[82]. Ocelot от AWS держит кошачьи кубиты в танталовых резонаторах на одном кристалле, соединённом бампами со вторым кристаллом, где находятся алюминиевые переходы, и добавляет по вспомогательному трансмону на каждую проверку повторяющего кода — четыре на пять кошачьих кубитов D[80]. Кошачьи кубиты Alice & Bob — схемы из тантала на сапфире вовсе без трансмона: их стабилизирует двухфотонная диссипация через буферную моду, и через буфер же идёт считывание фактCфакт. Все четыре работают в рефрижераторе растворения. Учёт, который стоит держать в голове, — четырнадцать инженерных элементов Ocelot на пять информационных кошачьих кубитов, реальный знаменатель за любым сравнением «меньше кубитов» D[80]. Helium потребляет около 40 kW на один логический кубит, использующий всего 18 кошачьих кубитов C[87]. Специфичного для кода экспортного контроля не существует; ECCN 3A904 применяется к носителю G[301].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Декодер — дешёвая часть: поток синдромов 1D-повторяющего кода проще 2D-паросочетания (matching) и при 2.8 µs укладывается в существующие декодеры на ПЛИС (FPGA). Стоимость переехала в аналоговую стабилизацию: каждому кошачьему кубиту нужны накачка двухфотонной диссипации и буферная накачка, плюс считывание (через буфер у Alice & Bob, через вспомогательный трансмон на каждую проверку в Ocelot), так что число линий на информационный кубит превышает таковое у голого трансмона. Экономия достигается в кодовом расстоянии, а не в разводке: на 10³ кошачьих кубитов криостат похож на машину из 10³ трансмонов с дополнительными накачками. Цикл к тому же в 2.5× медленнее цикла поверхностного кода в 1.1 µs D[1].
Роль в стеке
Коду требуется смещённый кошачий кубит либо внутренний GKP-кубит; как завершающий внешний слой он не имеет зависимых от себя элементов и заменяет отказоустойчивость на дискретных переменных, построенную на слияниях (fusion). Он лежит на двух архитектурах, на обеих как основной код: на бозонных кубитах в резонаторах с кошачьим и GKP-кодированием (Alice & Bob, AWS, Nord Quantique) и на фотонике на непрерывных переменных с GKP, где Xanadu каскадирует GKP под qLDPC Cфакт. Смена внутреннего кубита — не перепараметризация: ветвь кошачьих кубитов покупает 1D-внешний код и остаётся должна сохраняющий смещение вентиль; GKP-ветвь покупает аналоговый синдром и остаётся должна ~10 dB сжатия. Его вклад в производный такт (= сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс) — это d₂ = 2 слоя вентилей: раунд 1.44 µs против измеренного цикла 2.8 µs D[80]. Соседний пустой слот — память LDPC-cat на железе, не построенная по состоянию на 4 сентября 2026 г.
Свидетельства — как измерены числа
Утверждение «в 100–1000× меньше кубитов» — это оценка ресурсов, а не измерение, и обе работы прямо называют своё допущение: ~0.1% фазовых переворотов S[95], [96]; железо находится на 9.6×10⁻² на один CX D[80]. Ни один протокол не измеряет сохранение смещения на уровне вентиля под нагрузкой, потому что самого вентиля не существует; у Ocelot нет независимого воспроизведения, и в сравнении по расстоянию он смешивает рабочие точки. Helium продаётся, но данных по логической производительности не публикует, а дорожная карта приводит пиковое время битового переворота за сентябрь 2025 года в 252 минуты против среднего в 44 минуты для того же прогона C[412].
Ни LDPC-кот-код, ни GKP вместе с qLDPC на оборудовании не запускались. Не опубликовано: датированное число патентных семейств именно по бозонным кодам и финансирование программы Ocelot со стороны AWS.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| AWS | Разработчик | США | Железо repetition-cat Ocelot; предложение CNOT между кошачьими кубитами | D[80] |
| Alice & Bob | Разработчик | Франция | Железо на кошачьих кубитах; дорожная карта repetition-cat Graphene | C[412] |
| Nord Quantique | Разработчик | Канада | Внутренние GKP-кубиты для внешнего кода | D[82] |
| Xanadu | Разработчик | Канада | Оптический GKP под qLDPC, стадия дорожной карты | Rфакт |
| D-Wave | Разработчик | США | Дорожная карта бозонной вентильной модели после покупки Quantum Circuits | Cфакт |
Деньги.
- 2025-01-28 · Alice & Bob · раунд серии B · €100 M · расширение от NVentures 2026-05-22, сумма не раскрыта · закрыт Cфакт
- 2025-11-06 · DARPA · QBI Stage B: Nord Quantique и Xanadu прошли, Alice & Bob нет · ≤$15 M каждой · закрыто факт
- 2026-01-20 · D-Wave · приобретение Quantum Circuits · $550 M ($300 M акциями, $250 M деньгами) · закрыто Cфакт
- 2026-05-18 · Nord Quantique · раунд роста · $30 M при оценке $1.4 B · закрыт Cфакт
Рынок и цепочка поставок. Этот слой никто не продаёт отдельно; он входит в состав машин со сверхпроводниковой спецификацией материалов, поэтому риск концентрации лежит на поставщиках усилителей и рефрижераторов, а не на фабриках. G3 и G4 платят за него косвенно: клиент покупает утверждение о числе кубитов, и именно поэтому покупка Helium организацией GENCI в июне 2026 года предшествует любой опубликованной цифре логической производительности Cфакт.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного подсчёта патентных семейств именно по этому коду не найдено ни в одной поименованной базе данных. Конструкции академические и опубликованы открыто, поэтому защитимая ИС лежит в схемах стабилизации — конструкция буфера, двухфотонная диссипация, сохраняющие смещение вентили, — а не в самих кодах. Стандартизационной активности не обнаружено.
Дорожные карты и послужной список. Alice & Bob (по состоянию на 2026-09-04): Helium, 12–18 кошачьих кубитов и один логический кубит при 10⁻², текущее состояние; затем 48, 250 и в итоге 2 000 кошачьих кубитов на 100 логических при 10⁻⁶ в 2030 году, при заявленном требовании 13-минутного времени битового переворота R[412]. D-Wave (2026-06-01): 10 логических в 2030 году, 100 в 2032 году, Λ = 10 Rфакт. Xanadu: отказоустойчивость в 2028–29 годах Rфакт. Всякая дорожная карта выражена в логических кубитах, тогда как продемонстрированная величина — один такой кубит при 10⁻²; AWS не публикует датированной дорожной карты и владеет единственными данными по масштабированию.
Стратегическое прочтение. Это семейство — единственный аргумент бозонных компаний против лучше финансируемых трансмонных старожилов: закройте разрыв по фазовым переворотам, и они перепрыгнут конкурентов по числу кубитов на доллар. Не закроют — и слот займёт qLDPC на трансмонах или двухрельсовые кубиты со стираниями (erasure), которым недоказанный сохраняющий смещение вентиль не нужен.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить или понизить в статусе в течение 12–24 месяцев: продемонстрированный сохраняющий смещение CNOT между кошачьими кубитами; скан по расстоянию при фиксированном числе фотонов; любой аппаратный результат по LDPC-cat или «GKP плюс qLDPC». В лучшем случае к 2029 году: логический кубит на repetition-cat с изолированно показанным подпороговым масштабированием и с измеренным сохраняющим смещение вентилем, что делает оценку в 758 кошачьих кубитов обсуждаемой. В худшем случае: фазовые перевороты остаются вблизи 10⁻¹, и семейство выживает как исследовательская линия. Открыто: переживает ли смещение хоть какой-нибудь двухкубитный вентиль.
Литература
- [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
- [80] H. Putterman et al., “Hardware-efficient quantum error correction via concatenated bosonic qubits,” Nature, vol. 638, no. 8052, pp. 927–934, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-08642-7. D
- [81] Y. Ye et al., “Bias-preserving cat-cat CNOT gate via vacuum-conditional beam-splitter,” arXiv:2607.22852, Jul. 2026. S
- [82] S. Turcotte et al., “Quantum error correction of a grid-state qubit with state preparation and measurement errors below 10⁻³,” arXiv:2607.06718, Jul. 2026. D
- [87] N. Coppola, “Alice & Bob Unveils First Quantum System, Helium,” Alice & Bob, Jun. 10, 2026. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
newsroom/ Calice-bob-unveils-first-quantum-system/ - [95] É. Gouzien, D. Ruiz, F.-M. Le Régent, J. Guillaud, and N. Sangouard, “Performance Analysis of a Repetition Cat Code Architecture: Computing 256-bit Elliptic Curve Logarithm in 9 Hours with 126133 Cat Qubits,” Phys. Rev. Lett., vol. 131, Art. no. 040602, Jul. 2023, doi: 10.1103/PhysRevLett.131.040602. arXiv:2302.06639. S
- [96] D. Ruiz, J. Guillaud, A. Leverrier, M. Mirrahimi, and C. Vuillot, “LDPC-cat codes for low-overhead quantum computing in 2D,” Nat. Commun., vol. 16, Art. no. 1040, 2025, doi: 10.1038/s41467-025-56298-8. arXiv:2401.09541. S
- [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [412] Alice & Bob, “Roadmap,” Jun. 23, 2026. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
roadmap/ C
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Цветовой код (трансверсальные клиффордовы вентили)
Треугольный двумерный стабилизаторный код, у которого вся группа Клиффорда действует трансверсально, минуя решёточную хирургию, ценой примерно 1.9× teraquop-площади поверхностного кода.
Вердикт. Будущее цветового кода — фабрика магических состояний, питающая память на поверхностном коде, а не сама память. Понизить вариант «память», если до 2028 г. ни одна платформа не сообщит о логической памяти на цветовом коде, выигрывающей у поверхностного кода по суммарному числу кубитов при фиксированной логической цели.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Двумерный топологический стабилизаторный код на трёхраскрашиваемой тривалентной решётке, где каждая плакета несёт X- и Z-стабилизатор веса 6. Поскольку стабилизаторы обоих типов имеют одинаковый носитель (support), вся группа Клиффорда — H, S, CNOT — трансверсальна, тогда как поверхностный код получает нативно только CNOT, а за остальное платит решёточной хирургией. Код введён Bombín и Martín-Delgado в 2006 г. D[663]; первая полноценная аппаратная демонстрация принадлежит Google, подана в декабре 2024 г. D[41]. Цена — плотность: ~1.9× teraquop-площади поверхностного кода, 1 250 против 650 физических кубитов на логический при шуме 0.1% S[655]факт.
d = статическая треугольная решётка, транспорта нет; e = наследует модальность управления и размещение от принимающей платформы [запись графа].
f = только паулиевские стабилизаторы; a = 0.5 — одинаков на изготавливаемых и естественных носителях, требует лишь статической решётки ближайших соседей [запись графа].
Физика и пределы
Трансверсальный вентиль не требует слияния/разделения: Google оценивает логический адамар в ~20 ns против ~1 000× большего времени через решёточную хирургию C[664]. Проверки веса 6 означают более глубокую схему извлечения синдрома и hook-ошибки, срезающие эффективное расстояние, если расписание их не обходит; конструкция 2026 г. обходит все злокачественные объёмные hook-ошибки при одном вспомогательном кубите на плакету S[665]. Ошибки к тому же зажигают три детектора, поэтому синдром представляет собой гиперграф: паросочетание (matching) неприменимо, и декодерам приходится проецировать или вести поиск. Отсюда и разрыв: Λ₃/₅ = 1.56(4) D[41] против 2.14 у поверхностного кода на том же семействе процессоров D[1], а память Google на цветовом коде с d=5 (2026 г.) вышла на 8.19(14)×10⁻³ на цикл только с поисковым декодером Tesseract D[2]. Сдвигают нижнюю границу планирование схемы и декодеры, а не сам код.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2024-12 | Λ₃/₅ = 1.56(4); трансверсальный клиффорд добавляет 0.0027(3) | Google Quantum AI | D[41] |
| 2025-07 | первая логическая дистилляция 5→1, патчи d=3 и d=5 | QuEra | D[147] |
| 2026-07 | память на цветовом коде с расстоянием 5, 8.19(14)×10⁻³ на цикл | Google Quantum AI | D[2] |
Доминирующий член — раунд считывания синдрома, а не трансверсальный вентиль: извлечение проверок веса 6 и гиперграфовое декодирование оставляют Λ на уровне 1.56 против 2.14 D[1], [41].
Производство, материалы и цепочка поставок
Собственного производства нет: код наследует кристалл, ловушку или массив оптических пинцетов принимающей платформы, замощённые гексагонально, а не квадратно, и новых поставщиков не приводит D[41]. Экспортная уязвимость — тоже платформы: ECCN 4A906 (BIS, 2024-09-06) контролирует квантовый компьютер лишь тогда, когда число кубитов и ошибка C-NOT попадают в одну полосу — от 34–99 кубитов при ≤ 10⁻⁴ до любой ошибки начиная с 2 000 кубитов факт, — тогда как сам код — опубликованная математика 2006 года D[663].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Управление и считывание в расчёте на кубит совпадают с нагрузкой той же платформы под поверхностный код. Разница — в раунде: каждый информационный кубит входит в шесть проверок веса 6 против четырёх проверок веса 4 у поверхностного кода, поэтому раунд обходится примерно в 1.5× двухкубитных вентилей при более глубоком расписании — туда и уходит порог. В противовес этому логический клиффордов вентиль не требует раундов слияния/разделения вовсе. Труднее с декодированием: гиперграфовые синдромы исключают штатный движок паросочетания, и единственное опубликованное аппаратное декодирование при d=5 — поисковый декодер Tesseract от Google D[2].
Роль в стеке
Занимает место альтернативного кода на четырёх архитектурах — решётке трансмонов с перестраиваемыми элементами связи, ионах QCCD, линейной ловушке Пауля с индивидуальной лазерной адресацией и ридберговском массиве пинцетов на щелочных атомах [запись графа]; требует той же статической решётки ближайших соседей, что и поверхностный код, и размещает у себя фабрики магических состояний. Все три вехи по магическим состояниям 2025–26 гг. поставлены в цветовых кодах: культивация до 0.9999(1) при доле приёма 8% с последующим переключением кода наружу D[42], переключение [[15,1,3]]→[[7,1,3]] у Quantinuum при ≤5.1(2.7)×10⁻⁴ D[666], дистилляция 5→1 у QuEra D[147]. Он замещает поверхностный код там, где трансверсальные клиффордовы вентили перевешивают надбавку ~1.9× по площади; переход стоит декодера и топологии размещения, но не оборудования. Вклад в такт ~20 ns на логический адамар C[664]; при этом код задаёт d₂ — число слоёв вентилей, входящих в сумму раунда (производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс для данной архитектуры), — 0.65 µs производного такта против измеренного цикла принимающей платформы 1.1 µs. Соседний пустой слот: аппаратного декодера цветового кода нет.
Свидетельства — как измерены числа
Λ₃/₅ = 1.56(4) и ошибка трансверсального клиффорда 0.0027(3) — собственные данные Google, один процессор, вторым производителем не воспроизведены D[41]. Две подачи одной и той же работы расходятся: в статье приводится точность (fidelity) телепортированных состояний 86.5(1)–90.7(1)% для решёточной хирургии, а блог Google представляет 86–91% как «точность двухкубитного вентиля» C[664] — доверять следует статье. Инжекция магического состояния превышает 99% только с постселекцией, сохраняющей ~75% прогонов D[41]. Утверждения о занимаемой площади тоже несопоставимы: «меньше физических кубитов на единицу кодового расстояния» C[664] против суммарного числа кубитов при фиксированной логической цели S[655]. Ни в одной публикации ошибка кода не отделена от ошибки декодера в трансверсальном показателе.
Не опубликовано: количественная оценка выигрыша по Монте-Карло для схемы цветового кода без ошибок-«крючков» [665].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Google Quantum AI | Разработчик/пользователь | США | Единственная сверхпроводниковая память на цветовом коде; площадка культивации | D[41], [42] |
| Quantinuum | Разработчик/пользователь | США | Переключение кодов на цветовом коде; tesseract [[16,6,4]] на Helios | D[666], [667] |
| Microsoft Quantum | Разработчик | США | Соавтор результата по tesseract-цветовому коду | D[667] |
| QuEra | Разработчик/пользователь | США | Первая логическая дистилляция 5→1 на патчах цветового кода | D[147] |
Деньги. 2025-07-14 · QuEra · публикация (первая логическая дистилляция 5→1) · сумма не указана · профинансировано из её раунда 2025 г. на $230 M+ C[153] · опубликовано D[147]. 2025-11-06 · DARPA QBI Stage B · до $15 M на команду · одиннадцать команд, среди них Quantinuum и QuEra G[65]. 2026-06-03 · Quantinuum · IPO · $1.68 B валовых при $60/share, Nasdaq QNT; выручка за Q2-2026 $8.0 M, денежные средства $2.1 B · закрыто G[123]. Ни один раунд, грант или поглощение не относятся именно к цветовому коду: это строка внутри платформенных программ.
Рынок и цепочка поставок. Выделенной цепочки поставок нет; код едет на фабрике принимающей платформы и на общем классическом стеке. Рынок, который он двигает, — декодирование: гиперграфовые синдромы требуют поисковых или проекционных декодеров (работы на ПЛИС (FPGA)/GPU у AMD и NVIDIA), и по состоянию на 4 сентября 2026 г. ни один поставщик не выпускает аппаратный декодер цветового кода. Работает на цели G3 и G4 через фабрики магических состояний: каждая веха по логическим магическим состояниям начиная с 2025 г. поставлена в цветовом коде D[42], [147], [666].
Интеллектуальная собственность и стандарты. Код — опубликованная математика 2006 года D[663]. Обзор PatSnap за апрель 2026 г. насчитывает 12 патентов по QEC — Google 6, IBM 4, Tencent 2 — без кластера по цветовому коду P[668]. Выданный Google патент по поверхностному коду покрывает калибровочные операторы, а не этот код факт. Органа стандартизации нет; де-факто интерфейс — модель ошибок детекторов Stim.
Дорожные карты и послужной список. Google (2025-06-23 · цветовой код как «рабочая» конфигурация, вехи с датой нет · память d=5 последовала в июле 2026 г.) C[664]D[2]. Quantinuum (2024-09 · Helios 2025 → Sol 2027 → Apollo 2029 · Helios поставлен 2025-11-05 и на нём получен результат по tesseract) Rфакт. QuEra (2026-06 · Libra, >256 логических, 2028 · её дорожная карта от января 2024 г. обещала 100 логических в 2026 г. — не выполнено) Rфакт. Заявления Google были измерениями, а не обещаниями; график Quantinuum выдерживается; исследования QuEra идут впереди её продуктовой дорожной карты.
Стратегическое прочтение. Цветовой код выгоден платформам, где кубиты дёшевы, а логическое время дорого — сверхпроводники и нейтральные атомы, — и невыгоден ионным ловушкам, где надбавка 1.9× ложится на дефицитный ресурс. Наиболее вероятная его позиция к 2029 г. — не память, а фабрика T-состояний, питающая память на поверхностном коде: культивация снизила стоимость магического состояния примерно в 40× внутри цветового кода, после чего код переключается наружу D[42], что делает его компонентом машины на поверхностном коде, а не её конкурентом. Угрозы замещения: блоки qLDPC с высокой скоростью кодирования и трансверсальными вентилями, а также алгоритмическая отказоустойчивость, снимающая O(d) раундов на логический вентиль. Проигравшие: инструментальные цепочки, построенные исключительно вокруг решёточной хирургии.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить/понизить за 12–24 месяца: память на цветовом коде за пределами d=5 с Λ, приближающимся к 2.14; воспроизведение трансверсальных клиффордовых вентилей вторым производителем. В лучшем случае к 2029 г.: культивация делает его стандартной подложкой для магических состояний, а надбавка по площади ограничивается патчами фабрики. В худшем случае: накладные расходы на hook-ошибки и декодирование удерживают Λ около 1.5, и он выживает лишь как подложка для дистилляции. Открытые вопросы: восстанавливает ли схема с одним вспомогательным кубитом на плакету S[665] конкурентоспособный порог на оборудовании; обходят ли планарные неклиффордовы схемы S[669] дистилляцию; опубликует ли кто-нибудь сравнение по суммарной занимаемой площади.
Литература
- [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
- [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
- [42] E. Rosenfeld et al., “Magic state cultivation on a superconducting quantum processor,” arXiv:2512.13908, Dec. 2025. D
- [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [123] Quantinuum, “Quantinuum Announces Pricing of Upsized Initial Public Offering,” Jun. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
press-releases/ Gquantinuum-announces-pricing-of-upsized-initial-public-offering - [147] P. S. Rodriguez et al., “Experimental demonstration of logical magic state distillation,” Nature, vol. 645, no. 8081, pp. 620–625, Jul. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09367-3. D
- [153] QuEra Computing, “QuEra Expands $230 Million Financing Round Advancing Quantum-Accelerated Supercomputing,” Sep. 9, 2025. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Cquera-expands-230-million-financing-round-advancing-quantum-accelerated-supercomputing - [655] C. Gidney and C. Jones, “New circuits and an open source decoder for the color code,” arXiv:2312.08813, Dec. 2023. S
- [663] H. Bombín and M. A. Martin-Delgado, “Topological Quantum Distillation,” Phys. Rev. Lett., vol. 97, Art. no. 180501, 2006, doi: 10.1103/PhysRevLett.97.180501. arXiv:quant-ph/0605138. D
- [664] A. Bourassa and K. Satzinger, “A colorful quantum future,” Google Research Blog, Jun. 23, 2025. [Online]. Available: https://research.google/
blog/ Ca-colorful-quantum-future/ - [665] G. Kishony and A. Fowler, “Color code off-the-hook: avoiding hook errors with a single auxiliary per plaquette,” arXiv:2603.28852, Mar. 2026. S
- [666] L. Daguerre, R. Blume-Kohout, N. C. Brown, D. Hayes, and I. H. Kim, “Experimental Demonstration of High-Fidelity Logical Magic States from Code Switching,” Phys. Rev. X, vol. 15, no. 4, Art. no. 041008, Oct. 2025, doi: 10.1103/dck4-x9c2. arXiv:2506.14169. D
- [667] A. Paetznick et al., “Improved quantum processor logical error rates via correction and detection,” Nature, vol. 654, no. 8118, pp. 349–355, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10628-y. D
- [668] PatSnap, “Quantum Error Correction Technology Landscape 2026,” Apr. 22, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ Pblog/ articles/ quantum-error-correction-patent-landscape-2026/ - [669] A. Bauer and J. C. M. de la Fuente, “Planar Fault-Tolerant Circuits for Non-Clifford Gates on the 2D Color Code,” PRX Quantum, vol. 7, no. 2, Art. no. 020367, Jun. 2026, doi: 10.1103/p7c9-x1m9. arXiv:2505.05175. S
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Алгоритмическая отказоустойчивость / трансверсальные архитектуры
Замена O(d) раундов извлечения синдрома на один логический вентиль постоянным их числом — за счёт трансверсальных вентилей между блоками кода и коррелированного декодирования.
Вердикт. Трансверсальная половина измерена на атомах и ионах; половина с коррелированным декодированием — это доказательство плюс моделирование. Ни один запуск не замкнул в реальном времени цепочку «трансверсальный вентиль — коррелированное декодирование — feed-forward».
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Алгоритмическая отказоустойчивость, предложенная Zhou, Bluvstein, Kubica, Lukin и соавторами в виде препринта в июне 2024 г. и опубликованная в Nature в 2025 г. D[152], выполняет логические вентили трансверсально между блоками кода и декодирует всю синдромную историю алгоритма совместно, так что логический вентиль обходится в постоянное число раундов извлечения, а не в те O(d), которых требует решёточная хирургия (lattice surgery).
Подвижность: схема предполагает машину, способную свести любые два блока в общий регистр, — транспорт оптическим пинцетом или транспортировку ионов, а не фиксированную решётку. Структура ошибок: новых каналов нет — собственный паулиевский шум кода и шум стирания (erasure) с доминирующей потерей атомов, при этом накладные расходы на физические циклы обменены на накладные расходы классического декодирования.
Физика и пределы
Правило d раундов существует потому, что один раунд не позволяет отличить ошибку измерения от ошибки данных; d-кратное повторение синдромной схемы делает пространственно-временно́е расстояние графа детекторов равным кодовому расстоянию. Эта избыточность нужна лишь тогда, когда каждый блок декодируется по отдельности: трансверсальный CNOT переносит сбой из одного блока на его партнёра в другом, поэтому совместный граф по блокам и по времени сохраняет расстояние d уже после O(1) раундов — если декодер этим пользуется. Доказательство ограничивает отклонение от идеального распределения результатов логического измерения экспоненциально малой величиной D[152].
Цена структурно перемещается на классическую сторону. Совместный граф не факторизуется, поэтому скользящее окно, которое делает поблочное декодирование локальным во времени, перестаёт быть точным: декодер охватывает несколько логических вентилей, не может закрыть окно до следующей точки упреждающей передачи (feed-forward), и объём его работы растёт не с d, а с числом блоков, запутанных с момента последнего измерения.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2024-06 | O(d) → O(1) раундов на логический вентиль, сокращение пространственно-временно́го объёма >10× (доказательство, моделирование) | Harvard/QuEra | D[152] |
| 2025-05 | RSA-2048 за 5.6 суток на 19 M атомов при цикле 1 ms, примерно в 50× быстрее сопоставимых оценок | Harvard/QuEra | S[31] |
| 2025-11 | 448 атомов: трансверсальные CNOT, сотни телепортаций, 96 логических кубитов | Harvard/QuEra | D[4] |
| 2026-03 | Алгоритм Шора на 10 000 атомов (26 000 ради скорости): P-256 за дни, RSA-2048 существенно дольше | Harvard/Caltech | S[30] |
| 2026-06 | Код «тессеракт» [[16,6,4]], трансверсальные логические клиффордовы операции, на ионах в ловушках | Quantinuum | D[667] |
Всякий заявленный выигрыш получен в моделировании или при офлайн-декодировании сохранённых синдромов: ни один опубликованный запуск не замыкает петлю — трансверсальный вентиль, коррелированное декодирование, feed-forward — в реальном времени.
Производство, материалы и цепочка поставок
Это архитектурный слой и слой декодирования: у него нет ни техпроцесса, ни выхода годных, ни удельной стоимости. Зависимость от цепочки поставок опосредованная, но вполне конкретная: скрещённые акустооптические дефлекторы, для которых в работе с 448 атомами названы лишь два поставщика — AA Opto-Electronic и Gooch & Housego D[4], — и классическое оборудование, выполняющее декодирование. Планку задаёт NVQLink от NVIDIA: 3.84 µs среднего полного оборота и 67 µs медианного декодирования BP-OSD — причём на несравнимо более лёгкой поблочной задаче C[324].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Ни нового лазера, ни новой линии управления, ни нового детектора; нагрузка лежит на классической стороне и приходится на реальное время. Коррелированный декодер обязан принять синдромы от каждого блока, затронутого трансверсальным вентилем, и вернуть коррекцию до следующей точки feed-forward — на атомах это миллисекунды, причём на графе в 10²–10³ раз большем, чем поблочная задача, которую сегодня тянут GPU. При 10³ логических кубитов свидетельства — моделирование; при 10⁴–10⁶ модель задержки не опубликована, а обе ресурсные оценки исходят из того, что декодирование успевает S[31]S[30]. Именно это допущение, а не число атомов, и станет точкой отказа, если отказ произойдёт.
Роль в стеке
Подход применим на любой архитектуре, где кубиты можно перемещать: на ридберговском массиве пинцетов на щелочных атомах (QuEra, Pasqal, Infleqtion) и — хотя запись графа моделирует его только на этом массиве — на щёлочноземельных массивах Atom Computing и на ионной архитектуре QCCD, где Quantinuum выполняет трансверсально тот же код [[16,6,4]] D[667]. Он требует транспорта плюс коррелированного декодирования, учитывающего потери, и конфликтует с фиксированными решётками ближайших соседей, которые без слоя маршрутизации не умеют сводить в пару произвольные блоки. В производный такт он не добавляет слагаемого, а умножает его, сокращая число раундов на логический вентиль с ~d (при d = 7 на атомах это ~9 ms на вентиль) до O(1). Соседний пустой слот: коррелированный декодер реального времени.
Свидетельства — как измерены числа
Трансверсальные вентили и 96 активных логических кубитов — это аппаратные измерения D[4]; сокращение >10× — теорема плюс моделирование D[152], за пределами авторской группы не воспроизведённые. Две ресурсные оценки расходятся на три порядка по пространству, но это кривая компромисса, а не противоречие: 19 M атомов покупают RSA-2048 за 5.6 суток S[31], тогда как 10 000–26 000 атомов покупают P-256 за дни, а RSA-2048 — на один-два порядка медленнее S[30]; формулировки «RSA-2048 на 10 000 атомов» нет ни в одной из двух статей. Самое острое контрсвидетельство — торический код Atom Computing и Microsoft: Λ_Z ≈ 1.9, но Λ_X ≈ 1.2, среднее 1.30 за четыре цикла, а при дозагрузке атомов на протяжении 90 раундов подавление исчезло вовсе (0.63% против 0.64% за цикл) D[148]. Устойчивой подпороговой памяти атомы не показали, а отказоустойчивость с постоянным числом раундов — это утверждение о длинных алгоритмах.
Не опубликовано: общий набор допущений (физическая частота ошибок, кодовое расстояние, модель декодера) для оценок 19 млн атомов / 5,6 дня и 10 000 атомов, а также задержка коррелированного декодера в реальном времени выше примерно 10² логических кубитов. Сокращение пространства-времени более чем в 10× не воспроизведено вне пересекающейся группы авторов Harvard/QuEra/Caltech.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Harvard | исследования | США | Автор схемы; трансверсальная демонстрация на 448 атомах | D[4], [152] |
| QuEra | разработчик | США | Соавтор и аппаратура; Libra 2028 нуждается в этом выигрыше | Cфакт |
| Quantinuum | разработчик | США/Великобритания | Трансверсальные логические клиффордовы операции на ионах, тот же код | D[667] |
| Atom Computing | разработчик | США | Зонированный транспорт; опубликовала контррезультат | D[148] |
| Google Quantum AI | разработчик | США | Направление нейтральных атомов с 2026-03, с упором на QEC | C[9] |
| Pasqal | разработчик | Франция | Транспортная архитектура, 100 логических кубитов к 2029 г. | Cфакт |
Деньги. 2025-09-09 · QuEra · раунд · $230 M+ · Google, SoftBank Vision Fund 2, NVentures · закрыт G[153]факт. 2025-11-06 · Atom Computing и QuEra · QBI, этап B · ≤$15 M каждой · действует G[65]факт. 2026-02-17 · Infleqtion · IPO · >$550 M · NYSE INFQ G[155]. 2026-05-21 · Atom Computing и Infleqtion · письма о намерениях по CHIPS · по $100 M каждой · Минторг США · необязывающие G[300]факт. 2026-06-16 · Atom Computing · раунд серии C · $100 M, Third Point G[154]факт. 2026-08-28 · Pasqal · SPAC · ~$360 M деньгами · Nasdaq PSQL G[156]факт.
Рынок и цепочка поставок. Под этим названием ничего не продаётся; технология умножает чужую машину, поэтому рента достаётся транспортной оптике и стеку декодера. Она оплачивает G3, снижая число физических кубитов на логический с ~10³ в сторону ~10², и, если подтвердится, G4; для G1 и G5 — ничего.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Основополагающая работа прошла рецензирование в Nature и открыто доступна на arXiv, как и ресурсный анализ ISCA; патентного семейства, специфичного именно для алгоритмической отказоустойчивости или коррелированного декодирования, по состоянию на 2026-09-04 не найдено.
Дорожные карты и послужной список. QuEra: Libra обещана 2026-06-15 на 2028 г. (>256 логических кубитов, 10⁻⁶) — после январского обещания 2024 года дать 100 логических кубитов в 2026 г., то есть сдвиг на два года; график, который теперь опирается на отказоустойчивость с постоянным числом раундов, уже один раз пересматривался R[162]факт. Pasqal: 10 000 физических кубитов сдвинулись с 2026 на 2028 г. Rфакт. Каждая атомная дорожная карта после 2027 г. закладывает этот выигрыш в свои цифры; ни одна не называет его как зависимость.
Стратегическое прочтение. Если подход выдержит масштабирование, дата отказоустойчивости у каждого вендора, умеющего перемещать кубиты, разом сдвинется влево, а миллисекундный атомный цикл перестанет быть приговором — именно на это и сделана ставка зонированных архитектур. Ионы выигрывают ровно столько же и дальше продвинулись по трансверсальным клиффордовым операциям, так что победителем не обязана оказаться атомная компания. Проигрывают фиксированные сверхпроводниковые решётки ближайших соседей: на эту скидку они претендовать не могут.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить/понизить в течение 12–24 месяцев: какая-либо группа замыкает на аппаратуре цепочку «трансверсальный вентиль — коррелированное декодирование — feed-forward»; атомная система показывает устойчивую подпороговую память с дозагрузкой атомов; QuEra переформулирует Libra без опоры на этот выигрыш. В лучшем случае к 2029 г.: отказоустойчивость с постоянным числом раундов на 10³ логических кубитов, сжимающая сроки каждой дорожной карты с транспортом. В худшем случае: коррелированное декодирование застревает на нескольких десятках блоков и остаётся инструментом ресурсных оценок. Открытые вопросы: масштабируется ли задержка декодера выше 10⁴ блоков; выживает ли выигрыш >10× при шуме с преобладанием потерь. Следить за: этапами Libra и любой демонстрацией коррелированного декодера реального времени.
Литература
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. D
- [9] H. Neven, “Building superconducting and neutral atom quantum computers,” Google, Mar. 24, 2026. [Online]. Available: https://blog.google/
innovation-and-ai/ Ctechnology/ research/ neutral-atom-quantum-computers/ - [30] M. Cain et al., “Shor's algorithm is possible with as few as 10,000 reconfigurable atomic qubits,” arXiv:2603.28627, Mar. 2026. S
- [31] H. Zhou et al., “Resource Analysis of Low-Overhead Transversal Architectures for Reconfigurable Atom Arrays,” Proc. 52nd Annu. Int. Symp. Comput. Archit. (ISCA), 2025, doi: 10.1145/3695053.3731039. arXiv:2505.15907. S
- [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [148] Atom Computing and Collaborators, “Quantum error correction with the toric code,” arXiv:2606.04079, Jun. 2026. D
- [152] H. Zhou et al., “Low-Overhead Transversal Fault Tolerance for Universal Quantum Computation,” Nature, vol. 646, no. 8084, pp. 303–308, 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09543-5. arXiv:2406.17653. D
- [153] QuEra Computing, “QuEra Expands $230 Million Financing Round Advancing Quantum-Accelerated Supercomputing,” Sep. 9, 2025. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Gquera-expands-230-million-financing-round-advancing-quantum-accelerated-supercomputing - [154] Atom Computing, “Atom Computing Raises More Than $300 Million to Accelerate Deployment of Fault-Tolerant, Neutral-Atom Quantum Computers,” PR Newswire, Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Gatom-computing-raises-more-than-300-million-to-accelerate-deployment-of-fault-tolerant-neutral-atom-quantum-computers-302800832.html - [155] L. Roady, “Infleqtion Becomes First Neutral-Atom Quantum Company to Go Public,” Infleqtion, Feb. 17, 2026. [Online]. Available: https://infleqtion.com/
infleqtion-becomes-first-neutral-atom-quantum-company-to-go-public/ G - [156] M. Swayne, “Pasqal Completes SPAC Merger With $360 Million in Cash,” The Quantum Insider, Aug. 28, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ G08/ 28/ pasqal-completes-spac-merger-with-360-million-in-cash/ - [162] QuEra Computing, “QuEra Announces 2028 Fault-Tolerant Quantum Computer and Expanded Multi-Year Strategic Collaboration with AWS,” Jun. 15, 2026. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Rquera-announces-2028-fault-tolerant-quantum-computer-and-expanded-multi-year-strategic-collaboration-with-aws - [300] National Institute of Standards and Technology, “Department of Commerce Announces Letters of Intent With 9 Companies for $2 Billion to Accelerate U.S. Leadership in Quantum Computing,” NIST News, May 21, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/
news-events/ Gnews/ 2026/ 05/ department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion - [324] S. Caldwell et al., “NVIDIA NVQLink Architecture Integrates Accelerated Computing with Quantum Processors,” NVIDIA Technical Blog, Nov. 17, 2025. [Online]. Available: https://developer.nvidia.com/
blog/ Cnvidia-nvqlink-architecture-integrates-accelerated-computing-with-quantum-processors/ - [667] A. Paetznick et al., “Improved quantum processor logical error rates via correction and detection,” Nature, vol. 654, no. 8118, pp. 349–355, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10628-y. D
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Коды обнаружения ошибок ([[4,2,2]], поверхностный d = 2, iceberg, пространственно-временные)
Коды, которые помечают любой одиночный сбой и отбрасывают прогон вместо того, чтобы исправлять ошибку: [[4,2,2]], поверхностный код расстояния 2, код iceberg [[k+2,k,2]] и пространственно-временные проверки клиффордовых схем.
Вердикт. Обнаружение поднимает точность схемы после постселекции до 236× выше, чем у незакодированной схемы, ценой доли принятых прогонов, экспоненциально убывающей с объёмом схемы, и без расстояния, которое можно было бы наращивать. Все двенадцать машин реестра, несущие технологию, внесены по прогонам с обнаружением; ионные машины, где выполнены крупнейшие такие прогоны, несут её лишь как альтернативу своим кодам высокой скорости.
[[n,k,d]] = n физических кубитов, несущих k логических кубитов на расстоянии d; доля принятых прогонов (acceptance) = доля прогонов, сохранённых после постселекции; Λ = коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; RB = рандомизированный бенчмаркинг; CZ = вентиль controlled-Z (управляемый Z); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Стабилизаторный код расстояния 2 превращает любую однокубитную ошибку в нетривиальный синдром, но не может её локализовать, поэтому прогон отбрасывается (постселекция), а не исправляется. Члены семейства: [[4,2,2]] с проверками XXXX и ZZZZ; повёрнутый поверхностный код расстояния 2 [[4,1,2]]; код iceberg [[k+2,k,2]] от Quantinuum D[673]; и пространственно-временные коды, которые рассматривают выходные биты клиффордовой схемы как код и добавляют проверки, ловящие сбои в любом её месте S[710]. Отказоустойчивое обнаружение ведёт отсчёт с 2017 года: [[4,2,2]] на ионах в ловушке D[711] и на пятикубитных облачных чипах IBM D[712]. Затем последовал поверхностный код d = 2 на трансмонах в ETH Zurich D[713] и QuTech D[714], а Google провёл небольшой эксперимент по обнаружению на поверхностном коде рядом со своими кодами повторения D[715].
Не зависит от носителя; статическая разводка; собственных управления и считывания нет; только стохастические паулиевские ошибки — утечке (leakage) и потерям нужны собственные флаги.
Физика и пределы
Один сбой переворачивает проверку, поэтому для необнаруженной логической ошибки нужны два: неточность после постселекции масштабируется как O(ε²), а не O(ε) — именно так закодированное магическое состояние IBM превзошло каждую пару физических кубитов на своём чипе D[716]. Цена — доля принятых прогонов. При N местах возможных сбоев, в каждом из которых обнаружимый сбой происходит с вероятностью p, доля принятых прогонов ≈ e^(−pN), а накладные расходы на сэмплирование — обратная ей величина D[717] — равны e^(pN): ~2×10⁴ прогонов на один сохранённый отсчёт при p = 10⁻³, N = 10⁴, — тогда как остаточная ошибка растёт как ~Np² S. У фиксированного кода расстояния 2 нет ни порога, ни Λ; показатель экспоненты задаёт объём схемы, а не размер кода. Повороты в iceberg компилируются неотказоустойчиво, так что часть одиночных сбоев проходит D[673]. Порог возвращается лишь тогда, когда коды обнаружения каскадируются, а верхние уровни исправляют ошибки: схема C4/C6 Knill дала свидетельства в пользу вычислений при ошибке выше 3% на вентиль S[718], а каскадные коды iceberg подавляют постселекцию, повышая расстояние D[105].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2017-10 | Отказоустойчивое кодирование [[4,2,2]] и измерение синдрома | Maryland, ионы в ловушке | D[711] |
| 2019-02 | Логический RB на [[4,2,2]]: двухкубитная неточность 5.8(2)% → 0.60(3)% | Harper & Flammia, облако IBM | D[719] |
| 2020-06 | Поверхностный код d = 2, 7 трансмонов, логическая инициализация 96.1% | ETH Zurich | D[713] |
| 2024-01 | Iceberg: 8 логических кубитов, до 256 слоёв, логический квантовый объём 2⁸ | Quantinuum H1-2 | D[673] |
| 2025-04 | Пространственно-временные проверки: 50 логических кубитов, 2 450 CZ, выигрыш в точности до 236× | IBM Heron (ibm_kingston) | D[717] |
| 2025-11 | Поверхностный код d = 2: трансверсальный CNOT 88.9(5)%, логическое состояние Белла 79.4–79.5% | Origin Wukong | D[720] |
| 2026-02 | Iceberg и каскадный iceberg: 48–94 логических кубита за порогом безубыточности (break-even) | Quantinuum Helios | D[105] |
| 2026-09 | Сэмплирование с пространственно-временным кодированием: 76 физических кубитов, подавление ошибки вентилей в 10×, точность ≥ 0.349 (95%) | IBM/UChicago | D[46] |
Лучший продемонстрированный результат по состоянию на 2026-09-26: 94 логических кубита Helios с обнаружением ошибок кодом iceberg D[105]. Доминирующий член: доля принятых прогонов, которую редко печатают рядом с ключевой цифрой.
Производство, материалы и цепочка поставок
Для обнаружения ничего не изготавливается; его цепочка поставок — это цепочка поставок машины-хозяина. Код определяется связностью: на решётке heavy-hex [[4,2,2]] использует флаговые кубиты — дополнительные анциллы, ловящие сбои, которые распространяются из схемы измерения синдрома D[716]; глобальные проверки чётности iceberg подходят ионным ловушкам с полной связностью D[673]; пространственно-временные проверки подбираются поиском под ту связность, какая есть у чипа D[717].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Обнаружению нужны биты синдрома, а не декодер в контуре: отбраковка может следовать после прогона, поэтому бюджета задержки нет, если только подготовка не адаптивна D[716]. Wukong считывал свои стабилизаторы только из финального измерения кубитов данных, без внутрисхемного считывания D[720]. Нагрузка — число прогонов (shots): инжекция на ibm_fez сохранила 36.28(9)% прогонов, ~2.8 прогона на одно состояние D[721]; время QPU растёт как e^(pN) S.
Роль в стеке
Слот 7 трёх архитектур: Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи; Ионы в ловушках — QCCD (транспорт между зонами); Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией. Он требует измерения синдрома (дисперсионного считывания на трансмонах). Он даёт логические состояния и вентили после постселекции, первую репетицию трансверсальной логики D[720] и стадию отбраковки при подготовке магических состояний: инжекция на ibm_fez дала |HL⟩ 0.8806(2) и |TL⟩ 0.8665(3), выше порогов дистилляции 0.854 и 0.827 D[721]. Его заменяет повёрнутый поверхностный код — коррекция вместо обнаружения. Алгоритмическая отказоустойчивость ничего больше отсюда не берёт: её гарантия экспоненциальна по расстоянию S[152].
В реестре числятся двенадцать машин, несущих технологию, — 7 как основную и 5 как альтернативную. Все сверхпроводниковые носители — основные. IBM Quantum Heron r2 D[721], IBM Quantum Heron r3 (ibm_pittsburgh) D[46], Origin Wukong (3rd gen) D[720] и IQM six-qubit star QPU (Deneb-class) с логической ошибкой 0.25(2)–0.91(3)% за цикл [[4,2,2]] D[488] соответствуют своим свидетельствам; Origin Wukong 102 внесён по выводу из статьи о Wukong. IBM Quantum Falcon r5.11 несёт узел за счёт магического состояния [[4,2,2]] на ibm_peekskill D[716], а не за счёт подсистемного кода расстояния 3, декодируемого на основе паросочетаний (matching), с постселекцией только по утечке (4.37–4.91% прогонов за раунд), — это коррекция D[722]. Rigetti Ankaa-2 носителем не является: его 8-кубитный эксперимент стабильности (stability experiment) декодировался в реальном времени, без сообщённой постселекции D[723]. Альтернативные носители — ионные машины: System Model H1 (H1-1) — по прогону iceberg на H1-2 D[673] — и Helios D[105]; прогон iceberg на H2-1 (до 20 логических кубитов) D[724] в реестр не внесён. Основным носителем является и спиновый прибор на квантовых точках: HRL exchange-only silicon spin processor (18 EO qubits from 54 quantum dots). Это отвечает на пробел G-detect7: трансмонный слот 7 перечислял только исправляющие коды, тогда как поставлялось именно обнаружение.
Свидетельства — как измерены числа
Каждая ключевая цифра здесь обусловлена долей принятых прогонов: 0.60(3)% у Harper & Flammia — это логический RB внутри кодового пространства D[719]; вентили Wukong и состояния ibm_fez получены после постселекции D[720]D[721]. Доля принятых прогонов должна стоять рядом с каждой точностью, а физическая базовая линия заслуживает той же отбраковки. Microsoft и Quantinuum сообщают о коррекции и обнаружении на одних и тех же кодах — от 11× до 800× ниже физических базовых линий D[667]. Обнаружение может и сертифицировать: сэмплирование IBM с пространственно-временным кодированием ограничивает точность по статистике синдромов — зависимо от устройства, но при более слабых допущениях, чем косвенные (proxy) бенчмарки D[46], — речь о точности, а не о вычислительной трудности: 70-кубитная схема версии 1 (граница 0.284) была классически смоделирована за 37.3 min на 256 GPU H100, log-XEB 0.350 D[47]; версия 3 (2026-09-02) сообщает о 76 физических кубитах и границе 0.349 D[46].
Не опубликовано: доля принятых прогонов (acceptance) в iceberg-запусках Helios на 94 логических кубитах.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно они делают с этой технологией | Свидетельства |
|---|---|---|---|---|
| IBM | разработчик | США | Магическое состояние [[4,2,2]] на Falcon; пространственно-временные проверки на Heron | D[716]D[717] |
| Quantinuum | разработчик | США/Великобритания | Код iceberg на H1-2, H2-1 и Helios | D[673]D[105] |
| Origin Quantum | разработчик | Китай | Логический набор вентилей на поверхностном коде d = 2 на Wukong | D[720] |
| IQM | разработчик | Финляндия | [[4,2,2]] на процессоре со звёздной топологией | D[488] |
Деньги. По состоянию на 2026-09-26 нет ни одной датированной финансовой позиции, относящейся именно к кодам обнаружения ошибок; за них платят в рамках бюджетов машин и исследований.
Рынок и цепочка поставок. Обнаружение никто не продаёт; поставщики продают время QPU, которое обнаружение умножает на 1/(доля принятых прогонов). Оно работает на G2 — IBM сообщает о меньших накладных расходах на сэмплирование, чем у смягчения ошибок (error mitigation) D[717], — и на G3 лишь как репетиция и как отбраковка при подготовке состояний.
Интеллектуальная собственность и стандарты. По состоянию на 2026-09-26 не найдено ни патентного семейства, ни стандарта отчётности, специфичных для обнаружения; коды опубликованы D[673]S[710].
Дорожные карты и послужной список. Ни одна дорожная карта поставщика не ставит вехи по обнаружению. Quantinuum перешла от iceberg расстояния 2 (2024) к каскадному iceberg расстояния 4 (2026) в пределах одного семейства кодов D[673]D[105].
Стратегическое прочтение. Обнаружение — честный шаг от NISQ к QEC: кодирование, отказоустойчивая подготовка и логические вентили при заявленной цене отбраковки, без претензий на масштабирование. Оно благоприятствует платформам, чья точность удерживает pN малым, — крупнейшие прогоны выполнены на ионах D[105], — и даёт поставщикам трансмонов путь на уровне компилятора к лучшим схемам G2. Подрывает оно лишь ту отчётность, которая называет блок расстояния 2 отказоустойчивым логическим кубитом.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если до 2027-12-31 прогон сэмплирования, сертифицированный обнаружением, удержит границу точности выше 0.3 на схеме, которую ни один опубликованный классический метод не воспроизводит в течение недели; перевести в разряд истории, если до 2028-12-31 подготовка магических состояний и прикладные (utility) схемы на трансмонах и ионах будут выполняться с коррекцией, а не с отбраковкой. Открытые вопросы. (1) Где пересекаются обнаружение и вероятностное подавление ошибок (probabilistic error cancellation) по стоимости сэмплирования на 100–150 кубитах? (2) Какая часть выигрыша сохраняется, если базовой линии дать ту же отбраковку по утечке? (3) Могут ли пространственно-временные проверки выйти за пределы клиффордова режима, где допустимые проверки экспоненциально редеют D[717]? (4) Какую долю принятых прогонов сохраняют 94-кубитные прогоны iceberg на Helios с ростом глубины? (5) Является ли каскадное обнаружение более дешёвым путём к ранней отказоустойчивости на 2D-чипах, чем памяти на поверхностном коде?
Литература
- [46] S. Martiel et al., “Sampling hard circuits with verifiably high fidelity,” arXiv:2607.25941, Jul. 2026. D
- [47] H. Manabe, H. Gu, and F. Pan, “Classical Simulation and Design Frontiers for IBM's Doped Clifford Sampling Experiment,” arXiv:2608.13110, Aug. 2026. D
- [105] S. Dasu et al., “Computing with many encoded logical qubits beyond break-even,” arXiv:2602.22211, Feb. 2026. D
- [152] H. Zhou et al., “Low-Overhead Transversal Fault Tolerance for Universal Quantum Computation,” Nature, vol. 646, no. 8084, pp. 303–308, 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09543-5. arXiv:2406.17653. S
- [488] F. Vigneau et al., “Quantum error detection in qubit-resonator star architecture,” arXiv:2503.12869, Mar. 2025. D
- [667] A. Paetznick et al., “Improved quantum processor logical error rates via correction and detection,” Nature, vol. 654, no. 8118, pp. 349–355, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10628-y. D
- [673] C. N. Self, M. Benedetti, and D. Amaro, “Protecting expressive circuits with a quantum error detection code,” Nat. Phys., vol. 20, no. 2, pp. 219–224, Jan. 2024, doi: 10.1038/s41567-023-02282-2. arXiv:2211.06703. D
- [710] N. Delfosse and A. Paetznick, “Spacetime codes of Clifford circuits,” arXiv:2304.05943, Apr. 2023. S
- [711] N. M. Linke et al., “Fault-tolerant quantum error detection,” Sci. Adv., vol. 3, no. 10, Art. no. e1701074, Oct. 2017, doi: 10.1126/sciadv.1701074. arXiv:1611.06946. D
- [712] C. Vuillot, “Is error detection helpful on IBM 5Q chips?,” Quantum Inf. Comput., vol. 18, no. 11&12, pp. 949–964, 2018. arXiv:1705.08957. D
- [713] C. K. Andersen et al., “Repeated quantum error detection in a surface code,” Nat. Phys., vol. 16, no. 8, pp. 875–880, Jun. 2020, doi: 10.1038/s41567-020-0920-y. arXiv:1912.09410. D
- [714] J. F. Marques et al., “Logical-qubit operations in an error-detecting surface code,” Nat. Phys., vol. 18, p. 80, 2022, doi: 10.1038/s41567-021-01423-9. arXiv:2102.13071. D
- [715] Z. Chen et al., “Exponential suppression of bit or phase errors with cyclic error correction,” Nature, vol. 595, pp. 383–387, Jul. 2021, doi: 10.1038/s41586-021-03588-y. D
- [716] R. S. Gupta et al., “Encoding a magic state with beyond break-even fidelity,” Nature, vol. 625, pp. 259–263, Jan. 2024, doi: 10.1038/s41586-023-06846-3. arXiv:2305.13581. D
- [717] S. Martiel and A. Javadi-Abhari, “Low-overhead error detection with spacetime codes,” arXiv:2504.15725, Apr. 2025. D
- [718] E. Knill, “Quantum computing with realistically noisy devices,” Nature, vol. 434, pp. 39–44, Mar. 2005, doi: 10.1038/nature03350. arXiv:quant-ph/0410199. S
- [719] R. Harper and S. T. Flammia, “Fault-Tolerant Logical Gates in the IBM Quantum Experience,” Phys. Rev. Lett., vol. 122, no. 8, Art. no. 080504, Feb. 2019, doi: 10.1103/PhysRevLett.122.080504. arXiv:1806.02359. D
- [720] J. Zhang et al., “Demonstrating a universal logical gate set in error-detecting surface codes on a superconducting quantum processor,” npj Quantum Inf., vol. 11, Art. no. 177, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41534-025-01118-6. D
- [721] Y. Kim, M. Sevior, and M. Usman, “Magic state injection on IBM quantum processors above the distillation threshold,” Sci. Rep., vol. 16, Art. no. 11189, Feb. 2026, doi: 10.1038/s41598-026-40381-1. arXiv:2412.01446. D
- [722] N. Sundaresan et al., “Demonstrating multi-round subsystem quantum error correction using matching and maximum likelihood decoders,” Nat. Commun., vol. 14, Art. no. 2852, May 2023, doi: 10.1038/s41467-023-38247-5. D
- [723] L. Caune et al., “Demonstrating real-time and low-latency quantum error correction with superconducting qubits,” Nat. Commun., vol. 17, Art. no. 7383, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41467-026-73331-6. arXiv:2410.05202. D
- [724] Z. He, D. Amaro, R. Shaydulin, and M. Pistoia, “Performance of quantum approximate optimization with quantum error detection,” Commun. Phys., vol. 8, Art. no. 217, May 2025, doi: 10.1038/s42005-025-02136-8. arXiv:2409.12104. D
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Отказоустойчивость на основе слияний
Отказоустойчивый код, собираемый из разрушающих линейно-оптических слияний (fusion) над заранее изготовленными фотонными ресурсными состояниями; теоретически терпит 2.7-17.4% потерь фотонов и ни разу не был выполнен сквозным образом.
Вердикт. Реально: пороги по потерям, полученные моделированием, от 2.7% (усиленное 6-кольцо) до 17.4% (кодирование {7,4}). Не доказано: хотя бы один аппаратный прогон схемы; существуют только компоненты. Понизить в ранге, если к 2029 году не будет продемонстрирована решётка слияний.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Отказоустойчивая архитектура без детерминированного двухкубитного вентиля: заранее изготовленные фотонные ресурсные состояния потребляются разрушающими линейно-оптическими слияниями, а сам код живёт в картине того, какие слияния прошли успешно, какие отказали и какие сообщили о потере. Bartolucci, Birchall, Bombín и их коллеги из PsiQuantum формализовали её вместе с порогами в 2023 году S[179]. Она замещает бозонное каскадирование на коде Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP) в качестве маршрута фотоники к отказоустойчивости. Атрибуты: летающие фотоны, отсутствие собственной модальности управления и собственного такта; ошибки чистых потерь, отсутствие производственного предшественника помимо слияния и генерации ресурсных состояний.
Физика и пределы
Потери здесь — проектная переменная: потерянный фотон превращает слияние в стирание (erasure) с оповещением (heralded) в известном месте; отказ самого слияния стирает один из двух его исходов, и декодер обходит оба случая. Отсюда необычно высокие допуски — 2.7% потерь на фотон при усиленном 6-кольце и 17.4% при состоянии с кодированием {7,4} из ~168 фотонов, которое никто не умеет изготавливать S[179]. Подвох лежит ниже порога. Переанализ 2026 года показывает, что уже один отказ слияния при нулевых физических потерях оставляет пол логической ошибки, убывающий только с ростом кодового расстояния, — а значит, само по себе нахождение ниже порога ничего не говорит о накладных расходах на достижение 10⁻¹⁰; слияние через посредство излучателя поднимает порог до 7.0–7.3% против 0.38–0.82% у некодированного 6-кольца S[264]факт. Сдвинуть этот пол можно только фотоникой с меньшими потерями, усиленным слиянием или излучателями.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2023-02 | Выведены каркас FBQC и пороги | Bartolucci et al., PsiQuantum | S[179] |
| 2025-02 | Белловская точность слияния на уровне компонента 99.22% | PsiQuantum | D[169] |
| 2025-06 | Порог по потерям от 2.7% (усиленное 6-кольцо) до 17.4% ({7,4}) | теория | S[179] |
| 2026-06 | Пол от отказов слияния при нулевых потерях; порог 7.0–7.3% с излучателем | Sparrow | S[264] |
В межплатформенной таблице отчёта фотоника набирает ноль по каждому примитиву отказоустойчивости: нет подпорогового масштабирования, нет логического кубита за точкой безубыточности (break-even), нет логического двухкубитного вентиля, декодирование только на уровне обнаружения D[687].
Пороги потерь для 6-кольца несопоставимы: 2,7% на фотон для 6-кольца с бустингом [179] против 0,38–0,82% (статическое смещение) для некодированного 6-кольца [264] — при разном бустинге, разных моделях смещения и разных декодерах. Все пороги фьюжн-схем — результаты моделирования, ни один не измерен, и ни одна независимая группа их не воспроизвела. На 4 сентября 2026 года PsiQuantum не опубликовала ни ответа на подпороговую критику 2026-06, ни одного аппаратного результата 2026 года; её прогресс виден только через контракты DARPA по V&V.
Производство, материалы и цепочка поставок
Специально под этот код ничего не производится; он наследует стек фотонных ИС своих входов (300-mm кремний у GlobalFoundries) Cфакт. Ни цифр выхода годных, ни стоимости, ни энергопотребления не существует, потому что его никто не исполняет. Нагрузка, которую он накладывает, — это синхронизация: состояние с кодированием {7,4} означает ~168 фотонов на раунд, у каждого свой источник, коммутационный тракт и детекторный канал, — против рекорда в 8 слитых фотонов при 0.4–2.3 в минуту D[688]. При 10³ слияний/с ограничением служат потери в коммутаторах; при 10⁶, которые требуются полезной машине, — число криогенных детекторных каналов и упреждающее управление с гигагерцевым темпом, причём не построено ни то ни другое. Позиция ECCN 4A906 накрывает собранную машину факт.
Роль в стеке
Требует линейно-оптического слияния и генератора ресурсных состояний (RSG) — ни того ни другого в масштабе, релевантном коду, — и ничего не отдаёт вниз по стеку: он венчает фотонную архитектуру на слияниях (PsiQuantum, Quandela, QuiX). Он замещает бозонное каскадирование на GKP, и замена тотальна: другой носитель, другие детекторы, другая модель ошибок. Его мегагерцевый цикл — проектное утверждение, а не измерение: реальный цикл задаётся подачей ресурсных состояний, ~0.4–2.3 в минуту D[688]. Верификация: пороги представляют собой симуляции декодера при заявленных моделях шума, никогда не измерялись и независимо не воспроизводились; переанализ 2026 года — первое опубликованное оспаривание релевантности этого каркаса, оставшееся без ответа по состоянию на 4 сентября 2026 г.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| PsiQuantum | разработчик | США | Создала FBQC; единственная дорожная карта, целиком поставленная на неё | S[179] |
| Quandela | разработчик | Франция | Эксплуатирует совместимое линейно-оптическое оборудование | Cфакт |
| Sparrow Quantum | исследования | Дания | Опубликовала подпороговую критику 2026 года | Sфакт |
| DARPA | инвестор | США | V&V стека PsiQuantum на Stage C программы QBI | факт |
Деньги.
2024-04 · PsiQuantum · обязательства федерального правительства Австралии и штата Квинсленд · A$940 M · объявлено Pфакт
2025-09-10 · PsiQuantum · раунд серии E · USD 1 B при оценке USD 7 B · закрыт факт
2026-05-21 · PsiQuantum · письмо о намерениях по программе CHIPS (США) · USD 100 M · необязывающее факт
2026-07-22 · PsiQuantum · расширение DARPA QBI Stage C · USD 125 M · окончательно факт
Рынок и цепочка поставок. Ни продукта, ни рынка: активом служат дорожная карта плюс государственные обязательства; значимые поставщики находятся выше по цепочке. Платят только G3/G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. По состоянию на 4 сентября 2026 г. датированного патентного семейства, специфичного именно для кода на решётке слияний, нет; ближайшее — US 12,437,225 компании ORCA факт.
Дорожные карты и послужной список. (2024-04 · полезная машина в Брисбене к концу 2027 года · под угрозой: площадка перенесена в Моретон-Бей, начало строительства сдвинулось на 2026-06, поставка криогенной установки Linde ожидается не ранее 2H 2027 Cфакт) Pфакт. Сильный публикационный послужной список, слабая дисциплина сроков.
Стратегическое прочтение. Если подпороговая критика устоит, крупнейшей частно финансируемой ставке в фотонике потребуется сеть с радикально меньшими потерями либо разворот к гибридам с излучателями — то есть перепроектирование для компании, которая и без того отстаёт от графика. Выигравшие в случае успеха: PsiQuantum, её фабрика, поставщики детекторов; проигравшие: бозонный GKP и все, кто продаёт быстрый вентиль, а не дешёвое стирание.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к 2028 году: сквозная демонстрация решётки слияний при любом кодовом расстоянии с измеренными потерями и логической ошибкой; понизить в ранге, если сохранятся только покомпонентные цифры. Лучший сценарий к 2029 году: небольшая работающая решётка. Худший сценарий: схема остаётся статьёй, а наследуют её гибриды с излучателями. Открытые вопросы: опровергнет ли кто-нибудь критику 2026 года; какой порог переживёт встречу с оборудованием; опубликует ли Stage C хоть одну цифру уровня кода.
Сетям слияний не обязательно нести всё вычисление: конструкция 2026 года ограничивает их швом распределённой хирургии решётки поверхностного кода между процессорами на материальных кубитах, где «гибридные проверки» сочетают локальные считывания анцилл с исходами слияний фотонных ресурсных состояний P[893]. В моделировании без локального шума шов выдерживает стирание 50% исходов слияний (38% и 32% при ресурсных цепочках, усечённых до восьми и пяти кубитов), а расстояние на интерфейсе для наблюдаемой объединения (merge) растёт с d + 1 до 2d + 1; при частоте ошибок схем и ресурсных состояний 10⁻³ локальные ошибки в значительной мере маскируют это преимущество, а генерация ресурсных состояний не моделировалась P[893].
Литература
- [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
- [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
- [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
- [687] R. Neeman, “Quantum Technology Atlas,” ed. 2026.09, Qodeh, Sep. 2026, §3.2. D
- [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
- [893] F. Burt et al., “Loss-tolerant distributed lattice surgery using fusion networks,” arXiv:2610.01923, Oct. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Смягчение ошибок в слоте кода (ZNE, PEC) — не код
Классическая постобработка множества зашумлённых запусков — экстраполяция к нулевому шуму, вероятностная компенсация или усиление ошибок, твирлинг считывания, тензорно-сетевое обращение шума, — которая устраняет смещение средних значений (expectation values), не кодируя, не обнаруживая и не исправляя ни одной ошибки.
Вердикт. Единственная обработка ошибок в большинстве сверхпроводниковых экспериментов масштаба полезности (utility-scale), включая два из трёх заявлений IBM о преимуществе (advantage) июля 2026 г.; оно покупает снижение смещения ценой числа запусков, экспоненциального по суммарной ошибке схемы, и не даёт ни одного логического кубита, так что по состоянию на 2026-09-26 это заменитель кода, а не шаг к нему.
ZNE = экстраполяция к нулевому шуму (zero-noise extrapolation); PEC = вероятностная компенсация ошибок (probabilistic error cancellation); PEA = вероятностное усиление ошибок (probabilistic error amplification); TREX = подавление ошибок считывания твирлингом (twirled readout error extinction); TEM = тензорно-сетевое смягчение ошибок (tensor-network error mitigation); γ = норма знакопеременной смеси, обращающей шум; P = суммарная вероятность паулиевских ошибок в обратном световом конусе наблюдаемой (вентилях, которые могут на неё повлиять); CZ = контролируемый Z (controlled-Z); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Смягчение ошибок (error mitigation) оценивает бесшумное среднее значение наблюдаемой по множеству зашумлённых запусков и классической постобработке; ничего не кодируется, ни один синдром не измеряется, ни одна ошибка не исправляется G[693]. Temme, Bravyi и Gambetta в 2016 г. предложили экстраполяцию к нулевому шуму методом Ричардсона и компенсацию путём квазивероятностной перевыборки D[694]; Li и Benjamin независимо экстраполировали усиленные ошибки к нулю D[695]. Аппаратная ZNE последовала в 2019 г. D[696]; затем появились PEA, усиливающее выученную модель шума внедрёнными паулиевскими ошибками D[308], TREX для считывания C[693] и TEM — тензорно-сетевое обращение глобального шума S[697]. Атрибуты: не зависит от платформы, статическое, без транспорта и модальности управления; после твирлинга класс ошибки паулиевский.
Физика и пределы
PEC записывает обратный шум каждого слоя как знакопеременную смесь реализуемых операций с нормой γ ≥ 1; оценка несмещённая, но число запусков растёт как γ², а γ — экспоненциально с глубиной C[693]. Для паулиевского шума γ ≈ e^(2P), поэтому число запусков умножается на ≈ e^(4P) S. При медианной ошибке CZ у Heron r3 в 0.15% D[698] 1 000 CZ в световом конусе дают P ≈ 1.5 и ≈ 400× запусков, 7 500 — ~10¹⁹× S; сегодняшние бюджеты 10²–10³× ограничивают P величиной около 1.2–1.7 S. ZNE делает выборки при усиленном шуме — по умолчанию с тремя коэффициентами, номинально ~3× C[693], — и экстраполирует; она смещена своей аппроксимацией и должна различить сигнал, ослабленный вплоть до e^(−2P), поэтому её стоимость растёт сопоставимо S. TEM заявляет квадратный корень из накладных расходов PEC S[697] — всё равно экспоненциально S. Предел общий: при локальном деполяризующем шуме накладные расходы любого протокола растут экспоненциально с глубиной D[699], включая нелинейную постобработку D[700], а оценка в худшем случае требует суперполиномиально многих выборок уже при малой глубине D[701]. Сдвинуть показатель экспоненты может только меньшая физическая ошибка.
При локальном деполяризующем шуме зашумлённое среднее значение наблюдаемой в схеме есть преобразование Лапласа её функции реактивности — вклада паулиевских путей, упорядоченных по весу (числу кубитов, на которые оператор Паули действует нетривиально); точное обращение плохо обусловлено, коэффициенты растут экспоненциально с весом, и восстановимы лишь сглаженные по весу особенности — ценой числа выборок, экспоненциального по отношению веса к разрешению P[891]. Прочтение Атласа, в статье не выведенное: смягчение ошибок масштабированием шума пытается выполнить то же обращение, поэтому его стоимость задаётся содержанием в схеме паулиевских компонент большого веса, а не одной лишь частотой ошибок.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2019-03-27 | ZNE растяжением импульсов; вариационная химия и магнетизм | IBM, Kandala et al. | D[696] |
| 2023-05-08 | PEC с выученной разреженной моделью Паули–Линдблада, включая перекрёстные помехи, 20 кубитов | IBM, van den Berg et al. | D[702] |
| 2023-06-14 | 127 кубитов, до 60 слоёв, 2 880 CNOT; ZNE с PEA | IBM Eagle, Kim et al. | D[308] |
| 2023-06/08 | Классические воспроизведения: тензорная сеть точнее аппаратуры; паулиевская динамика на одном ядре ноутбука; сходимость до <0.01 | Tindall et al.; Begušić, Chan; Begušić, Gray, Chan | D[309]D[703]D[704] |
| 2025-11-12 | «samplomatic» сокращает выборочные накладные расходы PEC в 100× | IBM | C[486] |
| 2026-07-27 | QESEM (на основе PEC и ZNE) на Heron r3, 51–74 кубита, до 30 циклов Флоке; тензорные сети не сходятся | Qedma, RIKEN, BlueQubit | D[233] |
| 2026-07-28 | PEC на 56 кубитах, схемы до ~1 000 CZ: ~1.5 h и ~4 h времени QPU на двух глубинах | Algorithmiq et al., ibm_boston | D[698] |
| 2026-08-31 | Оценка наблюдаемых с PEA на схемах из 7 500 вентилей | IBM Nighthawk r2 | C[601] |
Заявление 2023 г. о точности «за пределами классических вычислений методом полного перебора» D[308] было классически повторено в течение нескольких недель, а сошедшиеся значения выявили смещение в его экстраполяции D[704]; заявления 2026 г. опираются на расхождение классических эвристик, а не на доказанную сложность D[698]. Доминирующий член: P. Более быстрые запуски — 100 000 схем в секунду у Nighthawk r2, в 25× больше, чем у Heron, — сокращают реальное время выполнения, а не показатель экспоненты C[601].
Производство, материалы и цепочка поставок
Ничего не изготавливается; счёт выставляется временем QPU и классическими вычислениями — 3.2 млн запусков, ~45 min времени QPU на точку для перемасштабированной оценки Algorithmiq D[698]. Поставка — это среда выполнения (runtime) поставщика C[693], плюс QESEM от Qedma, который выучивает шум устройства, адаптирует схемы и выполняет постобработку C[705], и TEM от Algorithmiq в Qiskit Functions Catalog от IBM C[706].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Требование — калиброванная стабильная модель шума: PEA и PEC выучивают разреженную модель Паули–Линдблада для каждого слоя запутывающих вентилей при случайном паулиевском твирлинге D[308]D[702]; каждая схема компилируется во множестве рандомизированных экземпляров S. TREX рандомизирует измерения вентилями X и классическими переворотами битов, диагонализуя матрицу считывания для её обращения C[693]. Режим отказа — дрейф: модель, выученная перед четырёхчасовым запуском PEC, ошибочна ровно на то, что дрейфует во время него S. Прямой связи (feed-forward) нет, а на выходе — средние значения, а не выборки G[693].
Роль в стеке
Слот 7 архитектуры «Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи», рядом с code_surface, code_color, code_qldpc, code_magic и code_detect. Технология требует ct_rt — ради калиброванных моделей шума; вниз по стеку она ничего не обеспечивает — ни логического кубита, ни синдрома для декодеров слота 8; её заменяет code_surface, а открытое ребро конфликта (2023-06) не указывает никакого средства против её экспоненциальных накладных расходов. code_detect отбрасывает помеченные запуски ценой множителя 1/acceptance (обратной доли принятых запусков), тоже экспоненциального по размеру схемы; смягчение ошибок сохраняет каждый запуск и перевзвешивает, устраняя смещение лишь в среднем S. Формулировка реестра пробелов «все три заявления IBM о преимуществе июля 2026 г.» на деле означает два из трёх — QESEM на Heron r3 D[233] и PEC на ibm_boston D[698]; заявление IBM–UChicago использует послеотбор на пространственно-временных кодах, это результат code_detect C[45]. Предложенное в реестре пробелов размещение на ионах не принято, хотя Qedma повторила циклы на Quantinuum H2 и Helios D[233]. Реестр: IBM Eagle r1–r3 (основная, выведены из эксплуатации); Heron r3 и Nighthawk r2 (альтернативная).
Свидетельства — как измерены числа
PEC несмещённа и даёт планки погрешностей, если её модель шума верна, поэтому верификация сводится к валидации модели C[45]. Из 3 ячеек реестра проверены ✅ ячейки Heron r3 и Nighthawk r2 — первая по препринтам по ibm_boston июля 2026 г. D[233], [698], вторая по разделу блога об r2 C[601], — а ячейка Eagle помечена 🔎, хотя её источник её подтверждает D[308]. Heron r1 и Nighthawk r1 кода не несут: первичного источника с названным методом смягчения, выполненным на самом r1, нет, а статья в прессе об r3, на которую ссылается его ячейка, ни одного метода не называет P[707]. Zuchongzhi 3.0 и Tianyan-287 выполняют выборку из случайных схем (random-circuit sampling), оцениваемую по сырой точности; их аннотации не упоминают ни смягчения, ни коррекции ошибок D[35]D[708], так что по состоянию на 2026-09-26 их слот кода пуст, а не занят смягчением.
Стократное сокращение накладных расходов PEC с помощью samplomatic (IBM, 2025-11-12) — заявление в блоге. Не опубликовано: его базовая линия и класс схем, а также число запусков, время QPU и наблюдаемая в PEA-прогоне Nighthawk r2 на 7 500 гейтов. Масштабирование числа запусков e^(4P) и значения P выведены из построения PEC и опубликованных частот ошибок, а не процитированы из источника.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно они делают с этой технологией | Свидетельства |
|---|---|---|---|---|
| IBM | разработчик | США | TREX, ZNE, PEA, PEC в Qiskit Runtime; эксперимент utility 2023 г.; PEA на 7 500 вентилях | C[693]D[308]C[601] |
| Qedma | поставщик ПО | Израиль | QESEM: выучивание шума, оценивающие стороны на основе PEC и ZNE | D[233] |
| Algorithmiq | поставщик ПО | Италия (ранее Финляндия) | TEM в каталоге IBM; PEC в заявлении на основе эха Лошмидта | C[706]D[698] |
| Flatiron Institute | исследования | США | Участник открытого трекера преимущества | C[486] |
Деньги.
- 2025-07-03 · Qedma · раунд серии A во главе с Glilot Capital Partners при участии IBM · USD 26 M · объявлено C[705]
- 2026-05-11 · Algorithmiq · раунд во главе с United Ventures, с участием CDP и Inventure · EUR 18 M (всего EUR 36 M) · объявлено C[709]
Рынок и цепочка поставок. Продаётся как опции среды выполнения и функции третьих сторон в облаке поставщика аппаратуры, причём IBM владеет долей в Qedma: вертикально связанный рынок. Работает только на G2; G3–G4 нужен код.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Ни один стандарт не определяет ни показателя качества для оценок со смягчением ошибок, ни формата раскрытия модели шума; датированного подсчёта патентов по названной базе данных нет по состоянию на 2026-09-26.
Дорожные карты и послужной список. IBM обещала ревизии Nighthawk на 5 000, 7 500, 10 000 и 15 000 вентилей R[486]; шаг в 7 500 вентилей, её веха на 2026 г., поставлен 2026-08-31 с PEA C[601].
Стратегическое прочтение. Смягчение ошибок делает продуктом модель шума и удерживает стоимость внутри стека поставщика аппаратуры. В отказоустойчивость переходит только выучивание шума; когда работает код, технология пустеет.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если к 2027-12-31 появится несмещённая оценка PEC на ≥5 000 вентилях с планками погрешностей или если одно из заявлений июля 2026 г. доживёт до 2027-07-31 без сошедшегося классического воспроизведения; понизить эти заявления до уровня utility, если с ними совпадут сошедшиеся значения тензорных сетей или распространения Паули (Pauli propagation), как в 2023 г.
Открытые вопросы. (1) Насколько стабильна выученная модель Паули–Линдблада на протяжении многочасового запуска при 10³–10⁴ вентилях? (2) Сохраняется ли квадратичная экономия TEM при ошибке модели на реальной аппаратуре? (3) С какого размера код обнаружения плюс смягчение ошибок выигрывает у одного смягчения по числу запусков? (4) Можно ли доказать классическую сложность задачи оценки среднего значения со смягчением ошибок? (5) Какой множитель числа запусков потратил 7 500-вентильный запуск PEA на Nighthawk r2?
Литература
- [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
- [45] A. Kandala, A. Javadi-Abhari, and J. Gambetta, “Researchers demonstrate quantum advantage through trusted quantum computation,” IBM Quantum Computing Blog, Jul. 30, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ quantum-advantage - [233] E. Leviatan et al., “Resolving Structure in Prethermal Floquet Dynamics with Precision Quantum Computation,” arXiv:2607.24937, Jul. 2026. D
- [308] Y. Kim et al., “Evidence for the utility of quantum computing before fault tolerance,” Nature, vol. 618, no. 7965, pp. 500–505, Jun. 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06096-3. D
- [309] J. Tindall, M. Fishman, M. Stoudenmire, and D. Sels, “Efficient Tensor Network Simulation of IBM's Eagle Kicked Ising Experiment,” PRX Quantum, vol. 5, no. 1, Art. no. 010308, Jan. 2024, doi: 10.1103/PRXQuantum.5.010308. arXiv:2306.14887. D
- [486] R. Mandelbaum, “Scaling for quantum advantage and beyond,” IBM Quantum Computing Blog, Nov. 12, 2025. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ qdc-2025 - [601] H. Haas, D. McKay, and R. Davis, “IBM Quantum Nighthawk r2—more circuits, faster,” IBM Quantum Computing Blog, Aug. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ nighthawk-r2 - [693] IBM, “Error mitigation and suppression techniques.” [Online]. Available: https://quantum.cloud.ibm.com/
docs/ Cen/ guides/ error-mitigation-and-suppression-techniques - [694] K. Temme, S. Bravyi, and J. M. Gambetta, “Error mitigation for short-depth quantum circuits,” Phys. Rev. Lett., vol. 119, Art. no. 180509, 2017, doi: 10.1103/PhysRevLett.119.180509. arXiv:1612.02058. D
- [695] Y. Li and S. C. Benjamin, “Efficient Variational Quantum Simulator Incorporating Active Error Minimization,” Phys. Rev. X, vol. 7, no. 2, Art. no. 021050, Jun. 2017, doi: 10.1103/PhysRevX.7.021050. arXiv:1611.09301. D
- [696] A. Kandala et al., “Error mitigation extends the computational reach of a noisy quantum processor,” Nature, vol. 567, pp. 491–495, Mar. 2019, doi: 10.1038/s41586-019-1040-7. arXiv:1805.04492. D
- [697] S. Filippov, M. Leahy, M. A. C. Rossi, and G. García-Pérez, “Scalable tensor-network error mitigation for near-term quantum computing,” arXiv:2307.11740, Jul. 2023. S
- [698] S. V. Barron et al., “Observable Estimation in the Absence of Classical Verification,” arXiv:2607.25998, Jul. 2026. D
- [699] R. Takagi, S. Endo, S. Minagawa, and M. Gu, “Fundamental limits of quantum error mitigation,” npj Quantum Inf., vol. 8, Art. no. 114, 2022, doi: 10.1038/s41534-022-00618-z. arXiv:2109.04457. D
- [700] R. Takagi, H. Tajima, and M. Gu, “Universal Sampling Lower Bounds for Quantum Error Mitigation,” Phys. Rev. Lett., vol. 131, Art. no. 210602, 2023, doi: 10.1103/PhysRevLett.131.210602. arXiv:2208.09178. D
- [701] Y. Quek, D. S. França, S. Khatri, J. J. Meyer, and J. Eisert, “Exponentially tighter bounds on limitations of quantum error mitigation,” Nat. Phys., vol. 20, p. 1648, 2024, doi: 10.1038/s41567-024-02536-7. arXiv:2210.11505. D
- [702] E. van den Berg, Z. K. Minev, A. Kandala, and K. Temme, “Probabilistic error cancellation with sparse Pauli–Lindblad models on noisy quantum processors,” Nat. Phys., vol. 19, no. 8, pp. 1116–1121, May 2023, doi: 10.1038/s41567-023-02042-2. arXiv:2201.09866. D
- [703] T. Begušić and G. K.-L. Chan, “Fast classical simulation of evidence for the utility of quantum computing before fault tolerance,” arXiv:2306.16372, Jun. 2023. D
- [704] T. Begušić, J. Gray, and G. K.-L. Chan, “Fast and converged classical simulations of evidence for the utility of quantum computing before fault tolerance,” Sci. Adv., Art. no. eadk4321, 2024, doi: 10.1126/sciadv.adk4321. arXiv:2308.05077. D
- [705] QEDMA, “QEDMA raises $26M with participation from IBM to tackle quantum computing errors and accelerate pace to quantum advantage,” PR Newswire, Jul. 3, 2025. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Cqedma-raises-26m-with-participation-from-ibm-to-tackle-quantum-computing-errors-and-accelerate-pace-to-quantum-advantage-302497701.html - [706] Algorithmiq, “Algorithmiq Launches High-Performing Error Mitigation Solution in IBM's Qiskit Functions Catalog,” Sep. 16, 2024. [Online]. Available: https://www.algorithmiq.fi/
news/ Cpress-release-tem-ibm-qiskit-functions/ - [707] M. Ivezic, “IBM Launches Heron R3 (ibm_pittsburgh): ~350 uS T2 and a Quality Upgrade for Its 156-Qubit Platform,” PostQuantum.com, Aug. 1, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
industry-news/ Pibm-heron-r3-pittsburgh/ - [708] T. Q. Group, “Tianyan: Cloud services with quantum advantage,” arXiv:2512.10504, Dec. 2025. D
- [709] Algorithmiq, “Algorithmiq Establishes Milan Headquarters and raises €18m to Position Europe as the Future of Quantum Software,” May 11, 2026. [Online]. Available: https://algorithmiq.fi/
news/ Calgorithmiq-establishes-milan-headquarters-and-raises-18m-to-position-europe-as-the-future-of-quantum-software/ - [891] T. Schuster and A. Elben, “Probing the classical complexity of quantum dynamics experiments,” arXiv:2609.31830, Sep. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Нейросетевые декодеры (AlphaQubit 2, CNN, трансформеры)
Обучаемые декодеры синдрома — рекуррентные трансформеры, CNN, LSTM, модели пространства состояний, — которые обходят паросочетание (matching) за счёт усвоения непаулевского шума устройства прямо из данных.
Вердикт. Преимущество по точности реально, но скорость реального времени показана лишь на записанных или смоделированных данных, до расстояния 11, а вживую — только на расстоянии 3; открытый вопрос — переживёт ли преимущество живую пропускную способность и дрейф за расстоянием 11.
Λ — коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI — DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 — классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Нейросетевой декодер заменяет комбинаторный шаг вывода в коррекции ошибок обученным аппроксиматором функции: на входе история синдрома, на выходе логическая коррекция. Декодирование — это байесовский вывод на гиперграфе ошибок детекторов, и совершенное паросочетание минимального веса (MWPM) точно лишь тогда, когда этот гиперграф графоподобен: каждая ошибка переключает не более двух детекторов, а вероятности независимы, известны и статичны. Реальные устройства нарушают все три условия: утечка (leakage) выводит кубит из вычислительного подпространства на много раундов, коррелированные всплески связывают удалённые детекторы, считывание до порогования аналогово, а шум дрейфует. Обучаемый декодер вместо этого подгоняет совместное распределение по размеченным данным, потребляя мягкие значения считывания и флаги утечки, которые паросочетание представить не способно. Линия происхождения тянется от свёрточных декодеров (2017) к рекуррентно-трансформерному AlphaQubit, опубликованному Google DeepMind совместно с Google Quantum AI 2024-11-20 D[657]факт, и далее к AlphaQubit2, названному в июльской статье 2026 года по Willow «масштабируемым нейросетевым декодером реального времени для топологических квантовых кодов» D[2].
Атрибуты: сродство к носителю 0.5 и собственного носителя нет; характерного времени и запутывающей операции нет — наследуется период синдрома хоста (1.1 µs на Willow D[1]факт); считывания нет, хотя декодер потребляет те мягкие значения, которые паросочетание отбрасывает; подвижности нет за пределами графа ошибок детекторов, на котором он обучен; модальности управления нет — переменной является размещение: сегодня логика при комнатной температуре, предлагается холодный кремний; структура ошибок паулевская, при том что ценность узла — именно в непаулевском остатке; собственного производства нет.
Физика и пределы
Нижняя граница здесь теоретико-информационная и вычислительная, а не физическая: потолком служит декодирование по максимуму правдоподобия, и паросочетание лежит измеримо ниже него. На данных Sycamore AlphaQubit достиг логической ошибки 2.748(15)×10⁻² на раунд при расстоянии 5 против 2.915(16)×10⁻² у тензорно-сетевого декодера — приближённого декодера максимального правдоподобия — и 2.901(23)×10⁻² против 3.028(23)×10⁻² при расстоянии 3, то есть примерно на 6% и 4% меньше ошибок D[657]; относительно коррелированного паросочетания при расстоянии 5 ошибок было меньше примерно на 30% C[731]. На моделируемых данных с перекрёстными помехами и утечкой коррелированное паросочетание, настроенное на этот шум и получающее аналоговые значения считывания, давало в 1.25 раза больше ошибок, чем AlphaQubit, при расстоянии 3, в 1.4 раза — при 9 и в 1.25 раза — при 11 D[657]. Преимущество сохраняется вплоть до расстояния 11, но не растёт монотонно, и происходит оно от шума, выходящего за модель паросочетания, — перекрёстных помех и утечки.
Вычислительный предел — это условие отставания (backlog): декодер, работающий медленнее темпа поступления синдрома, накапливает неограниченную очередь, и логический такт останавливается; для трансмона это означает примерно 10⁶ раундов декодирования в секунду на логический кубит. Формулировка Google образца 2024 года: AlphaQubit «всё ещё слишком медленный, чтобы исправлять ошибки в сверхпроводниковом процессоре в реальном времени» C[731]. Масштабирование стоимости определяется архитектурой: внимание по патчу расстояния d стоит O(d⁴) на раунд против O(d²) у рекуррентности в пространстве состояний, и у более дешёвой модели измеренный порог реального времени оказался выше — 1.04% против 0.97%, — поскольку деградация, вызванная задержкой, входит в этот показатель качества S[732].
Режимы отказа статистические: сдвиг распределения ухудшает дообученную модель, не подавая при этом никакого сигнала об ошибке, переобучение требует данных с того же самого процессора, а доказанного порога не существует — есть только измеренный. Сдвинуть эту границу способны мягкая информация, совместное обучение с контуром калибровки и архитектуры со стоимостью O(d²).
Достигнутый инженерный уровень
Хронология рекордов
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2024-11 | Память Sycamore на расстоянии 5: 2.748(15)×10⁻²/раунд против 2.915(16)×10⁻² у тензорно-сетевого декодера (~6% меньше ошибок); у паросочетания на моделируемом расстоянии 11 ошибок в 1.25 раза больше | Google DeepMind (AlphaQubit) | D[657]факт |
| 2025-10 | Декодер в пространстве состояний: порог реального времени 1.04% против 0.97% у трансформера, O(d²) против O(d⁴) на раунд | Yonsei University | S[732] |
| 2025-12 | Ненейросетевая планка: кластеризующий декодер, менее 1 µs/раунд вплоть до расстояния 17 на одной Xilinx VU19P, ~6% логических ячеек | Riverlane | D[238]факт |
| 2026-05 | Первое нейросетевое декодирование в замкнутом контуре на аппаратуре: 124 ns декодирование, 184 ns период пропускной способности, 550 ns контур, расстояние 3, 6.9(2)%/раунд против 7.2(2)% у офлайнового паросочетания | International Quantum Academy | D[729] |
| 2026-07 | AlphaQubit2 декодирует рекорд Willow на расстоянии 7 — логическая ошибка 7.72(9)×10⁻⁴ за цикл — без указания на живое декодирование; его собственный препринт даёт менее 1 µs на цикл до расстояния 11 на TPU, на записанных или смоделированных данных | Google Quantum AI | D[2]факт |
Лучшее продемонстрированное распадается надвое: по точности — июльский рекорд 2026 года на Willow, декодированный без указания на живой контур D[2]; по живой работе — шэньчжэньский контур на расстоянии 3 D[729]. Единственное живое декодирование поверхностного кода у Google по-прежнему — прогон 2024 года на Willow на расстоянии 5 с декодером паросочетания Sparse Blossom факт. Типичное же в масштабе — по-прежнему паросочетание или кластеризация; и за пределами Google нейросетевые декодеры работают офлайн или без заявленного контура реального времени — на Zuchongzhi 3.2, 448-atom fault-tolerant processor и Sqale. В собственном бюджете декодера доминируют рассогласование модели и задержка, а не разрядность арифметики: шэньчжэньская реализация квантовала веса до 6-битных целых и ничего не потеряла относительно офлайнового паросочетания D[729]. На системном уровне рекорд на расстоянии 7 ограничен ошибками двухкубитных вентилей и считывания, и Λ для него не приводится D[2].
Производство, материалы и цепочка поставок
Узел изготавливается только через свой хост; по состоянию на 3 сентября 2026 г. существует три варианта размещения. В логике комнатной температуры шэньчжэньская LSTM (32 скрытых элемента, раздельные X- и Z-декодеры, четыре конвейерные ступени на DSP-блоках) укладывается в средний по классу AMD Kintex-7 XC7K410T при расстоянии 3, а потолок нынешних кристаллов лежит около расстояния 13 D[729]; кластеризующий декодер Riverlane занимает ~6% таблиц соответствия Xilinx VU19P вплоть до расстояния 17 D[238]факт — обучаемый декодер покупает точность кремнием. На графических процессорах NVQLink вводит хост класса GH200 в контур со средним временем оборота 3.84 µs C[324]факт. В холодном кремнии крио-КМОП-предекодер «Pinball» заявляет сокращение полосы синдрома в 3 780× при мощности менее 0.56 mW на 4 K, но это неизготовленное проектное исследование S[733]факт.
AMD (Xilinx) и NVIDIA поставляют практически весь кремний для декодирования, и второго источника кристаллов требуемого размера нет. Выход годных для декодера не проблема; проблема — переносимость: дообучение выполняется под конкретный процессор, и никто не опубликовал, сколько устройств покрывает одна обученная модель. Экспортная уязвимость косвенная: декодер поставляется как прошивка в стойке управления и наследует ограничения на ускоритель и классификацию той системы, которую обслуживает.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Нагрузка здесь — полоса и задержка, а не линии или лазеры. Патч расстояния 7 выдаёт 48 бит анцилл за цикл 1.1 µs — около 44 Mbit/s на логический кубит, то есть ~4.4 Gbit/s при 100 логических кубитах и ~44 Gbit/s при 1 000, причём по каждому биту требуется решение внутри окна обратной связи. При 10³ физических кубитах достаточно одного кристалла среднего класса. При 10⁴ стена становится совокупной: десятки патчей требуют субмикросекундного отклика, а оборот NVQLink в 3.84 µs — это три с половиной цикла Willow: приемлемо для ионных и атомных машин с миллисекундным циклом, на грани для трансмонов, если декодирование не размещено локально в криостате C[324]факт. При 10⁶ не сходятся ни программируемая матрица комнатной температуры, ни разделяемый ускоритель, и синдром приходится сокращать уже на холодной ступени S[733]. Шэньчжэньский результат доказывает, что контур в принципе замыкается: 222 ns на сбор данных, 148 ns на логику декодера и 180 ns электронной задержки внутри цикла 1.25 µs D[729].
Роль в стеке
Узел лежит на архитектуре сверхпроводниковых трансмонов (Google, IBM, Rigetti, IQM, Oxford Quantum Circuits, USTC/Zhejiang, Fujitsu) и на архитектуре нейтральных атомов щелочных металлов (Harvard/MIT, QuEra, Pasqal, Infleqtion, Google), доставая до обеих. Он требует повёрнутого поверхностного кода и его сопряжённых (yoked) вариантов: каждая развёрнутая модель обучена на синдромах поверхностного кода, и ни одна не работала на разреженном квантовом коде с проверкой чётности. В контур калибровки с обучением с подкреплением он не входит: агент учится по частоте событий детекции и перевзвешивает граф паросочетаний, а AlphaQubit2 декодировал откалиброванный рекордный прогон отдельно D[2]. Он замещает совершенное паросочетание минимального веса при асимметричной цене перехода: переход к обучаемому декодеру стоит конвейера обучения, дообучения под каждое устройство и гарантий наихудшего случая; обратный переход стоит только точности.
В архитектуре нет ничего специфически сверхпроводникового, поэтому одно и то же семейство обслуживает атомные машины с миллисекундным циклом офлайн, а трансмоны с микросекундным циклом — только при наличии выделенного кремния; различаются лишь обучающие данные и бюджет задержки. Вклад в производный такт (производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс для данной архитектуры): нулевой, пока задержка декодирования остаётся ниже периода синдрома — 0.65 µs производного такта на трансмонной архитектуре, — что вживую выполняется лишь на расстоянии 3, где операции, обусловленные обратной связью, съедают 0.55 µs из цикла 1.25 µs D[729], а до расстояния 11 — только на записанных или смоделированных данных факт. Соседние пустые слоты: изготовленная криогенная ASIC нейросетевого декодера и обучаемый декодер для кодов bivariate-bicycle на аппаратуре.
Свидетельства — как измерены числа
Ключевые цифры получены из экспериментов с памятью — прогнать N раундов синдрома, подогнать логическую точность (fidelity) как функцию N — при декодировании офлайн либо, начиная с 2026 года, прямо в контуре. Протокол упускает три вещи. Базовая линия — вопрос выбора: на одних и тех же данных Sycamore при расстоянии 5 AlphaQubit делает примерно на 6% меньше ошибок, чем тензорно-сетевой декодер D[657], но примерно на 30% меньше, чем коррелированное паросочетание C[731], а в моделировании до расстояния 11 — на 20–29% меньше, чем паросочетание D[657]; поэтому единая полоса превосходства над паросочетанием смешивает две базовые линии. Обобщающая способность не проверена: модель, дообученная на одном процессоре и на нём же оценённая, свидетельством переноса не является. И распределения задержки публикуются редко, хотя отставание вызывает именно хвост этого распределения.
Противоречия: по AlphaQubit противоречия нет — «на 6% меньше ошибок, чем у тензорно-сетевых методов» и «на 30% меньше ошибок, чем у коррелированного паросочетания» в блоге относятся к одним и тем же крупнейшим экспериментам на Sycamore C[731] и согласуются с цифрами Nature — 5.7% относительно тензорно-сетевого декодера на расстоянии 5 D[657]; эти проценты различаются базовой линией, а не режимом. Раунд серии C у Riverlane объявлен как $75 M (2024-08-06), но дорожная карта 2026 года указывает «$85 million in 2024» и суммарно «$120 million+» C[661]факт; доверять следует релизу 2024 года. По состоянию на 3 сентября 2026 г. ни одна группа не воспроизвела AlphaQubit2 на аппаратуре вне Google.
Собственная статья AlphaQubit 2 — препринт (arXiv:2512.07737, v2 от 2026-03-11), и её времена менее 1 µs на цикл до дистанции 11 на TPU Trillium получены на записанных или смоделированных данных; ни она, ни июльская статья 2026 г. в Nature [2] не утверждают, что декодирование при дистанции 7 шло в реальном времени факт. Пороги реального времени в [732] получены моделированием — стандартная модель шума сверхпроводниковой схемы (SI1000) плюс внесённый шум, отражающий задержку декодера. Для нейтральных атомов у машинно-обученного декодирования один первичный источник: информация о потере атомов вместе с машинно-обученным декодированием улучшила качество коррекции ошибок в 1.73(13)× по сравнению с обычным декодированием на данных Harvard/MIT/QuEra до 448 атомов, декодированных постфактум, и за пределами этого набора данных выигрыш не воспроизведён [4]. Не опубликовано: Λ для прогона AlphaQubit 2 при дистанции 7, поэтому вклад декодера нельзя отделить от вклада калибровки обучением с подкреплением, а также датированное число патентных семейств по нейросетевым декодерам.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Google DeepMind | разработчик | Великобритания | Архитектура и обучение AlphaQubit и AlphaQubit2 | D[2], [657] |
| Google Quantum AI | разработчик | США | Декодировал с AlphaQubit2 рекорд Willow на расстоянии 7, без указания на живое декодирование | D[2] |
| Riverlane | поставщик | Великобритания | Продаёт детерминированного конкурента (кластеризующий декодер, Deltaflow) | D[238]C[658] |
| NVIDIA | поставщик | США | NVQLink и CUDA-Q QEC; оборот 3.84 µs с хостом в контуре | C[324] |
| International Quantum Academy | исследования | Китай | Первый нейросетевой декодер в замкнутом контуре на сверхпроводниковом чипе | D[729] |
| Qblox | поставщик | Нидерланды | Аппаратура управления для субмикросекундного замкнутого контура | C[659] |
| IBM | разработчик | США | Декодер Relay-BP, менее 1 µs/цикл в моделировании | S[48] |
| AMD | поставщик | США | Кристаллы Kintex-7 и Virtex, несущие оба семейства декодеров | D[238], [729] |
Деньги.
- 2024-05-01 · Riverlane · грант Horizon Europe EIC Transition (SkyTALE, совместно с Qblox) · £2.1 M · European Innovation Council · закрыт факт
- 2024-08-06 · Riverlane · раунд серии C · $75 M · Planet First Partners (лид), ETF Partners, EDBI, Cambridge Innovation Capital, Amadeus, NSSIF, Altair · позднее компания указывает $85 M и суммарно $120 M+ · закрыт, оспаривается C[661]факт
- 2025-11-17 · NVIDIA · запуск NVQLink, цена не раскрыта; первое развёртывание — Quantinuum Helios · — · объявлено C[324]факт
- 2025-11 · DARPA · QBI Stage B: одиннадцать команд, ни одного чистого поставщика декодеров · — · программная запись G[65]
- 2026-03-12 · Riverlane · дорожная карта: 10⁶ надёжных операций до 2030 года, 10¹² с 2033 года · — · дорожная карта CR[658]факт
- 2026-03-17 · Qblox и Riverlane · демонстрация замкнутого контура, 250 физических / 1 логический кубит, 10 000 операций · — · объявлено C[659]факт
Рынок и цепочка поставок. Рынка декодеров в обычном смысле не существует: декодер Google целиком внутренний, а единственный значимый независимый поставщик, Riverlane, продаёт детерминированный декодер, а не обученную модель. Обеспечивающее оборудование — программируемая логика AMD, ускорители NVIDIA и стойки управления Qblox, Zurich Instruments и Quantum Machines; риск концентрации приходится на двух американских поставщиков. Удельную экономику указать нечем; данные по ресурсам дают косвенную оценку: на один-два порядка больше кремния на логический кубит, чем у кластеризации. За этот узел платят G3 и G4, а G7 платит за него во встроенном виде; G1, G2 и G5 не платят, поскольку аналоговые машины и машины с подавлением ошибок синдромов не выдают.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Riverlane владеет GB 2641501 A «Quantum decoder» (Ziad, Zalawadiya, Barber, Skoric; заявка 2024-05-31, публикация 2025-12-10) на сгруппированные обрабатывающие элементы, выполняющие кластеризацию аппаратно, — это смежная к обучаемым моделям область, а не они сами G[662]факт. Google LLC владеет US 12,518,194 (выдан 2026-01-06) на поверхностные коды с плотно упакованными калибровочными операторами, что задаёт форму синдрома, который читает декодер G[656]. Датированного подсчёта семейств патентов по нейросетевым декодерам найти не удалось. Стандарты отсутствуют; де-факто интерфейсами служат NVQLink и CUDA-Q QEC — на фоне открытых Stim, PyMatching и Tesseract.
Дорожные карты и послужной список. Google DeepMind: «слишком медленно для реального времени» (2024-11) · декодирование в реальном времени · менее 1 µs на цикл до расстояния 11 на записанных или смоделированных данных (препринт, 2025-12-08), а для рекорда на расстоянии 7 от 2026-07-08 живое декодирование не заявлено — на аппаратуре пока не выполнено фактD[2]. Riverlane: субмикросекундное аппаратное декодирование вплоть до расстояния 17 (2024–25) · выполнено 2025-12 D[238]; 10⁶ операций до 2030 года (2026-03) · пока не поддаётся проверке R[658]. NVIDIA: квантово-классический канал с задержкой в единицы микросекунд (2025-11) · продемонстрировано совместно с IQM к 2026-03 P[239]. IBM: Relay-BP менее 1 µs/цикл (2025-10) · только моделирование, целевой модуль сдвинулся на год S[48]. Google обещанное выполняет и публикует; Riverlane выполняет инженерные обещания, но вольно обращается с историей собственного финансирования; NVIDIA поставляет обвязку; обещания IBM по декодерам опережают её аппаратуру.
Стратегическое прочтение. Если обучаемое декодирование станет необходимым, а не просто более выгодным, стоимость сместится от поставщика процессора к тому, кто владеет обученной моделью и кремнием под ней, — а чипом, контуром управления и моделью одновременно владеет только Google. IBM, Rigetti, IQM и Oxford Quantum Circuits будут декодирование покупать — в этом и состоит тезис Riverlane. Два подхода могут разделиться по режимам: обучаемый там, где ограничивает точность, кластеризация там, где ограничивает пропускная способность. Угроза замещения исходит от физики: преобразование ошибок в стирания (erasure) и снижение физических частот ошибок сокращают неграфоподобный остаток, ради моделирования которого сеть и содержат. Переговорная сила у AMD и NVIDIA, продающих во все ветви сразу.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если к 2027-09 обучаемый декодер заработает вживую в реальном времени на расстоянии ≥ 9 с опубликованными хвостами задержки, декодирует разреженный квантовый код на аппаратуре или пройдёт tape-out в виде ASIC. Понизить, если к 2028-09 ни один не заработает вживую дальше расстояния 7 либо декодер класса паросочетания подойдёт к точности обучаемого ближе чем на 5% при расстоянии ≥ 11 — тогда премия за кремний станет неоправданной. Лучший сценарий к 2029 году: обучаемое декодирование становится вариантом по умолчанию на сверхпроводниковых машинах при расстояниях 15–25 на холодном кремнии, окупая себя экономией физических кубитов размером в один шаг расстояния. Худший сценарий: преобразование ошибок в стирания и улучшение физических частот ошибок делают графоподобные декодеры достаточными, и стена около расстояния 13 так и не преодолевается.
Открытые вопросы. (1) Растёт ли преимущество по точности с расстоянием, выходит ли на плато или обращается, если задержка учтена честно? (2) Насколько быстро деградирует дообученная модель между калибровками и можно ли свернуть обучение в агент калибровки внутри контура? (3) Существует ли архитектура, сохраняющая стоимость O(d²) при полной способности учитывать коррелированный шум вне моделирования? (4) Можно ли сертифицировать обучаемый декодер, если его наихудший случай не ограничен? (5) Кто платит, когда поставщик процессора и поставщик декодера — разные компании?
Следить за: результатом AlphaQubit2 на аппаратуре вне Google; первым нейросетевым декодером на коде bivariate-bicycle; tape-out криогенного декодера; и задержкой NVQLink, достаточной для декодирования на разделяемом ускорителе для трансмонов.
Литература
- [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
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. D
- [48] T. Maurer et al., “Real-time decoding of the gross code memory with FPGAs,” arXiv:2510.21600, Oct. 2025. S
- [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [238] A. B. Ziad et al., “Local clustering decoder as a fast and adaptive hardware decoder for the surface code,” Nat. Commun., vol. 16, no. 1, Art. no. 11048, Dec. 2025, doi: 10.1038/s41467-025-66773-x. D
- [239] M. Abdel-Kareem, “IQM and Zurich Instruments Develop Real-Time QEC via NVIDIA NVQLink,” Quantum Computing Report, Mar. 17, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
iqm-and-zurich-instruments-develop-real-time-qec-via-nvidia-nvqlink/ P - [324] S. Caldwell et al., “NVIDIA NVQLink Architecture Integrates Accelerated Computing with Quantum Processors,” NVIDIA Technical Blog, Nov. 17, 2025. [Online]. Available: https://developer.nvidia.com/
blog/ Cnvidia-nvqlink-architecture-integrates-accelerated-computing-with-quantum-processors/ - [656] Google LLC, “Surface codes with densely packed gauge operators,” U.S. Patent 12,518,194 B2, Jan. 6, 2026. [Online]. Available: https://patents.google.com/
patent/ Also https://patents.justia.com/US12518194B2/ en search?q=%22surface+code%22+quantum+error+correction&company=google . G - [657] J. Bausch et al., “Learning high-accuracy error decoding for quantum processors,” Nature, vol. 635, no. 8040, pp. 834–840, Nov. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-08148-8. D
- [658] Riverlane, “Riverlane publishes QEC Technology Roadmap that can accelerate quantum computing's path to utility scale by 3–5 years,” Mar. 12, 2026. [Online]. Available: https://www.riverlane.com/
press-release/ Rriverlane-publishes-qec-technology-roadmap - [659] Qblox; Riverlane, “Qblox and Riverlane Demonstrate Integration Enabling Real-Time Quantum Error Correction,” PR Newswire, Mar. 17, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Cqblox-and-riverlane-demonstrate-integration-enabling-real-time-quantum-error-correction-302716254.html - [661] Riverlane, “Riverlane raises $75 million to meet surging global demand for quantum error correction technology,” Aug. 6, 2024. [Online]. Available: https://www.riverlane.com/
press-release/ Criverlane-raises-75-million-to-meet-surging-global-demand-for-quantum-error-correction-technology - [662] A. B. Ziad, A. Zalawadiya, B. Barber, and L. Skoric, “Quantum decoder,” Google Patents, Dec. 10, 2025. [Online]. Available: https://patents.google.com/
patent/ GGB2641501A/ en - [729] X. Yang et al., “Real-time Surface-Code Error Correction Using an FPGA-based Neural-Network Decoder,” arXiv:2605.04892, May 2026. Also https://arxiv.org/
html/ . D2605.04892 - [731] Google DeepMind and Google Quantum AI, “AlphaQubit tackles one of quantum computing's biggest challenges,” Google The Keyword, Nov. 20, 2024. [Online]. Available: https://blog.google/
innovation-and-ai/ Cmodels-and-research/ google-deepmind/ alphaqubit-quantum-error-correction/ - [732] C. Lee, T. Hur, and D. K. Park, “Scalable Neural Decoders for Practical Real-Time Quantum Error Correction,” arXiv:2510.22724, Oct. 2025. S
- [733] A. Knapen et al., “Pinball: A Cryogenic Predecoder for Surface Code Decoding Under Circuit-Level Noise,” arXiv:2512.09807, Dec. 2025. S
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
MWPM / Sparse Blossom (+коррелированное паросочетание)
Декодер на паросочетании (matching) в графе, превращающий историю синдрома — события детектирования по раундам — в наиболее правдоподобную цепочку ошибок; эталон точности и реально поставляемый декодер реального времени для поверхностных кодов.
Вердикт. Паросочетание остаётся вариантом по умолчанию для поверхностного кода на всём протяжении 2026 г. — собственный подпороговый прогон Google декодируется через Sparse Blossom. Понизить, если до конца 2027 г. испытание на живом оборудовании с одними и теми же синдромами покажет, что декодер не на паросочетании обходит его одновременно и по точности, и по задержке.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
MWPM превращает каждое событие детектирования (проверку, исход которой изменился между раундами) в вершину взвешенного графа, рёбрами которого служат ошибки, переключающие два детектора; паросочетание наименьшего веса, объясняющее весь набор, и есть наиболее вероятная отдельная цепочка ошибок при независимых ошибках — а не декодирование максимального правдоподобия, которое суммирует по всем цепочкам класса и которое приближают тензорно-сетевые декодеры и декодеры на основе BP. Метод введён Dennis, Kitaev, Landahl и Preskill (2002) D[650]; Fowler в 2015 г. показал, что ниже порога его можно решать точно за среднее параллельное время O(1) на раунд — на двумерном массиве классических вычислителей, каждый из которых обслуживает фиксированное число кубитов, независимо от размера решётки D[725]. Коррелированное паросочетание перевзвешивает рёбра так, чтобы ошибка Y не учитывалась дважды. Движок — Sparse Blossom авторства Higgott и Gidney (Quantum 9, 1600, 2025-01-20) D[726], разрежённая переформулировка алгоритма blossom Edmonds 1965 г., поставляемая как PyMatching v2.
a = 0.5 — классическая постобработка, носителя нет; b, c, d, e неприменимы [запись графа].
f = паулиевская цепочка на графе паросочетания; g = отсутствует — программное обеспечение, производства нет [запись графа].
Физика и пределы
Пропускная способность обязана превышать темп порождения синдромов, иначе очередь расходится и машина встаёт: Sparse Blossom разбирает ~10⁶ ошибок на ядро-секунду, менее 1 µs на раунд при d=17 D[726], укладываясь в цикл Willow длительностью 1.1 µs D[1]. Задержка становится связывающей только там, где логическое измерение стробирует следующую операцию: 63 µs при d=5 — это ~57 циклов мёртвого времени D[1]. Нижняя граница точности структурна: паросочетание находит наиболее вероятную одиночную цепочку лишь тогда, когда каждая ошибка переключает не более двух детекторов, и никогда не суммирует цепочки одного класса, как это делает декодер максимального правдоподобия, поэтому гиперрёбра (ошибки Y, коррелированные ошибки измерения, утечка (leakage), потери) приходится проецировать на граф, допускающий паросочетание. Именно эта проекция и составляет весь разрыв с декодером, который такие ошибки моделирует: Λ = 2.04 ± 0.02 для паросочетания против 2.14 ± 0.02 для нейросетевого декодера на синдромах Willow D[1], AlphaQubit примерно на 25% лучше при моделировании d=11 D[657]. Сдвигает эту границу именно граф: подогнанные веса рёбер, мягкое (soft) считывание, рёбра утечки.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2023-03 | <1 µs на раунд при d=17, ~10⁶ ошибок на ядро-секунду, моделирование | Google Quantum AI | D[726] |
| 2024-12 | задержка 63 µs в реальном времени при d=5 на протяжении 10⁶ циклов | Google Quantum AI | D[1]факт |
| 2025-03 | задержка 0.8 µs на ПЛИС (FPGA) при d=13, p=0.1%, 62 MHz | Yale University | D[727]факт |
Доминирующий член — граф декодирования (плохо откалиброванные веса, неучтённая утечка), а не сам алгоритм паросочетания D[1].
Производство, материалы и цепочка поставок
Производства нет: ПО под лицензией MIT [728] на универсальных вычислителях, а платным слоем с единственным источником оказывается ускорение. Все опубликованные декодеры QEC реального времени работают на логике AMD/Xilinx — декодер Riverlane на VU19P занимает ≈6% LUT при d≤17 D[238], Micro Blossom на Versal VMK180 D[727], шэньчжэньский нейросетевой декодер на Kintex-7 D[729], Relay-BP от IBM на кристаллах AMD P[48], — а декодирование на GPU существует только для NVIDIA. ASIC под MWPM не существует (4 сентября 2026 г.). Экспортный контроль ложится именно на это оборудование: правило BIS от 2024-09-06 контролирует квантовые компьютеры (4A906) и управляющие ИС для температур ниже 4.5 K (3A901.a) G[301]; опубликованные исходные тексты декодеров под EAR не подпадают согласно 15 CFR §734.7.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
При 10³ кубитах хватает одного ядра. При 10⁴ связывающим членом становится полоса передачи синдромов, а не вычисления — d² детекторов на логический кубит каждые 1.1 µs, — отсюда криогенное предсжатие, для которого заявлено до 3 780× при потреблении менее 0.56 mW при 4 K, но которое не изготовлено Sфакт. При 10⁶ решает межсоединение: время кругового обхода NVQLink 3.84 µs C[324] превышает цикл трансмона, поэтому паросочетание на GPU работает там по окнам.
Роль в стеке
Декодер реального времени по умолчанию для памяти на поверхностном и цветовом коде, общий для пяти семейств [запись графа]: всех трёх сверхпроводниковых архитектур, всех трёх ионных, обоих ридберговских массивов пинцетов, фотонных архитектур на основе слияний (fusion) и на непрерывных переменных и обеих спиновых — основной на шести из двенадцати (кошачьи кубиты и кубиты кода Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP), двухрельсовые кубиты, линейная ловушка Пауля, фотоника на основе слияний, спины в квантовых точках и донорные спины), альтернативный на остальных; ему нужен почти планарный граф, который статическая решётка со связью ближайших соседей даёт даром. Он замещает нейросетевые декодеры и декодеры на распространении доверия (belief propagation), выигрывающие ровно тогда, когда проверки перестают сводиться к паросочетанию; переключение асимметрично — уход стоит аппаратной реализации и новой истории верификации, возврат не стоит ничего. Вклад в такт ≈1.0 µs на раунд при d=17 D[726] против производного такта 0.65 µs для трансмонной архитектуры с поверхностным кодом (производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс для данной архитектуры). Рядом — пустой слот: ни один алгоритм паросочетания реального времени не потребляет мягкое считывание или флаги утечки.
Свидетельства — как измерены числа
Пропускная способность Sparse Blossom получена на смоделированных потоках Stim D[726]. Единственный показатель, снятый в связке с оборудованием, — 63 µs у Willow при d=5 — получен на специализированном параллельном варианте Sparse Blossom, построенном самой Google, а не на штатном PyMatching D[1]. Значение 0.8 µs у Micro Blossom при d=13 прошло рецензирование (ASPLOS 2025), но получено на воспроизведении записанных синдромов D[727]; 367 ns из репозитория не фигурируют ни в одной статье Cфакт. Многократно цитируемый разброс порогов противоречием не является: 0.7% (PyMatching), 0.65% и 0.55% (программный и аппаратный кластеризующие декодеры Riverlane) взяты из одного сравнения при одной модели шума D[238]. Каждый претендент публикует MWPM как базовую точку отсчёта; ни один не воспроизводит его скорость.
Утверждение Quantum X Labs о том, что её трансформерный декодер превосходит MWPM, не подкреплено ни количественными данными, ни рецензированием [730]. Не опубликовано: отдельное описание, аппаратная платформа и ресурсные показатели специализированного варианта Sparse Blossom, декодирующего Willow в реальном времени, поэтому его 63 µs нельзя отнести к названному компоненту.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Google Quantum AI | Разработчик/пользователь | США | Соавтор Sparse Blossom; исполняет его в Willow | D[1], [726] |
| Riverlane | Поставщик | Великобритания | Продаёт аппаратуру QEC Deltaflow; приводит MWPM как эталон | Cфакт |
| Yale University | Исследования | США | ПЛИС-ускоритель Micro Blossom для точного MWPM | D[727] |
| AMD | Поставщик | США | На её кристаллах работает каждый опубликованный декодер реального времени | D[238], [727] |
| NVIDIA | Поставщик | США | CUDA-Q QEC и шина GPU–QPU NVQLink | C[324] |
Деньги. 2024-08-06 · Riverlane · раунд серии C · $75 M (в её дорожной карте указано $85 M) · ведущий инвестор Planet First Partners · >$120 M накопленным итогом · закрыт C[661]. 2025-11-17 · NVIDIA · запуск NVQLink · сумма не раскрыта · Quantinuum — первый партнёр по QPU Cфакт. 2026-07-24 · Quantum X Labs · результат · сумма не раскрыта · NVIDIA, Quantum Machines/IQCC · без количественных данных C[730]. Отдельного гранта DARPA под декодер не существует; QBI финансирует одиннадцать команд Stage B, и декодер нужен каждой факт. Более позднего раунда Riverlane по состоянию на 4 сентября 2026 г. не обнаружено.
Рынок и цепочка поставок. MWPM никто не продаёт: алгоритм свободен, а эталонная реализация лицензирована по MIT [728], поэтому стоимость оседает в том ящике, который его исполняет, — Deltaflow, CUDA-Q QEC/NVQLink, собственная прошивка. Концентрация дважды глубиной в одного поставщика: AMD по логике, NVIDIA по GPU. Единственный публичный показатель ресурсов, ≈6% VU19P при d≤17 D[238], означает ~16 патчей на кристалл. Работает на цели G3 и G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Патентного семейства по MWPM нет — Edmonds (1965) через Dennis–Kitaev–Landahl–Preskill (2002) D[650]; PyMatching и Micro Blossom лицензированы по MIT [727], [728]. Интеллектуальная собственность сосредоточена на аппаратных декодерах: Riverlane GB 2641501 A (опубликован 2025-12-10), Google US 12,518,194 (выдан 2026-01-06) факт. PatSnap насчитал в апреле 2026 г. 12 патентов по QEC (Google 6, IBM 4, Tencent 2), декодерного кластера нет P[668]. Де-факто интерфейсы: модели ошибок детекторов Stim, NVQLink.
Дорожные карты и послужной список. Higgott и Gidney (2023-03 · субмикросекундное декодирование в масштабе · выполнено, причём внутри петли Willow) D[726]. Yale (2025-03 · d=13 за 0.8 µs на ПЛИС · выполнено; 367 ns из репозитория — нет) D[727]. Riverlane (2026-03-12 · megaquop до 2030 г., teraquop с 2033 г. · промежуточных вех к сроку не заявлено) R[658]. Заявления Google соответствуют поставленному и единственные измерены вживую; дорожная карта Riverlane нефальсифицируема до 2029 г.
Стратегическое прочтение. Если паросочетание удержится, выигрывают AMD и все, кто строит машины на поверхностном коде: эталон остаётся бесплатным, а дифференциация схлопывается до прошивки. Аппаратный декодер Riverlane разменивает порог (0.55% против 0.7%) на задержку и площадь D[238], поэтому его защитный ров — «уложиться во время цикла», что Micro Blossom теперь предлагает и для точного MWPM, под лицензией MIT D[727]. Если паросочетание проиграет, оно проиграет распространению доверия на qLDPC: декодер, код и связность меняются вместе.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить/понизить за 12–24 месяца: сравнение паросочетания с претендентом на одних и тех же кубитах и при одной калибровке (все нынешние — модельные, офлайновые или самосудейские); ПЛИС-паросочетатель, замыкающий живую петлю при d≥7. В лучшем случае к 2029 г.: паросочетание остаётся вариантом по умолчанию и за пределами 10⁴ физических кубитов, время реакции падает с 63 µs до ~1 µs. В худшем случае: машины несёт память на qLDPC, а гнездом владеет распространение доверия. Открытые вопросы: распространяется ли паросочетание на атомные синдромы с доминирующими потерями; профинансирует ли кто-нибудь декодерную ASIC, когда хватает 6% ПЛИС; зафиксирует ли QBI Stage C бенчмарк, не зависящий от декодера.
Литература
- [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
- [48] T. Maurer et al., “Real-time decoding of the gross code memory with FPGAs,” arXiv:2510.21600, Oct. 2025. P
- [238] A. B. Ziad et al., “Local clustering decoder as a fast and adaptive hardware decoder for the surface code,” Nat. Commun., vol. 16, no. 1, Art. no. 11048, Dec. 2025, doi: 10.1038/s41467-025-66773-x. D
- [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [324] S. Caldwell et al., “NVIDIA NVQLink Architecture Integrates Accelerated Computing with Quantum Processors,” NVIDIA Technical Blog, Nov. 17, 2025. [Online]. Available: https://developer.nvidia.com/
blog/ Cnvidia-nvqlink-architecture-integrates-accelerated-computing-with-quantum-processors/ - [650] E. Dennis, A. Kitaev, A. Landahl, and J. Preskill, “Topological quantum memory,” Journal of Mathematical Physics, vol. 43, no. 9, pp. 4452–4505, 2002, doi: 10.1063/1.1499754. arXiv:quant-ph/0110143. D
- [657] J. Bausch et al., “Learning high-accuracy error decoding for quantum processors,” Nature, vol. 635, no. 8040, pp. 834–840, Nov. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-08148-8. D
- [658] Riverlane, “Riverlane publishes QEC Technology Roadmap that can accelerate quantum computing's path to utility scale by 3–5 years,” Mar. 12, 2026. [Online]. Available: https://www.riverlane.com/
press-release/ Rriverlane-publishes-qec-technology-roadmap - [661] Riverlane, “Riverlane raises $75 million to meet surging global demand for quantum error correction technology,” Aug. 6, 2024. [Online]. Available: https://www.riverlane.com/
press-release/ Criverlane-raises-75-million-to-meet-surging-global-demand-for-quantum-error-correction-technology - [668] PatSnap, “Quantum Error Correction Technology Landscape 2026,” Apr. 22, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ Pblog/ articles/ quantum-error-correction-patent-landscape-2026/ - [725] A. G. Fowler, “Minimum weight perfect matching of fault-tolerant topological quantum error correction in average O(1) parallel time,” Quantum Inf. Comput., vol. 15, no. 1&2, pp. 145–158, Jan. 2015, doi: 10.26421/QIC15.1-2-9. arXiv:1307.1740. D
- [726] O. Higgott and C. Gidney, “Sparse Blossom: correcting a million errors per core second with minimum-weight matching,” Quantum, vol. 9, Art. no. 1600, Jan. 2025, doi: 10.22331/q-2025-01-20-1600. arXiv:2303.15933. Also https://arxiv.org/
abs/ . D2303.15933 - [727] Y. Wu, N. Liyanage, and L. Zhong, “Micro Blossom: Accelerated Minimum-Weight Perfect Matching Decoding for Quantum Error Correction,” Proc. 30th ACM Int. Conf. Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems (ASPLOS '25), vol. 2, Mar. 2025, doi: 10.1145/3676641.3716005. arXiv:2502.14787. Also https://github.com/
yuewuo/ . Dmicro-blossom - [728] O. Higgott, “PyMatching,” GitHub. [Online]. Available: https://github.com/
oscarhiggott/ GPyMatching - [729] X. Yang et al., “Real-time Surface-Code Error Correction Using an FPGA-based Neural-Network Decoder,” arXiv:2605.04892, May 2026. Also https://arxiv.org/
html/ . D2605.04892 - [730] Quantum X Labs, “Quantum X Labs Reports Meaningful Error Correction Decoder Results with NVIDIA CUDA-Q QEC,” GlobeNewswire, Jul. 24, 2026. [Online]. Available: https://www.globenewswire.com/
news-release/ C2026/ 07/ 24/ 3332879/ 0/ en/ quantum-x-labs-reports-meaningful-error-correction-decoder-results-with-nvidia-cuda-q-qec.html
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
GPU-декодирование через NVQLink
Канал RoCE, помещающий GPU внутрь петли обратной связи QEC при среднем времени кругового обхода 3.84 µs, так что декодирование исполняется как программа CUDA на оборудовании класса GH200, а не как фиксированная прошивка ПЛИС.
Вердикт. Круговой обход ограничен сверху (максимум 3.96 µs на 1 000 выборках), а декодер программный, но единственное опубликованное декодирование — это BP+OSD на Helios у Quantinuum с медианой 67 µs; прямого сопоставления с ПЛИС-декодером на одних и тех же синдромах по состоянию на 2026-09-04 не существует.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Тракт RDMA over Converged Ethernet с малой задержкой между управляющей электроникой QPU и GPU, с открытым ядром ПЛИС (FPGA) на квантовой стороне, так что декодирование и калибровка внутри петли выполняются программно на CUDA, а не прошивкой. NVIDIA объявила о нём 2025-10-28, назвав 17 создателей квантовых компьютеров, пять поставщиков управляющей электроники и девять национальных лабораторий США C[531]; цифры появились 2025-11-17 C[324]. Атрибуты: d = платформенно-нейтрально, дотягивается до сверхпроводниковой архитектуры, ионной архитектуры QCCD и нейтрально-атомной; e/f/g = модальности управления нет, исправляет паулиевские ошибки по синдрому, производства нет — серийное оборудование GPU и Ethernet (запись графа технологий).
Физика и пределы
Круговой обход складывается из двух бюджетов, и читать их одинаково нельзя. Транспорт ограничен сверху: среднее 3.84 µs, среднеквадратичное отклонение 0.035 µs, максимум 3.96 µs на 1 000 выборках C[324] — узость разброса важнее среднего, поскольку петля обратной связи рассчитывается по хвосту. Декодирование не ограничено: BP+OSD на GH200 в связке с Helios у Quantinuum даёт медиану 67 µs для кода Bring, переводя память из 8 логических кубитов с ошибки 4.95 ± 0.67% на 0.925 ± 0.38%, то есть выигрыш 5.4× C[324]. Поэтому их сумма, ~71 µs, — типичный круговой обход, а не граница: опубликованный максимум есть только у транспорта.
Медленно ли это — 67 µs — зависит от того, в какой такт они должны уложиться. Для памяти требованием является пропускная способность, а не задержка на цикл: Google удерживала 10⁶ циклов при d=5 на цикле 1.1 µs с декодером реального времени, у которого средняя задержка 63 µs D[1] — тот же порядок, что и показатель GPU, — потому что скользящее окно конвейеризует циклы, вместо того чтобы декодировать каждый внутри одного. Жёсткое ограничение — время реакции, и оно связывает только там, где операция обусловлена результатом декодирования: инжекция магического состояния, прямая связь (feed-forward), решёточная хирургия. Именно это различие, а не голые микросекунды, определяет, где данный слой применим. Поэтому декодирование на GPU комфортно на ионных и атомных платформах с миллисекундным циклом, приемлемо для сверхпроводниковой памяти и не доказано на пути, ограниченном временем реакции. Что сдвигает нижнюю границу: ядра, использующие параллелизм GPU, а не переносы последовательных алгоритмов.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2025-11 | круговой обход RoCE: среднее 3.84 µs, СКО 0.035 µs, максимум 3.96 µs на 1 000 выборках | NVIDIA | C[324]факт |
| 2025-11 | BP+OSD на GH200, код Bring на Helios: медиана 67 µs, логическая ошибка 4.95%→0.925% | Quantinuum | C[324] |
| 2026-03 | демонстратор QEC реального времени поверх NVQLink, менее 4 µs сквозного времени | IQM | P[239]факт |
Доминирует время декодирования на GPU — примерно в 17× больше сетевого перехода, так что сокращать нужно не межсоединение. Ни в одном опубликованном результате BP+OSD на GPU и ПЛИС-декодер не прогонялись на одних и тех же трассах.
Производство, материалы и цепочка поставок
Технологического процесса нет. Со стороны GPU — кремний NVIDIA: GH200 для Helios, RTX PRO 6000 Blackwell Max-Q для сетевой демонстрации C[324], — и по состоянию на 2026-09-04 эквивалента у AMD или Intel нет. Сетевая сторона намеренно оставлена открытой: RoCE — стандарт, а NVIDIA опубликовала ПЛИС-ядро с открытым исходным кодом для оконечной точки со стороны QPU C[324], что позволило пяти поставщикам управляющей электроники его интегрировать C[531]. Эта асимметрия и есть коммерческая конструкция: интерфейс раздать, ускоритель продать. Цена не объявлена ни на что; поставляется как эталонная архитектура со страницей регистрации C[531]. Экспортная уязвимость унаследована от американского контроля над передовыми GPU, а не от квантового ECCN.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Петля выглядит так: управляющая электроника → RoCE → GPU → обратно, за 3.84 µs плюс декодирование. В Helios 98 физических кубитов D[105], так что сквозных прогонов на 10³ не было. На 10⁴–10⁶ вопрос в том, растёт ли время декодирования с размером кода быстрее, чем растёт пропускная способность от поколения к поколению GPU, и удерживает ли пакетирование по логическим блокам бюджет неизменным; ни один источник не говорит ни о том, ни о другом. Компенсирующий довод, количественно не выраженный: один кластер GPU может обслуживать несколько QPU, чего ПЛИС, прикрученная к одной стойке, не может.
Роль в стеке
Он ничего не требует выше по стеку и замещает декодирование реального времени на ПЛИС, меняя фиксированную прошивку на программу, изменяемую между прогонами; в графе технологий он отмечен как основной декодер на ионах QCCD и как альтернативный — на решётке трансмонов с перестраиваемыми элементами связи и на ридберговском массиве пинцетов на щелочных атомах: один декодер на три семейства. Вклад в производный такт: ~71 µs на круговой обход с декодированием — транспорт плюс медианное декодирование (2 знач. цифры), — это 1–7% ионного или атомного цикла в 1–5 ms, но около 65 циклов сверхпроводникового цикла в 1.1 µs D[1]. Цена перехода — стойка и программный стек, а не смена кода: полная противоположность декодерам qLDPC. Соседний пустой слот: независимый бенчмарк между поставщиками.
Свидетельства — как измерены числа
Обе ключевые цифры взяты из собственного блога NVIDIA, подготовленного совместно с Quantinuum, и рецензирования не проходили C[324]. Показатель 5.4× приведён с погрешностями — практика лучше, чем у большинства заявлений производителей, — но это один код на одной машине, а демонстратор IQM известен только по отраслевой прессе P[239]. Сравнения с Relay-BP D[48] или с декодером Riverlane D[238] на одних и тех же синдромах не существует, поэтому тезис «GPU медленнее ПЛИС» сопоставляет цифры от разных кодов и разных машин.
Не опубликовано: как время декодирования на GPU масштабируется с размером кода или числом логических блоков при 10⁴–10⁶ кубитах, а также отдельные суммы инвестиций NVentures в Quantinuum, QuEra и Alice & Bob — публичны только итоговые размеры раундов. Ключевые числа релиза о запуске (17 создателей, девять лабораторий) точно не сходятся с перечисленными в нём именами.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| NVIDIA | Разработчик | США | Построила NVQLink и nv-qldpc-decoder; поставляет GPU | C[324], [531] |
| Quantinuum | Пользователь | США/Великобритания | Единственное опубликованное внедрение: Helios плюс GH200 с BP+OSD | C[324]факт |
| IQM | Пользователь | Финляндия | Демонстратор QEC реального времени поверх NVQLink, менее 4 µs сквозного времени | P[239]факт |
| Zurich Instruments | Поставщик | Швейцария | Управляющая электроника, несущая оконечную точку NVQLink | C[531] |
| DARPA | Финансирующая сторона | США | QBI Stage B финансирует нескольких из названных создателей QPU | G[65]факт |
Деньги. 2025-10-28 · NVIDIA · запуск, 17 создателей / 5 поставщиков управляющей электроники / 9 лабораторий · финансирование не раскрыто · объявлено C[531]. 2025-09-04 · Quantinuum · $600 M при оценке $10 B pre-money, с участием NVentures · закрыт Cфакт. 2026-05-22 · Alice & Bob · доразмещение раунда серии B с участием NVentures · закрыто Cфакт. Квартал, завершившийся 2026-07-26 · NVIDIA · выручка $96.2 B, из них дата-центры $89.0 B, +106% год к году, квант не упомянут · отчёт G[737] — экономика этого слоя в одной строке.
Рынок и цепочка поставок. Рынка пока нет — ни цены, ни артикула, ни условий лицензирования не раскрыто C[531]. Цепочка расщепляется: открытый интерфейс и ускоритель из единственного источника, поэтому риск концентрации — в хосте декодера, а не в канале. Экспозиция по целям шире, чем у любого ПЛИС-декодера: G3/G4 как декодер, G2 — поскольку тот же тракт обслуживает подавление ошибок и калибровку, G7 — поскольку внедрения в национальных лабораториях имеют закупочную природу.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Патентного семейства именно по NVQLink ни в одной названной базе не найдено. Интересна как раз позиция по стандартам: RoCE — существующий стандарт Ethernet, а ядро со стороны QPU открыто C[324], то есть NVIDIA стандартизует ровно ту границу, которую не продаёт. Третьи стороны строят поверх CUDA-Q QEC Pфакт.
Дорожные карты и послужной список. NVIDIA: (2025-10 · запуск с 17 создателями · выполнено, одно опубликованное внедрение тремя неделями позже) C[324], [531]; (2025-11 · партнёры развернут это на будущих процессорах · подтверждён только Helios) C[324]. IQM: (2026-03 · демонстратор · выполнено) P[239]. Промежуток от запуска до первого внедрения был фактически нулевым; следить надо за разрывом между 17 объявленными создателями и одним опубликованным внедрением.
Стратегическое прочтение. Если декодирование на GPU победит, каждая отказоустойчивая машина становится постоянным покупателем GPU, а декодирование перестаёт различать производителей QPU — хорошо для тех, у кого нет собственной ПЛИС-инженерии, плохо для Riverlane и для внутреннего маршрута IBM. NVIDIA в случае неудачи теряет немного: квант не фигурирует в квартале на $96.2 B G[737], так что это дешёвый опцион на классическую половину будущего стека. Угроза замещения — декодерная ASIC, которую никто не продаёт. Переговорная сила у NVIDIA — на ускорителе, у поставщиков управляющей электроники — на оконечной точке.
Перспективы и открытые вопросы
Фальсифицируемо (12–24 месяца): подтвердить, если до конца 2027 г. второй производитель QPU опубликует петлю декодирования по NVQLink с цифрами; понизить, если опубликованных внедрений по-прежнему будет одно. В лучшем случае к 2029 г.: декодирование на GPU становится вариантом по умолчанию для ионной, атомной и сверхпроводниковой памяти, а операции, ограниченные временем реакции, передаются небольшой локальной ПЛИС. В худшем случае: 17 создателей дают два внедрения, и петля остаётся за специализированным оборудованием. Открытые вопросы: как время декодирования масштабируется с размером кода и числом блоков; сообщит ли кто-нибудь хвостовую задержку вместо медианной; выставят ли AMD или Intel конкурирующий хост. За чем следить: второе внедрение и любой независимый бенчмарк.
Литература
- [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
- [48] T. Maurer et al., “Real-time decoding of the gross code memory with FPGAs,” arXiv:2510.21600, Oct. 2025. D
- [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [105] S. Dasu et al., “Computing with many encoded logical qubits beyond break-even,” arXiv:2602.22211, Feb. 2026. D
- [238] A. B. Ziad et al., “Local clustering decoder as a fast and adaptive hardware decoder for the surface code,” Nat. Commun., vol. 16, no. 1, Art. no. 11048, Dec. 2025, doi: 10.1038/s41467-025-66773-x. D
- [239] M. Abdel-Kareem, “IQM and Zurich Instruments Develop Real-Time QEC via NVIDIA NVQLink,” Quantum Computing Report, Mar. 17, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
iqm-and-zurich-instruments-develop-real-time-qec-via-nvidia-nvqlink/ P - [324] S. Caldwell et al., “NVIDIA NVQLink Architecture Integrates Accelerated Computing with Quantum Processors,” NVIDIA Technical Blog, Nov. 17, 2025. [Online]. Available: https://developer.nvidia.com/
blog/ Cnvidia-nvqlink-architecture-integrates-accelerated-computing-with-quantum-processors/ - [531] NVIDIA, “NVIDIA Introduces NVQLink — Connecting Quantum and GPU Computing for 17 Quantum Builders and Nine Scientific Labs,” Oct. 28, 2025. [Online]. Available: https://nvidianews.nvidia.com/
news/ Cnvidia-nvqlink-quantum-gpu-computing - [737] NVIDIA, “NVIDIA Announces Financial Results for Second Quarter Fiscal 2027,” Aug. 26, 2026. [Online]. Available: https://nvidianews.nvidia.com/
news/ Gnvidia-announces-financial-results-for-second-quarter-fiscal-2027
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Relay-BP для qLDPC (ПЛИС)
Распространение доверия (belief propagation) с разупорядоченными, частично отрицательными силами памяти, сцепленное в эстафетные участки и декодирующее синдромы qLDPC двумерно-циклического (bivariate-bicycle) семейства за 24 ns на итерацию на ПЛИС.
Вердикт. Снимает постпроцессор OSD, из-за которого декодирование qLDPC не было декодированием реального времени: 24 ns на итерацию и в среднем менее 1 µs на цикл на ПЛИС. На живых синдромах не запускался ни разу — по состоянию на 2026-09-04 памяти на gross-коде не существует ни на одном QPU.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Распространение доверия, в котором каждый переменный узел несёт собственную силу памяти — коэффициент затухания, взятый из разупорядоченного распределения, обязательно включающего отрицательные значения, — а само декодирование выполняется как цепочка эстафетных участков, каждый из которых стартует заново с сообщений предыдущего. Метод представлен IBM (Müller, Alexander, Beverland, Bühler, Johnson, Maurer, Vandeth) 2025-06-02 D[734]; вторая команда IBM перенесла его на ПЛИС (FPGA) 2025-10-24 для gross-кода [[144,12,12]] D[48]факт. Атрибуты: d = физической связности нет, это внекристальный классический блок; e/f/g = модальности управления нет, исправляет паулиевские ошибки, производства нет — прошивка (bitstream) ПЛИС (запись графа).
Физика и пределы
Предел здесь — бюджет «точность против задержки», а не физический. Обычное BP застревает на вырожденных стабилизаторных кодах — различные конфигурации ошибок имеют одинаковое правдоподобие, поэтому сообщения осциллируют и скатываются в ловушечные множества, — а штатное средство, постобработка по упорядоченным статистикам (OSD), обходится в зависящую от данных цену, которую петля реального времени не переваривает. Заявление Relay-BP состоит в том, что разупорядоченные силы памяти ломают ровно ту симметрию, которая застопоривает BP, и постпроцессор становится ненужным; в статье указано, что распределение, содержащее отрицательные значения, обязательно D[734].
Это покупает задержку: 24 ns на итерацию BP и среднее время декодирования на цикл менее 1 µs при вероятностях физической ошибки ниже 3×10⁻³ D[48]. Риск сидит именно в слове «среднее»: число итераций зависит от данных, поэтому у распределения задержки есть хвост, и декодер, которому подают поток с фиксированной скоростью при сверхпроводниковом цикле 1.1 µs, вынужден буферизовать, причём очередь не деградирует плавно, а расходится, если этот хвост достаточно часто превышает время цикла. Ни в одной из двух статей не приводится ничего, кроме среднего. Вторая граница — сама частота ошибок: выше 3×10⁻³ число итераций растёт, так что свойство реального времени обусловлено тем, что оборудование уже достаточно хорошее. Что сдвигает эту границу: ASIC либо оконная обработка, фиксирующая ранние циклы, пока поздние ещё сходятся.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2025-06 | Relay-BP обходит BP+OSD+CS-10 на двумерно-циклических кодах, на уровне класса паросочетания (matching) на поверхностных кодах | IBM | D[734] |
| 2025-10 | ПЛИС: 24 ns на итерацию, в среднем < 1 µs на цикл при p < 3×10⁻³, синдромы смоделированы | IBM | D[48]факт |
| 2025-12 | Local Clustering Decoder: < 1 µs на раунд вплоть до d=17 при ≈6% LUT кристалла Xilinx VU19P | Riverlane | D[238]факт |
Оба результата на ПЛИС получены на моделировании: память на gross-коде не работала ни на одном QPU, поэтому Relay-BP ни разу не обработал аппаратный синдром R[72]факт. Целевой код — [[144,12,12]] от IBM, 288 физических кубитов при пороге 0.8% на графе Таннера степени 6 D[248]факт; единственная заявка на безубыточность (break-even) qLDPC где бы то ни было — результат IonQ на ионах: в пределах погрешностей, в одном коде, который статья не указывает, с постселекцией по утечке D[109]факт.
Производство, материалы и цепочка поставок
Технологического процесса нет: поставляется прошивка, а цепочка поставок — рыночный кремний ПЛИС, дуополия, перестроенная в 2025 г., когда сделка по продаже Intel 51% Altera фонду Silver Lake при оценке $8.75 B — ~$4.46 B в пользу Intel, за которой остаются 49%, — была закрыта 2025-09-15 G[735]факт. Все названные здесь декодеры реального времени работают на кристаллах AMD (LCD от Riverlane — на VU19P D[238]), а по IBM отраслевая пресса указывает AMD, но её страница не загружается P[736]факт. Отдельной категории экспортного контроля под декодеры по состоянию на 2026-09-04 не существует.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Декодер ничем не управляет; его нагрузка — полоса передачи синдромов и объединение входов. Один gross-модуль — это 144 информационных плюс 144 проверочных кубита, поэтому цикл даёт 144 бита, то есть ~0.14 Gbit/s на модуль при цикле 1 µs S[248]. При наивном масштабировании 10⁴ физических кубитов дают ~5 Gbit/s, а 10⁶ — ~0.5 Tbit/s при фиксированной скорости: стена не в арифметике BP, а в том, чтобы вывести биты из криостата в достаточное число параллельных экземпляров.
Роль в стеке
Он требует семейства qLDPC bivariate-bicycle/gross и замещает паросочетание минимального веса; в графе технологий он отмечен как основной декодер на ионах с электронными вентилями и на фотонике на непрерывных переменных с кодом Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP) и как альтернативный — на решётке трансмонов с перестраиваемыми элементами связи и на линейной ловушке Пауля с индивидуальной лазерной адресацией. Вклад в производный такт: < 1.0 µs на цикл (2 знач. цифры) — первый показатель декодера qLDPC, укладывающийся в сверхпроводниковый цикл 1.1 µs без офлайнового прохода D[48]; декодеры поверхностного кода, например LCD от Riverlane, укладывались в него и раньше D[238]. Переключение стоит смены кода, а не смены платы: gross-кодам нужны дальнодействующие элементы связи степени 6, которые IBM показала лишь как отдельные компоненты, тогда как LCD исходит из решётки со связью ближайших соседей, уже имеющейся в оборудовании D[238]факт. Соседний пустой слот: рыночная декодерная ASIC.
Свидетельства — как измерены числа
Все ключевые цифры получены на смоделированных синдромах при однородной модели схемного шума силы p, в которой нет ни утечки, ни коррелированных всплесков, — а это доминирующие члены на реальном приборе D[48], [734]. Ни одна независимая группа ни одну из этих цифр не воспроизвела, а LCD от Riverlane использует другой код и другую ПЛИС, так что эти два результата несоизмеримы D[238].
Не опубликовано: модель ПЛИС, расход таблиц поиска (LUT) и памяти и разрядность арифметики — указание на AMD опирается на отраслевую прессу [736], — а также распределение задержки или её хвостовые перцентили; приводится только среднее значение.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| IBM | Разработчик | США | Изобрела Relay-BP и построила ПЛИС-реализацию для своего gross-кода | D[48], [734] |
| AMD | Поставщик | США | Кремний ПЛИС Xilinx под демонстрацией IBM и под большинством конкурирующих декодеров | P[736]факт |
| Altera | Поставщик | США | Единственный другой рыночный источник ПЛИС верхнего класса; с 2025 г. 51% у Silver Lake | G[735] |
| Riverlane | Разработчик | Великобритания | Конкурирующий ПЛИС-декодер для поверхностного кода, продаётся как продукт | D[238]факт |
| DARPA | Финансирующая сторона | США | QBI Stage B финансирует программу отказоустойчивости IBM, которой это служит | G[65]факт |
Деньги. 2024-08-06 · Riverlane · раунд серии C · $75 M (в её дорожной карте 2026 г. указано $85 M — расхождение не устранено) · ведущий инвестор Planet First Partners · закрыт C[661]факт. 2025-09-15 · Intel/Silver Lake · 51% Altera при оценке $8.75 B, ~$4.46 B в пользу Intel · закрыто (объявлено 2025-04-14) G[735]факт. 2025-11-06 · DARPA · QBI Stage B, до $15 M на команду, IBM — единственный трансмонный производитель · присуждено G[65]факт. У самого Relay-BP нет ни раунда, ни гранта, ни лицензии: по состоянию на 2026-09-04 это внутренняя разработка IBM.
Рынок и цепочка поставок. Декодирование продаётся как встроенная прошивка, а не как кремний: Riverlane продаёт Deltaflow, интегрированный с управляющей аппаратурой Qblox C[659]факт, IBM поставляет Relay-BP внутри собственного стека. Риск концентрации — в поставках ПЛИС: два поставщика, один из которых недавно перешёл под контроль фонда прямых инвестиций G[735]. Экспозиция по целям узкая, только G3 и G4: декодер реального времени ничего не стоит, пока он не понадобился какому-то коду, поэтому готовность платить — это производители, страхующие собственные дорожные карты 2027–2029 гг.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Riverlane владеет GB 2641501 A «Quantum decoder» (опубликован 2025-12-10) на аппаратную кластеризацию по гиперграфу декодирования факт; патентный портфель IBM по bivariate-bicycle покрывает код, а не декодер, и семейства по Relay-BP нет ни в одной названной базе. Интерфейсами декодеров не занимается ни один орган по стандартизации.
Дорожные карты и послужной список. IBM: (2025-06 · алгоритм Relay-BP · выполнено); (2025-10 · реализация на ПЛИС · выполнено); (Kookaburra · обещан на 2025 г. в дорожной карте 2022 г., повторно обещан на 2026 г. как первый модуль qLDPC · не поставлен по состоянию на 2026-09-30) R[72]фактфакт. Riverlane: (2026-03 · teraquop-декодирование с 2033 г. · судить слишком рано) Cфакт. Декодерное ПО IBM дважды сдано в срок; оборудование, которое оно декодирует, — нет.
Стратегическое прочтение. Если Relay-BP выдержит проверку, IBM снимает сильнейшее возражение против qLDPC — что его декодер не может работать в реальном времени, — и экономия примерно в 10× по кубитам относительно поверхностного кода становится залоговой, что бьёт по дорожным картам, скроенным под поверхностный код, и помогает тому, кто сумеет построить связность степени 6. Если не выдержит, поле остаётся за декодерами на паросочетании. Декодирование превращается в компонентный бизнес без выделенного поставщика: два производителя ПЛИС, один производитель GPU, продвигающий альтернативу, и ни одной рыночной ASIC. Переговорная сила остаётся у производителя QPU, который выбирает код.
Перспективы и открытые вопросы
Фальсифицируемо (12–24 месяца): подтвердить, если Kookaburra будет поставлен и память на gross-коде будет декодирована в реальном времени до конца 2027 г.; понизить, если к тому же сроку Relay-BP не обработает ни одного аппаратного синдрома. В лучшем случае к 2029 г.: декодирование класса Relay-BP внутри стека IBM Starling с продемонстрированной задержкой. В худшем случае: оборудование под gross-код продолжает сдвигаться, а установленную базу забирают декодеры на GPU или на паросочетании. Открытые вопросы: задержка на уровне 99.9-го процентиля, а не среднее; выживает ли точность при утечке и коррелированных всплесках; построит ли кто-нибудь декодерную ASIC. За чем следить: поставка Kookaburra, любое декодирование живого синдрома, первая гистограмма задержки.
Литература
- [48] T. Maurer et al., “Real-time decoding of the gross code memory with FPGAs,” arXiv:2510.21600, Oct. 2025. D
- [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [72] IBM, “Quantum Roadmap.” [Online]. Available: https://www.ibm.com/
roadmaps/ Rquantum/ - [109] E. Tham et al., “Breakeven demonstration of quantum low-density parity-check codes,” arXiv:2606.06455, Jun. 2026. D
- [238] A. B. Ziad et al., “Local clustering decoder as a fast and adaptive hardware decoder for the surface code,” Nat. Commun., vol. 16, no. 1, Art. no. 11048, Dec. 2025, doi: 10.1038/s41467-025-66773-x. D
- [248] S. Bravyi et al., “High-threshold and low-overhead fault-tolerant quantum memory,” Nature, vol. 627, no. 8005, pp. 778–782, Mar. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07107-7. arXiv:2308.07915. D
- [659] Qblox; Riverlane, “Qblox and Riverlane Demonstrate Integration Enabling Real-Time Quantum Error Correction,” PR Newswire, Mar. 17, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Cqblox-and-riverlane-demonstrate-integration-enabling-real-time-quantum-error-correction-302716254.html - [661] Riverlane, “Riverlane raises $75 million to meet surging global demand for quantum error correction technology,” Aug. 6, 2024. [Online]. Available: https://www.riverlane.com/
press-release/ Criverlane-raises-75-million-to-meet-surging-global-demand-for-quantum-error-correction-technology - [734] T. Müller et al., “Improved belief propagation is sufficient for real-time decoding of quantum memory,” arXiv:2506.01779, Jun. 2025. D
- [735] Altera, “Altera Closes Silver Lake Investment to Become World's Largest Pure-play FPGA Solutions Provider,” Sep. 15, 2025. [Online]. Available: https://www.altera.com/
newsroom/ Gnews/ press-release/ altera-silver-lake - [736] A. Woodie, “IBM Touts Affordable Quantum Error Correction on AMD FPGAs,” HPCwire, Oct. 28, 2025. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
2025/ P10/ 28/ ibm-touts-affordable-quantum-error-correction-on-amd-fpgas/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Криогенный декодер / декодер на чипе (крио-КМОП, БОК)
Декодирование синдрома или его предварительное декодирование выполняется внутри криостата — логика БОК при милликельвинах, КМОП при 4 K — вместо комнатной температуры.
Вердикт. Четыре проектных исследования и ноль кремния по состоянию на 4 сентября 2026 г. Декодеры на ПЛИС при комнатной температуре укладываются в сверхпроводниковый цикл 1.1 µs, поэтому вызвать этот узел к жизни способно только число вводов при 10⁴+ кубитах.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Криогенный декодер вычисляет отображение «синдром → коррекция» внутри рефрижератора, вместо того чтобы гнать каждый бит синдрома наверх по жгуту. Конкурируют две подложки: логика на одиночных квантах магнитного потока (БОК), переключающая квантованные импульсы потока на десятках GHz при милликельвинах, и КМОП, охарактеризованная при 4 K. Происхождение здесь архитектурное: БОК-декодер на каждый кубит в 2020 г. S[744], онлайновый БОК-декодер поверхностного кода в 2021 г. S[745], затем в 2025–26 гг. инверсия подхода — сжимать синдромы при 4 K, а не декодировать их S[733]S[746].
- Управление и размещение: холодная цифровая логика на милликельвиновой ступени или на ступени 4 K.
- Производство: многослойная Nb-литография либо КМОП, охарактеризованная при 4 K; процесса, специфичного для декодера, не существует.
Физика и пределы
Ограничение здесь — тепловая бухгалтерия. Одно переключение БОК-перехода рассеивает величину порядка I_cΦ₀ ≈ 10⁻¹⁹ J, поэтому декодер на 10⁵ переходов при 2 GHz укладывается в десятки µW — опубликованная точка составляет 2.78 µW S[745] — против рефрижератора растворения, отдающего сотни µW при 100 mK. Крио-КМОП меняет это на установку ≈2 W при 4 K S[550], из которых один проект тратит 1.5 W на обслуживание 2 668 логических кубитов при d = 21 S[733]. Ни один из этих пределов не фундаментален: каждый — это распределение внутри бюджета, на который уже претендует управление, и он сдвигается вместе с семейством логики — более экономичный крио-КМОП, БОК при ~1.6 µW на кубит, логика на адиабатическом потоковом параметроне ещё ниже S[550]. Доминирующий режим отказа — не паулиевская ошибка: декодер, чья пропускная способность падает ниже темпа поступления синдромов, накапливает неограниченную очередь, поэтому конструкцию задают задержка и полоса. БОК вблизи кубитного кристалла добавляет второй механизм: фронты импульсов излучают, и опосредованное фотонами отравление квазичастицами дало измеренную ошибку 1.2(1)% на клиффордовскую операцию для БОК-драйвера на отдельном кристалле, который переключается несравнимо реже, чем переключался бы декодер Dфакт.
Достигнутый инженерный уровень
Все цифры по декодерам получены после синтеза; последняя строка — ближайший реально изготовленный аналог.
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2021-03 | БОК-декодер поверхностного кода: 2.78 µW при 2 GHz, порог 1.0%, d = 5–13 | Ueno et al. | S[745] |
| 2025-12 | Предекодер 22 nm FDSOI при 4 K: сокращение полосы в 3 780.72×, пик < 0.56 mW | Univ. Michigan | Sфакт |
| 2026-06 | Компрессор 22 nm FDSOI при 4 K: 48× при d = 17, 14 238× суммарно, 100 ns на раунд | Univ. Michigan | Sфакт |
| 2026-07 | Изготовленный КМОП-контроллер на 4 K, самостоятельно секвенирующий код повторения d = 5, ≤3.5 W | HRL Laboratories | Dфакт |
Доминирующий член бюджета — классический: полоса на выходе из криостата и задержка кругового обхода.
Производство, материалы и цепочка поставок
Оба проекта на крио-КМОП исполнены в 22 nm FDSOI, охарактеризованном при 4 K, и оба взяли этот PDK у Semiwise Ltd (Великобритания) S[746] — один небольшой поставщик стоит между каждой академической группой и tape-out. За ним стоит объёмный маршрут 22FDX от GlobalFoundries Cфакт. Путь БОК зависит от многослойной ниобиевой фабрики SEEQC в Elmsford NY Dфакт — единственной коммерческой линии своего класса. Ни выхода годных, ни удельной стоимости не существует: tape-out не сделан ни разу. ECCN 3A901.a покрывает КМОП-микросхемы, «спроектированные для работы при» ≤4.5 K — то есть по замыслу конструкции, а не по достигнутым характеристикам, — так что топология контролируется ещё до изготовления факт.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Узел существует ради сокращения ввода-вывода. Сверхпроводниковый цикл QEC равен 1.1 µs D[1], а логический кубит расстояния d выдаёт d²−1 бит синдрома за раунд — это ≈0.4 Gb/s при d = 21. При 10³ физических кубитах не связывает ничто: декодер локальной кластеризации держится ниже 1 µs на раунд вплоть до d = 17 на Xilinx VU19P, занимая ≈6% его LUT Dфакт, а точное паросочетание (matching) на ПЛИС (FPGA) даёт в среднем 0.8 µs при d = 13 D[727]. Стена на 10⁴–10⁶ имеет механическую природу раньше, чем вычислительную: число вводов, тепловая нагрузка жгута, полоса сериализатора, пересекающего границу 4 K. Именно этот член и атакует сжатие.
Роль в стеке
Альтернативный декодер на решётке трансмонов с перестраиваемыми элементами связи. Узел требует сначала БОК-управления при милликельвинах или крио-КМОП-управления при 4 K, ничего не обеспечивает ниже по стеку и никого не блокирует. Он заменяет декодирование на ПЛИС при комнатной температуре: ПЛИС перепрограммируется по мере смены кодов и моделей шума, тогда как холодная ASIC имеет фиксированную функцию, конкурирует с управлением за холодные ватты и подпадает под экспортный контроль уже на уровне файла проекта. Аргумент в пользу ASIC лежит на стороне предложения: коммерческие ПЛИС верхнего уровня — это дуополия AMD/Altera, одна сторона которой с 2025 г. контролируется фондом прямых инвестиций факт. В роли предекодера узел добавляет ≈0.10 µs на раунд Sфакт вне производного такта = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс, который остаётся ≈0.65 µs против измеренного цикла 1.1 µs; меняется только стоимость кабельной части.
Свидетельства — как измерены числа
Каждая цифра по декодерам — это послесинтезная оценка мощности, быстродействия и площади на криогенно охарактеризованном PDK плюс векторное моделирование, причём синдромы берутся из моделей шума, а не с реального устройства; предекодер 2025 г. по крайней мере оценивался при шуме уровня схемы, а не при шуме уровня ёмкости кода, и ни одно из этих исследований не воспроизведено вне пересекающегося круга авторов. У удельной мощности на кубит при 4 K нет общего определения: 23 mW измерены IBM при исполнении двухкубитного вентиля против «оптимистичных» 5 mW и заявок ниже 2 mW Sфакт; только 23 mW привязаны к реально исполняемому вентилю. Многократно повторяемая задержка паросочетания на ПЛИС в 367 ns происходит из репозитория, где не указаны ни кодовое расстояние, ни статья; рецензированная цифра — 0.8 µs при d = 13 D[727], она здесь и используется.
Не опубликовано: объём размещения и диапазон цены SEEQC, по-прежнему не заполненные в поправке к форме S-1 от 2026-09-11 факт, а также патентное семейство, специфичное для криогенного декодирования.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| University of Michigan | Исследования | США | Авторы обоих проектов — холодного предекодера и компрессора | Sфакт |
| SEEQC Inc. | Разработчик, поставщик | США | Ниобиевая фабрика и БОК-управление при милликельвинах; единственный убедительный носитель БОК | Dфакт |
| HRL Laboratories | Разработчик | США | Единственная реально изготовленная холодная логика внутри петли QEC | Dфакт |
| IBM | Разработчик, покупатель | США | Крио-КМОП ASIC смещения по потоку на 156 кубитов; приобрела HRL | Cфактфакт |
| Semiwise Ltd | Поставщик | Великобритания | Единственный источник используемого PDK 22 nm FDSOI для 4 K | S[746] |
| Riverlane | Разработчик, конкурент | Великобритания | Действующий игрок в декодировании на ПЛИС при комнатной температуре | Dфакт |
| US Bureau of Industry and Security | Регулятор | США | Контролирует КМОП-микросхемы для ≤4.5 K по замыслу конструкции | факт |
Деньги. 2025-12/2026-06 · University of Michigan · грант DOE ARQC DE-SC0025633, сумма не раскрыта · финансирует оба исследования · продолжается S[746]. 2026-05-21 · GlobalFoundries · письмо о намерениях по CHIPS · $375 M USD · Министерство торговли США · необязывающее факт. 2026-05-26 · SEEQC · форма S-4 для листинга на Nasdaq через соглашение о слиянии с Allegro от 2026-01-16 · размещение на $75 M плюс PIPE на $65 M при стоимости бизнеса ~$1 B · подано G[575]; слияние расторгнуто 2026-08-25, а отдельное IPO SEEQC по форме S-1 (подана 2026-06-29) по состоянию на 30 сентября 2026 г. не состоялось факт; уточнённая форма S-1 SEEQC от 2026-08-28 показывает выручку $4.2 M за 2025 г., чистый убыток $12.2 M за 2025 г. и $18.1 M денежных средств на 2026-06-30 факт. 2026-07-23 · IBM · приобретение HRL Laboratories · условия не раскрыты · сделка закрыта 2026-08-26 Cфактфакт. Ни одна программа не финансирует криогенное декодирование напрямую.
Рынок и цепочка поставок. Этого никто не продаёт. Обеспечивающие товары лежат слоем ниже: криогенные PDK, мощности 22FDX, прогоны многослойного Nb и те стойки, которые холодный декодер вытеснил бы. Концентрация тяжёлая с обоих концов; удельную экономику привести нечем. Платит за это только G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Патентного семейства, специфичного именно для криогенного декодирования, в поименованной датированной базе не найдено. Ближайшее — GB 2641501 A "Quantum decoder" компании Riverlane (опубликован 2025-12-10), где заявлена аппаратная кластеризация при комнатной температуре факт. Стандарта на интерфейс передачи синдрома через границу 4 K не существует; NVQLink от NVIDIA стандартизует вместо этого тёплую сторону.
Дорожные карты и послужной список. Предекодер и компрессор Michigan (2025-12-10, 2026-06-29 · дата tape-out не назначена · по состоянию на 4 сентября 2026 г. только проект) — реальные данные PDK, но никаких обязательств по изготовлению. БОК-управление SEEQC (рецензированная публикация 2026-03-10 · декодирование в дорожной карте отсутствует) — единственный участник, у которого есть собственный процесс и который, если его IPO состоится, получит средства на tape-out. Крио-КМОП-управление IBM (тезисы 2026-03-16 · препринта нет) — не доказано на уровне публикационного стандарта.
Стратегическое прочтение. Если холодное декодирование заработает, победители уже владеют холодным кремнием и бюджетом охлаждения — SEEQC на БОК, IBM/HRL и GlobalFoundries на КМОП, — потому что декодирование сворачивается в чип, который они и так поставляют. Проигрывают самостоятельные поставщики декодеров, чья ценность в перепрограммируемости, и поставщики ускорителей, ставящие на то, что декодирование переедет на GPU по тёплому каналу. Переговорная сила у владельца подложки.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к 2028 г., если хоть один криогенный предекодер пройдёт tape-out и даст измеренный кремний; понизить, если литература 2027 г. останется на уровне послесинтезных оценок. В лучшем случае к 2029 г.: компрессор при 4 K внутри системы, близкой к QBI, поглощает поток синдромов ещё до жгута. В худшем случае: декодирование при комнатной температуре масштабируется вместе с кодами qLDPC и более быстрыми каналами. Открытые вопросы: какая базовая величина мощности должна задавать размер холодного декодера; может ли декодирующая логика делить ступень с управлением, не возвращая отравление квазичастицами; упрётся ли хоть одна платформа в стену по вводам раньше 10⁴ кубитов. Следить за листингом SEEQC и за дорожной картой IBM после покупки HRL.
Бюджет переходов, определяющий размер декодера на БОК-логике, снижается со стороны проектирования: бестактовая библиотека ячеек xSFQ со встроенными усилителями разветвления (fan-out) сокращает число джозефсоновских переходов в 2.7–3.4 раза (на 63–71%) на стандартных однотактных логических бенчмарках и на 41–66% на конвейерных, причём одна ячейка изготовлена и проверена при 4.2 K P[897]. Декодер не построен; цифры относятся к логике общего назначения.
Литература
- [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
- [550] S. Kawabata, “Integration and Resource Estimation of Cryoelectronics for Superconducting Fault-Tolerant Quantum Computers,” arXiv:2601.03922, Jan. 2026. S
- [575] SeeQC, Inc., “Form S-4 Registration Statement (SeeQC, Inc. / Allegro Merger Corp.),” U.S. Securities and Exchange Commission, May 2026. [Online]. Available: https://www.sec.gov/
Archives/ Gedgar/ data/ 1779977/ 000121390026061108/ ea0278139-04.htm - [727] Y. Wu, N. Liyanage, and L. Zhong, “Micro Blossom: Accelerated Minimum-Weight Perfect Matching Decoding for Quantum Error Correction,” Proc. 30th ACM Int. Conf. Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems (ASPLOS '25), vol. 2, Mar. 2025, doi: 10.1145/3676641.3716005. arXiv:2502.14787. Also https://github.com/
yuewuo/ . Dmicro-blossom - [733] A. Knapen et al., “Pinball: A Cryogenic Predecoder for Surface Code Decoding Under Circuit-Level Noise,” arXiv:2512.09807, Dec. 2025. S
- [744] A. Holmes et al., “NISQ+: Boosting quantum computing power by approximating quantum error correction,” arXiv:2004.04794, Apr. 2020. S
- [745] Y. Ueno, M. Kondo, M. Tanaka, Y. Suzuki, and Y. Tabuchi, “QECOOL: On-Line Quantum Error Correction with a Superconducting Decoder for Surface Code,” arXiv, Nov. 8, 2021. [Online]. Available: https://arxiv.org/
abs/ S2103.14209 - [746] G. Tao et al., “CryoZip: An Efficient Cryogenic Compressor for Quantum Error Correction Syndromes,” arXiv:2606.30805, Jun. 2026. S
- [897] P. Papanikolaou, A. Vanasse, H. Jin, G. Tzimpragos, and J. Volk, “Duplication-aware retiming and cell interface redesign for superconductor circuit minimization,” arXiv:2610.02333, Oct. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Коррелированное декодирование / декодирование с учётом потерь (трансверсальные вентили, потеря атомов)
Декодеры, которые принимают оповещения (heralding) о потере атома как локализованные стирания (erasure) и декодируют сразу по трансверсальным слоям вентилей, а не раунд за раундом.
Вердикт. Реально на одном наборе данных (1.73(13)× против декодера, слепого к потерям, 448 атомов, четыре раунда); не подтверждено ни при дозагрузке, ни на глубине, ни во второй лаборатории.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (стадия A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей настоящего отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Не железо, а дисциплина декодирования. Декодирование с учётом потерь потребляет оповещение: отсутствующий атом — это стирание в известной позиции, поэтому стабилизаторы, задевающие вакансию, перемножаются в операторы суперпроверки большего веса, по-прежнему коммутирующие с уцелевшим кодом [4]. Коррелированное декодирование решает совместную историю синдромов сразу по трансверсальным (блок-в-блок) слоям, а не поблочно; Cain et al. (Harvard, 2024-03-05) показали, что число раундов между клиффордовыми вентилями падает как O(d)→O(1) [738], что затем обобщено как алгоритмическая отказоустойчивость (Nature 2025) [152].
f = потери + стирание; a/c/d/e/g = отсутствуют — классические вычисления, ни производства, ни размещения [запись графа].
Физика и пределы
Активом здесь является само оповещение: >80% утечки (leakage) в ридберговских массивах приходится на потерю атома, и регистрация флуоресценции её находит [4]. Локализованное стирание стоит декодеру только паулевского фрейма, но не позиции — именно поэтому преобразование в стирания поднимает пороги схемного уровня в 3–4× при неизменной физике вентиля [8]. Платой служит расстояние: каждая суперпроверка есть произведение двух стабилизаторов, так что всякая вакансия локально прореживает код. Коррелированное декодирование платит иначе: трансверсальные CNOT переносят ошибки между блоками, поэтому граф растёт с глубиной схемы, а не с d. Нижнюю границу не сдвигает ничто — остаток без оповещения остаётся нетронутым: утечка по m_F составляет 0.008(1)% на атом на вентиль против 0.087(5)% потери атома факт.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2025-11-10 | Выигрыш 1.73(13)× от флагов потерь + ML относительно обычного декодирования, те же данные на 448 атомов | Harvard/MIT/QuEra | D[4]факт |
| 2026-03 | Декодер коррелированных потерь: порог 4% против 3.2% в предположении независимых потерь; 144 µs на раунд; моделирование | QPerfect | S[739]факт |
| 2026-06-12 | [[4,2,2]] на ¹⁷¹Yb: безусловный распад в 1.9(4)× медленнее при использовании информации о стираниях (3.6(1)× — это пост-селектированное удержание) | Princeton | D[142]факт |
Та же схема: 2.14(13)×, d=3→5, четыре раунда. Доминирующий член: потеря атома, а не ошибка Паули.
Не опубликовано: дата закрытия и цена полного приобретения QPerfect компанией BTQ, чей опцион был исполнен между 2025-04 и 2026-07, а также датированное патентное семейство по декодированию с учётом потерь или коррелированному декодированию.
Производство, материалы и цепочка поставок
Никакой фабрики: классические вычислители уже куплены под паросочетание (matching). Область применения задаёт задержка: 144 µs на раунд укладываются в атомный цикл 1–4.5 ms с запасом 7–30× [739], но превышают сверхпроводниковый цикл 1.1 µs в ~130× — вот почему это остаётся специфичным для атомов. Полоса под флаги потерь составляет один бит на узел за раунд, поэтому стеной на 10³–10⁴ атомов оказываются регистрация флуоресценции за ~0.5–1 ms и окно декодирования, растущее с логической глубиной, а вовсе не канал связи. Унаследованные единые точки отказа: регистрация флуоресценции на камерах qCMOS от Hamamatsu факт и два поставщика акустооптических дефлекторов (АОД) факт.
Роль в стеке
Основной декодер на обоих ридберговских массивах пинцетов — на щелочных (Rb/Cs) и щёлочноземельных (Yb/Sr) атомах. Требует высокоскоростных каскадных кодов с трансверсальными вентилями; предоставляет декодирующую половину алгоритмической отказоустойчивости, чьё утверждение о постоянном числе раундов иначе ничем на железе не подкреплено. Производный такт = сумма раунда синдрома (вентили 1 µs, транспорт 800 µs, однокубитные вентили 10 µs, считывание 501 µs) ≈ 1.3 ms, ~0.76 kHz; декодер обязан уложиться внутрь него, а не задавать его. Верификация: 1.73× — это отношение декодера к декодеру на данных одной лаборатории, невоспроизведённое; 4% — моделирование [739]. Четыре раунда не проверяют ни дрейф, ни дозагрузку; контролем служит тороидальный код Atom Computing, где подавление при дозагрузке исчезает (0.63% против 0.64% за цикл) [148]. Расхождение 1.9(4)×/3.6(1)× у Princeton разрешено: одна работа, две разные величины факт.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Harvard/MIT | исследования | США | Коррелированное декодирование, суперпроверки, 1.73(13)× | D[4], [738] |
| QuEra | разработчик | США | Соавтор; Libra 2028 на это рассчитывает | D[4]C[153] |
| QPerfect (BTQ) | поставщик | Франция | Декодер коррелированных потерь; цифровой двойник aQCess | S[739]C[740] |
| Atom Computing | пользователь | США | Yb с нативным стиранием; контрпример с дозагрузкой | D[148]C[154] |
Деньги.
2025-04-09 · BTQ Technologies · €2 M в QPerfect при оценке €10 M pre-money (16.67%) · term sheet P[741]
2026-07-22 · QPerfect · цифровой двойник aQCess, Equipex+ ANR-21-ESRE-0032 · объявлено C[740]
2026-06-16 · Atom Computing · $100 M раунда серии C (Third Point) + LOI по CHIPS на $100 M · закрыт + LOI C[154]факт
2025-11-06 · DARPA QBI Stage B · Atom Computing, QuEra среди одиннадцати · ≤$15 M каждому факт
Рынок и цепочка поставок. Рынка компонентов нет: такты GPU/ПЛИС (FPGA) уже куплены под паросочетание; риск концентрации лежит выше по цепочке — в регистрации флуоресценции и АОД. Платит только по G3/G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Ни одно датированное патентное семейство не называет декодирование с учётом потерь или коррелированное декодирование по состоянию на 4 сентября 2026 г.; методы открыты, код академический.
Дорожные карты и послужной список. Раунды O(d)→O(1) (2024-03): в Nature 2025 показаны только в схеме из четырёх раундов. QuEra, 100 логических (2024-01, на 2026 год): теперь Libra 2028 факт. Физика в срок, продукты с опозданием.
Стратегическое прочтение. Если это устоит, атомы превращают свой худший недостаток в дешёвый учитываемый канал, а трансверсальные архитектуры обыгрывают решёточную хирургию по пространственно-временной стоимости: выигрывают QuEra, Atom Computing, Pasqal и Infleqtion, а сверхпроводниковые вендоры теряют задержку декодера как отличительное преимущество. Угроза замещения: ридберговский CZ выше 99.95% сжимает член потерь. Неконкурентное благо: сдать его в аренду не может ни один поставщик.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если декодер QPerfect отработает на реальных синдромах либо второй вендор опубликует собственный выигрыш от учёта потерь; понизить в статусе, если выигрыш умрёт при дозагрузке или за пределами четырёх раундов. В лучшем случае к 2029 году: значение по умолчанию во всех отказоустойчивых стеках на нейтральных атомах; в худшем — архитектура одной группы, никогда не выходящая за 10³ атомов. Открыто: держится ли 1.73× на 10⁴ атомах, на глубинах, где коррелированный граф перерастает память, и на ионах [667]?
Литература
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. D
- [8] Y. Wu, S. Kolkowitz, S. Puri, and J. D. Thompson, “Erasure conversion for fault-tolerant quantum computing in alkaline earth Rydberg atom arrays,” Nat. Commun., vol. 13, Art. no. 4657, 2022, doi: 10.1038/s41467-022-32094-6. arXiv:2201.03540. S
- [142] B. Zhang et al., “Logical qubits with erasure conversion using metastable neutral atoms,” Nat. Phys., vol. 22, no. 6, pp. 910–916, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03309-0. arXiv:2506.13724. D
- [148] Atom Computing and Collaborators, “Quantum error correction with the toric code,” arXiv:2606.04079, Jun. 2026. D
- [152] H. Zhou et al., “Low-Overhead Transversal Fault Tolerance for Universal Quantum Computation,” Nature, vol. 646, no. 8084, pp. 303–308, 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09543-5. arXiv:2406.17653. S
- [153] QuEra Computing, “QuEra Expands $230 Million Financing Round Advancing Quantum-Accelerated Supercomputing,” Sep. 9, 2025. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Cquera-expands-230-million-financing-round-advancing-quantum-accelerated-supercomputing - [154] Atom Computing, “Atom Computing Raises More Than $300 Million to Accelerate Deployment of Fault-Tolerant, Neutral-Atom Quantum Computers,” PR Newswire, Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Catom-computing-raises-more-than-300-million-to-accelerate-deployment-of-fault-tolerant-neutral-atom-quantum-computers-302800832.html - [667] A. Paetznick et al., “Improved quantum processor logical error rates via correction and detection,” Nature, vol. 654, no. 8118, pp. 349–355, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10628-y. D
- [738] M. Cain et al., “Correlated decoding of logical algorithms with transversal gates,” arXiv:2403.03272, Mar. 2024. D
- [739] H. Perrin, G. Roger, and G. Pupillo, “Correlated Atom Loss as a Resource for Quantum Error Correction,” arXiv:2603.24237, Mar. 2026. S
- [740] BTQ Technologies, “BTQ Technologies' QPerfect Subsidiary and the University of Strasbourg Partner to Support France's First Public Neutral-Atom Quantum Computing Platform,” PR Newswire, Jul. 22, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Cbtq-technologies-qperfect-subsidiary-and-the-university-of-strasbourg-partner-to-support-frances-first-public-neutral-atom-quantum-computing-platform-302831874.html - [741] C. Choucair, “BTQ Technologies to Invest Over $2 Million in QPerfect to Advance Neutral Atom Quantum Computing,” The Quantum Insider, Apr. 9, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ P04/ 09/ btq-technologies-to-invest-over-2-million-in-qperfect-to-advance-neutral-atom-quantum-computing/
G Bluvstein et al. (Harvard/MIT/QuEra), Nature 649, 39 (online 2025-11-10; arXiv:2506.20661, 2025-06-25): surface code on up to 448 atoms, 2.14(13)× below threshold in a four-round c… · 2025-11-10 · https://www.nature.com/articles/s41586-025-09848-5
G Evered, Xu, Li, Geim, Bonilla Ataides, Kalinowski, Bluvstein, Maskara, Kokail, Greiner, Vuletic, Lukin (Harvard/MIT), "High-fidelity entangling gates and nonlocal circuits with neu… · 2026-04-28 · https://arxiv.org/abs/2604.25987
G Perrin, Roger, Pupillo (Univ. Strasbourg/CNRS, QPERFECT SAS), "Correlated Atom Loss as a Resource for Quantum Error Correction", arXiv:2603.24237 (2026-03): fast correlated-loss de… · 2026-03 · https://arxiv.org/html/2603.24237
G CONFLICT RESOLVED: the 1.9(4)x and 3.6x figures both appear in arXiv:2506.13724v2 (Princeton [[4,2,2]] metastable 171-Yb) and describe different quantities — the logical decay rate… · 2026-09-04 · https://arxiv.org/html/2506.13724v2
G Hamamatsu Photonics ORCA-Quest qCMOS is the named single-photon-sensitivity camera in the Harvard/QuEra 448-atom fluorescence-imaging line and in MIT, NIST/UMD and Osaka neutral-at… · 2026-09 · https://www.hamamatsu.com/us/en/news/events/2026/APS-DAMOP-2026.html
G Only two acousto-optic deflector suppliers are named across the sourced neutral-atom literature: AA Opto-Electronic (France; DTSX-400 crossed AODs in the Harvard 448-atom system, a… · 2026-09-04 · https://gandh.com/news-and-resources/g-and-h-acousto-optic-deflectors-in-nature-papers
G QuEra: Libra fault-tolerant system 2028 (>256 logical, 10⁻⁶, on Braket) and gigaquop system 2028–29 — its Jan-2024 roadmap had promised 100 logical qubits in 2026 · 2026-06-15 · https://www.quera.com/press-releases/quera-announces-2028-fault-tolerant-quantum-computer-and-expanded-multi-year-strategic-collaboration-with-aws
G Atom Computing: $100 M Series C (Third Point) plus $100 M DoC CHIPS LOI, total > $300 M, 2026-06-16 · 2026-06-16 · https://www.prnewswire.com/news-releases/atom-computing-raises-more-than-300-million-to-accelerate-deployment-of-fault-tolerant-neutral-atom-quantum-computers-302800832.html
G DARPA QBI Stage B (announced 2025-11-06, ~12 months, up to $15 M each): Atom Computing, Diraq, IBM, IonQ, Nord Quantique, Photonic Inc., Quantinuum, Quantum Motion, QuEra, Silicon… · 2025-11-06 · https://www.darpa.mil/research/programs/quantum-benchmarking-initiative/stage-b-selection
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
ПЛИС-декодеры реального времени (LCD, Deltaflow)
ПЛИС комнатной температуры, на которых работают декодеры кластеризации или паросочетания (matching), достаточно быстрые, чтобы разбирать синдромы поверхностного кода внутри цикла QEC, опережая альтернативы на GPU и криогенные.
Вердикт. Пропускная способность менее 1 µs на раунд опубликована вплоть до d=17, но декодирование живых синдромов поверхностного кода задокументировано лишь до d=5, а коррекция в замкнутом контуре — до d=3; отставание по точности от нейросетевых декодеров реально.
Λ — коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 — классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Классическая аппаратура, потребляющая биты синдрома и выдающая коррекции внутри цикла кода. Происхождение — из аргумента о накоплении очереди: если среднее время декодирования превышает время цикла, недекодированные раунды копятся неограниченно, и логическую частоту ошибок начинает задавать классическая аппаратура. ПЛИС (FPGA) выиграли за счёт детерминированной задержки, а не скорости.
Атрибуты: вычислительный модуль, а не носитель (аффинность 0.5); собственных характерных времён, считывания, подвижности, управления и технологии изготовления нет.
Структура ошибок, которую он потребляет: паулиевские синдромы повёрнутого поверхностного кода.
Физика и пределы
Пропускная способность обязана разбирать один раунд за цикл — 1.1 µs на аппаратуре класса Willow D[1], — и декодер кластеризации Riverlane это обеспечивает вплоть до d=17 D[238]. Задержка реакции ограничивает каждый не-клиффордовский вентиль, и измерить её можно только в замкнутом контуре: в Shenzhen контур замкнули за 550 ns при d=3, внутри цикла 1.25 µs D[729]. За задержку платят точностью: порог LCD составляет 0.55% против 0.7% у программного MWPM D[238], а на одних и тех же синдромах Willow паросочетание дало Λ = 2.04 там, где нейросетевой декодер дал 2.14 D[1]. Вторая стена — площадь: LCD при d=17 занимает ~6% логических LUT кристалла Xilinx VU19P на один логический кубит D[238], то есть ~16 таких логических кубитов на одну микросхему верхнего уровня.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2025-02-20 | Точный MWPM за 0.8 µs в среднем, d=13, p=0.1%, 62 MHz | Yale (Micro Blossom) | D[727] |
| 2025-12-17 | Кластеризация менее 1 µs на раунд вплоть до d=17 на одной ПЛИС | Riverlane | D[238] |
| 2026-05-06 | Первое нейросетевое декодирование на ПЛИС в замкнутом контуре на работающем процессоре, 550 ns при d=3 | IQA Shenzhen | D[729] |
Relay-BP от IBM для gross-кода заявляет итерацию 24 ns и менее 1 µs на цикл при p ниже 3×10⁻³ — на смоделированных синдромах S[48].
Показатели Relay-BP на ПЛИС у IBM получены на смоделированных синдромах, а приведённые в аннотации 24 ns / <1 µs противоречат значению 480 ns на окно из 12 циклов, приводимому в других источниках факт. Раунд серии C у Riverlane составляет $75 M в релизе 2024 года и $85 M в дорожной карте 2026 года. Сотрудничество IBM и AMD по декодеру на ПЛИС известно только из отраслевой прессы; его условия не опубликованы.
Производство, материалы и цепочка поставок
Собственного производства нет: коммерческая плата ПЛИС в стойке комнатной температуры. Каждый опубликованный декодер реального времени работает на кремнии AMD/Xilinx (VU19P для LCD D[238], VMK180 для Micro Blossom D[727]); единственная коммерческая альтернатива сменила владельца, когда продажа Intel 51% Altera фонду Silver Lake при оценке $8.75 B, объявленная в апреле 2025 года, была закрыта 2025-09-15 G[735], — дуополия, одна сторона которой находится под фондом прямых инвестиций. ПЛИС верхнего уровня попадают в периметр экспортного контроля США. Нагрузка по вводу-выводу — это канал синдромов: на 10³ кубитов она тривиальна, но на 10⁴–10⁶ его скорость вынуждает вводить предварительное декодирование при 4 K либо множество параллельных плат.
Роль в стеке
Альтернативный декодер на решётке трансмонов с перестраиваемыми элементами связи. Требует повёрнутого поверхностного кода и даёт поток коррекций, необходимый отказоустойчивости; он вытесняет декодирование на GPU, у которого хвостовая задержка недетерминирована — 3.84 µs в среднем и 3.96 µs максимум только на прохождение NVQLink C[324]. Его вклад в производный такт — это нижняя граница, а не слагаемое: он обязан укладываться в цикл 1.1 µs, и укладывается. Верификация: это показатели декодера в отрыве от системы, на воспроизведённых или смоделированных синдромах; живых контуров только два — при d=3 и с кластеризующим декодером в контуре на Rigetti Ankaa-2, единственном носителе по реестру; фигурирующие у Micro Blossom 367 ns — цифра из репозитория, не встречающаяся ни в одной статье, тогда как опубликованное значение равно 0.8 µs D[727].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Riverlane | поставщик | Великобритания | LCD и Deltaflow — единственный коммерческий стек QEC | D[238] |
| AMD | поставщик | США | Кремний ПЛИС, на котором работает каждый опубликованный декодер | D[238] |
| пользователь | США | Базовые 63 µs при d=5 D[1], затем нейросетевое декодирование при d=7 | D[2] | |
| IQA Shenzhen | исследования | Китай | Первое нейросетевое декодирование на ПЛИС в замкнутом контуре на работающем процессоре | D[729] |
Деньги.
2024-08-06 · Riverlane · раунд серии C · $75 M · лид Planet First Partners · закрыт C[661]факт
2025-09-15 · Intel/Altera · продажа 51% · оценка предприятия $8.75 B · Silver Lake · закрыто (объявлено 2025-04-14) G[735]факт
Рынок и цепочка поставок. Один коммерческий поставщик декодеров, один доминирующий поставщик ПЛИС и NVIDIA, продвигающая NVQLink как альтернативу, — открытая оконечная точка при ускорителе из единственного источника C[324]. Стек Riverlane поставляется интегрированным с управляющей аппаратурой Qblox C[659]. Он оплачивает только G3 и G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Патент Riverlane GB 2641501 A «Quantum decoder» (опубликован 2025-12-10) заявляет сгруппированные обрабатывающие элементы, выполняющие кластеризацию на декодирующем гиперграфе, — то есть саму архитектуру LCD G[662]. Стандарта на декодеры не существует.
Дорожные карты и послужной список. Riverlane (2026-03-12 · megaquop до 2030, teraquop с 2033 · LCD опубликован в срок C[658]). IBM (2025-10 · декодирование gross-кода на ПЛИС · по состоянию на 2026-09-04 по-прежнему моделирование S[48]).
Стратегическое прочтение. Тот, кому принадлежит декодер, стоит между любым сверхпроводниковым QPU и отказоустойчивостью, — но слой достаточно тонок, чтобы поставщики QPU делали его собственными силами, как поступили IBM и Google. AMD выигрывает в любом случае; угроза в том, что NVQLink обезличит интерфейс до уровня биржевого товара.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к концу 2027: декодер на ПЛИС, замыкающий контур на живых синдромах при d ≥ 7, — живое декодирование при d = 7 не задокументировано ни для одного декодера, включая нейросетевой результат Google при d = 7 D[2], — либо Relay-BP на реальной аппаратуре gross-кода; понизить оценку, если не случится ни того ни другого. В лучшем случае к 2029 г.: переносимый интерфейс с кремнием от второго источника; в худшем — декодеры под каждого поставщика, которые невозможно сравнивать. Что связывает первым при d=17: задержка реакции или пропускная способность? Переживут ли поставщики декодеров переход поставщиков QPU на собственную разработку? Дотянется ли экспортный контроль до ПЛИС?
Литература
- [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
- [48] T. Maurer et al., “Real-time decoding of the gross code memory with FPGAs,” arXiv:2510.21600, Oct. 2025. S
- [238] A. B. Ziad et al., “Local clustering decoder as a fast and adaptive hardware decoder for the surface code,” Nat. Commun., vol. 16, no. 1, Art. no. 11048, Dec. 2025, doi: 10.1038/s41467-025-66773-x. D
- [324] S. Caldwell et al., “NVIDIA NVQLink Architecture Integrates Accelerated Computing with Quantum Processors,” NVIDIA Technical Blog, Nov. 17, 2025. [Online]. Available: https://developer.nvidia.com/
blog/ Cnvidia-nvqlink-architecture-integrates-accelerated-computing-with-quantum-processors/ - [658] Riverlane, “Riverlane publishes QEC Technology Roadmap that can accelerate quantum computing's path to utility scale by 3–5 years,” Mar. 12, 2026. [Online]. Available: https://www.riverlane.com/
press-release/ Criverlane-publishes-qec-technology-roadmap - [659] Qblox; Riverlane, “Qblox and Riverlane Demonstrate Integration Enabling Real-Time Quantum Error Correction,” PR Newswire, Mar. 17, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Cqblox-and-riverlane-demonstrate-integration-enabling-real-time-quantum-error-correction-302716254.html - [661] Riverlane, “Riverlane raises $75 million to meet surging global demand for quantum error correction technology,” Aug. 6, 2024. [Online]. Available: https://www.riverlane.com/
press-release/ Criverlane-raises-75-million-to-meet-surging-global-demand-for-quantum-error-correction-technology - [662] A. B. Ziad, A. Zalawadiya, B. Barber, and L. Skoric, “Quantum decoder,” Google Patents, Dec. 10, 2025. [Online]. Available: https://patents.google.com/
patent/ GGB2641501A/ en - [727] Y. Wu, N. Liyanage, and L. Zhong, “Micro Blossom: Accelerated Minimum-Weight Perfect Matching Decoding for Quantum Error Correction,” Proc. 30th ACM Int. Conf. Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems (ASPLOS '25), vol. 2, Mar. 2025, doi: 10.1145/3676641.3716005. arXiv:2502.14787. Also https://github.com/
yuewuo/ . Dmicro-blossom - [729] X. Yang et al., “Real-time Surface-Code Error Correction Using an FPGA-based Neural-Network Decoder,” arXiv:2605.04892, May 2026. Also https://arxiv.org/
html/ . D2605.04892 - [735] Altera, “Altera Closes Silver Lake Investment to Become World's Largest Pure-play FPGA Solutions Provider,” Sep. 15, 2025. [Online]. Available: https://www.altera.com/
newsroom/ Gnews/ press-release/ altera-silver-lake
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
RL-калибровка в контуре / подстройка управления
События детектирования от работающего кода одновременно служат сигналом вознаграждения для агента обучения с подкреплением, который перенастраивает параметры управления прямо по ходу QEC, заменяя плановую перекалибровку.
Вердикт. Одна команда, один кристалл, одна работа; метод улучшает точечную ошибку при фиксированном расстоянии, и не показано, что он меняет Λ, — а именно это и требуется для рубежа 10⁻⁶.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (стадия A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей настоящего отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
RL как оптимизатор управления сверхпроводниковыми кубитами не нов: широко цитируемый рекорд CZ в 99.92% между двумя флаксониумами, связанными через трансмон, — это оптимизированное с помощью RL среднее значение 99.922(9)% от 2023 года факт, но полученное офлайн и для одного вентиля. Sivak, Morvan, Broughton, Cortiñas et al. (Google, arXiv 2025-11-11; Nature 655, 2026-07-08) изменили сам контур: события детектирования служат одновременно синдромами и обучающим сигналом, так что калибровка идёт параллельно с вычислением [2].
a = 1.0, полностью инженерный слой классического управления, f = когерентная — метод гонится за систематическим дрейфом (двухуровневые системы (TLS), поток, температура), а не за стохастической ошибкой Паули [запись графа].
Физика и пределы
Нового физического предела нет: метод отслеживает существующий предел, но без мёртвого времени между калибровками. Несущее утверждение здесь архитектурное — скорость оптимизации не зависит от размера системы D[2], и это единственный путь в обход попараметрической развёртки, которая умирает выше ~10³ регулировок. Пределы следуют из того, что агент видит и что подстраивает: усреднённую частоту событий детектирования и только параметры однокубитных вентилей и вентилей CZ D[2]. Примерно ежечасные коррелированные всплески на Willow события детектирования порождают, но затухают за ~400 µs D[1] — гораздо быстрее, чем агент успевает отреагировать, и такой быстрый коррелированный дрейф статья оставляет аппаратному подавлению D[2]. Утечка (leakage) из вычислительного пространства, которую Willow убирает отдельным шагом после каждого раунда D[1], в статье не рассматривается, а считывание на уровне ~10⁻² не входит в число подстраиваемых параметров. Показатель степени метод не меняет: для рекордного прогона с d=7 значение Λ не приводится, так что сдвинулась точечная ошибка при фиксированном расстоянии, а не тот наклон, который решает, дотянет ли d≈25 до 10⁻⁶.
Исходную посылку перекалибровки в контуре оспаривает измерение 2026 года: долгоживущие двухуровневые системы (TLS) на трансмоне придают окружению память от 20 µs до 1 ms — сотни циклов коррекции ошибок по ~1 µs, — так что ошибки начинают зависеть от предыстории и от протокола; авторы противопоставляют это марковскому (без памяти) допущению, на котором стоит непрерывная калибровка P[890].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2026-07-08 | Поверхностный код d=7, декодирование AlphaQubit2 (живое декодирование не заявлено): 7.72(9)×10⁻⁴ за цикл; Λ не приводится | Google Quantum AI | D[2]факт |
| 2026-07-08 | Цветовой код d=5, декодер Tesseract: 8.19(14)×10⁻³ за цикл; устойчивость 3.5× к внесённому дрейфу | Google Quantum AI | D[2] |
| 2024-12-09 | Λ = 2.14(2) с нейросетевым декодером против 2.04(2) с ансамблевым паросочетанием (matching) на идентичных синдромах Willow | Google Quantum AI | D[1]факт |
Собственные бенчмарки реального времени AlphaQubit 2 (arXiv:2512.07737) выполнены на записанных данных, а статья об обучении с подкреплением не утверждает, что декодирование её прогона при d=7 шло в реальном времени.
Производство, материалы и цепочка поставок
Выделенного кремния нет и, в отличие от декодеров на паросочетании или кластеризации, нет заявленного расхода ресурсов ПЛИС (FPGA), который можно было бы проверить факт. Стоимость — это трафик плоскости управления: события детектирования наружу, обновления параметров внутрь, по собственному каналу декодера; вендор-нейтральной версией этого служит время кругового обхода NVQLink — 3.84 µs в среднем и 3.96 µs максимум Cфакт. Обновления идут на медленной временной шкале, вне цикла 1.1 µs, — именно поэтому метод уживается с Willow там, где более тяжёлые вычисления в контуре не ужились бы. Поставки — это мощности GPU/TPU плюс стек управления; отдельного правила экспортного контроля нет.
Роль в стеке
Декодера внутри контура управления не требует: вознаграждение — частота событий детекции; управление декодером перевзвешивает граф паросочетаний по оценкам логической ошибки, не в реальном времени, а рекордный прогон с d=7 декодировался отдельно нейросетевым декодером AlphaQubit2, отдельно описанным лишь в препринте декабря 2025 г., где скорость реального времени измерена на записанных или смоделированных данных D[2]факт. Только сверхпроводниковые трансмоны; производный раунд не меняется и равен 0.65 µs против измеренного цикла QEC 1.1 µs, ~0.91 MHz. Верификация: для рекордного прогона Λ нет, воспроизведения на второй платформе нет, а единственное живое нейросетевое декодирование в замкнутом контуре где бы то ни было — это демонстрация с d=3 и контуром 550 ns D[729]. Конфликта значений нет: 20% и >1 000 параметров в отраслевой прессе P[742] — цифры самой статьи (примерно на 20% более сильное подавление логической ошибки после обычной калибровки, более тысячи подстраиваемых параметров), наряду с её выигрышем 3.5× в устойчивости к внесённому дрейфу D[2].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Google Quantum AI | разработчик | США | Управление на RL, AlphaQubit2, Willow | D[2] |
| Google DeepMind | разработчик | Великобритания | Нейросетевые декодеры, линия AlphaQubit | D[657] |
| Q-CTRL | поставщик | Австралия | Калибровочное ПО Boulder Opal | C[743] |
| IQA Shenzhen | исследования | Китай | Единственное живое нейросетевое декодирование в замкнутом контуре | D[729] |
Деньги.
2024-10-08 · Q-CTRL · расширенный раунд серии B · USD $113 M (AUD $166 M) · ведущий инвестор GP Bullhound · закрыт C[743]
2025-10-03 · Google Quantum AI · поглотила Atlantic Quantum, управление на холодной ступени · сумма не раскрыта Pфакт
2025-11-06 · DARPA QBI Stage B · IBM — единственный трансмонный вендор, Google отсутствует · ≤$15 M каждому факт
Рынок и цепочка поставок. Рынка компонентов нет; оцениваемый заменитель — калибровочное ПО плюс такты GPU/TPU, которые продаёт только Q-CTRL, на платформах Diraq, Oxford Quantum Circuits и Rigetti C[743]. Платит по G3/G4.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства по калибровке QEC под управлением RL по состоянию на 4 сентября 2026 г. нет; Google публикует метод и придерживает декодер — вот где защитный ров.
Дорожные карты и послужной список. Следующий рубеж Google, долгоживущий логический кубит на уровне 10⁻⁶ (без даты): 7.72×10⁻⁴ при d=7 отстоит от него на три порядка и требует d≈25 при Λ≈2 D[1]; в QBI Stage B Google отсутствует G. Q-CTRL поставила Boulder Opal на трёх платформах к 2024-10 — выполнено, но в масштабе, несопоставимом с гугловским.
Стратегическое прочтение. Программная маржа на железе, которым владеет кто-то другой. Если метод разойдётся, его заберут вендоры систем управления и Q-CTRL, а штат калибровщиков сократится; если AlphaQubit2 останется внутренним инструментом Google, преимуществом Google будет декодер, а не RL. Угроза замещения: железо, которое меньше дрейфует, — флаксониум, управление на быстрой одноквантовой логике (БОК) на холодной ступени — уменьшает саму задачу.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если калибровка с RL в контуре появится на второй платформе либо будет опубликовано Λ для прогона под управлением RL; понизить в статусе, если она останется привязанной только к Willow. В лучшем случае к 2029 году: стандарт во всех сверхпроводниковых отказоустойчивых стеках, продаваемый вендорами систем управления. В худшем случае: один невоспроизведённый кристалл. Открыто: переживает ли независимая от размера оптимизация выход за пределы моделирования и можно ли сделать контур независимым от декодера?
Литература
- [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
- [657] J. Bausch et al., “Learning high-accuracy error decoding for quantum processors,” Nature, vol. 635, no. 8040, pp. 834–840, Nov. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-08148-8. D
- [729] X. Yang et al., “Real-time Surface-Code Error Correction Using an FPGA-based Neural-Network Decoder,” arXiv:2605.04892, May 2026. Also https://arxiv.org/
html/ . D2605.04892 - [742] J. Burt, “Google Uses AI Reinforcement Learning For Quantum Error Correction,” The Next Platform, Jul. 20, 2026. [Online]. Available: https://www.nextplatform.com/
compute/ P2026/ 07/ 20/ google-uses-ai-reinforcement-learning-for-quantum-error-correction/ 5275023 - [743] Q-CTRL, “Q-CTRL Sets Global Quantum Technology Fundraising Record, Increasing Series B to USD $113M, Led by GP Bullhound,” Oct. 8, 2024. [Online]. Available: https://q-ctrl.com/
blog/ Cq-ctrl-sets-global-quantum-technology-fundraising-record-increasing-series-b-to-usd-113m-led-by-gp-bullhound - [890] J. R. Guimarães et al., “Quantum environment afterglow from broadband excitation spectroscopy in superconducting qubits,” arXiv:2609.31280, Sep. 2026. P
G AlphaQubit2 is named and described as "a scalable and real-time neural decoder for topological quantum codes" in Sivak, Morvan, Broughton et al. (Google Quantum AI), "Reinforcement… · 2026-07-08 · https://link.springer.com/article/10.1038/s41586-026-10759-2
G Google Quantum AI, "Quantum error correction below the surface code threshold" (Nature 638, 920; arXiv:2408.13687): the real-time decoder for the distance-5 10^6-cycle run is a spe… · 2024-12-09 · https://arxiv.org/abs/2408.13687
G Ding, Hays, Sung, ... Serniak, Oliver (MIT / MIT Lincoln Laboratory), Phys. Rev. X 13, 031035 (2023-09-25): fluxonium CZ with transmon coupler, peak CZ fidelities 99.85-99.9%, rein… · 2023-09-25 · https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.13.031035
G Ziad, Zalawadiya, Topal, Camps, Gehér, Stafford, Turner (Riverlane), "Local clustering decoder as a fast and adaptive hardware decoder for the surface code", Nature Communications… · 2025-12-17 · https://www.nature.com/articles/s41467-025-66773-x
G NVIDIA developer blog (2025-11-17) detail: RoCE round trip 3.84 us mean, 0.035 us standard deviation, 3.96 us MAXIMUM over 1 000 samples (a bounded tail, not just a mean); BP+OSD o… · 2025-11-17 · https://developer.nvidia.com/blog/nvidia-nvqlink-architecture-integrates-accelerated-computing-with-quantum-processors/
G Atlantic Quantum (fluxonium, cold-stage control) joined Google Quantum AI, 2025-10-03 · 2025-10-03 · https://thequantuminsider.com/2025/10/03/atlantic-quantum-joins-google-quantum-ai/
G DARPA QBI Stage B (announced 2025-11-06, ~12 months, up to $15 M each): Atom Computing, Diraq, IBM, IonQ, Nord Quantique, Photonic Inc., Quantinuum, Quantum Motion, QuEra, Silicon… · 2025-11-06 · https://www.darpa.mil/research/programs/quantum-benchmarking-initiative/stage-b-selection
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
СВЧ-оптический преобразователь (полезной эффективности)
Квантово-когерентный преобразователь микроволнового диапазона в телеком-диапазон, достаточно хороший, чтобы запутывать сверхпроводниковые процессоры в разных криостатах; в 2026 году к этому не приблизилось ничто.
Вердикт. Ни одно устройство не сочетает эффективность выше 50%, добавленный шум существенно ниже одного фотона и мегагерцевую частоту повторения; расчёт IBM оценивает разрыв в три порядка сразу по всем трём осям.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг расстояния кода; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей, принятые в отчёте (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Слот занимает устройство, преобразующее распространяющийся микроволновый фотон на частоте трансмона (4–10 GHz) в телеком-фотон вблизи 194 THz с сохранением квантового состояния — и обратно, чтобы два рефрижератора растворения можно было запутать по обычному волокну, а не по криогенному коаксиальному мосту. Конкурируют три механизма, и все три суть параметрические взаимодействия типа светоделителя, возбуждаемые мощной оптической накачкой: электрооптический в ниобате лития, пьезооптомеханический через фонон гигагерцевого диапазона и магнитооптический через магнон в железоиттриевом гранате. Все три подчиняются одной величине — кооперативности C = 4g²/κ₁κ₂ [775]: эффективность растёт с C, а приведённый ко входу добавленный шум падает как N_add ∝ n_th/C. Линия происхождения тянется от резонаторной оптомеханики 2010–2013 годов к первому квантово-пригодному микроволново-оптическому интерфейсу — электрооптическому устройству при 60 mK с субфотонным добавленным шумом (2022, IST Austria) P[775].
Атрибуты. Сродство к носителю: полностью искусственное — литографический резонатор. Характерное время и детерминизм: время вентиля не определено; запутывание через эту связь — с оповещением (heralded), но никогда не детерминированное. Считывание: собственного нет. Подвижность: летающий носитель — он покидает рефрижератор. Управление и его размещение: электрооптическое, с оптической накачкой при милликельвинах. Доминирующая ошибка, как её видит код: потери — потеря фотона с оповещением, то есть стирание (erasure), плюс тепловые фотоны от накачки, порождающие ложные оповещающие срабатывания. Производство: фотонная интегральная схема (ФИС) на сверхпроводниковых резонаторах.
Физика и пределы
Всё трудное здесь вытекает из одного отношения: оптический фотон примерно в 2×10⁴ раз энергичнее микроволнового. Фотон 1 550 nm несёт 0.80 eV — примерно 9 300 K — и должен подаваться в количестве на ступень, чей бюджет охлаждения у серийных рефрижераторов растворения составляет 25–30 µW при 20 mK P[311]. Поглощённый свет накачки разрывает куперовские пары и разогревает фононную баню, а это тепло возвращается в виде тепловой заселённости моды, несущей кубитный сигнал. Усильте накачку — эффективность вырастет вместе с добавленным шумом; ослабьте её — устройство станет квантово-ограниченным, но не будет преобразовывать почти ничего. Этот компромисс проявляется через скважность (duty cycle): самое эффективное устройство в сравнении [786] — электрооптомеханический преобразователь с 0.38, ниже 47% 2018 года P[775], — работало с периодом повторения 5 000 µs и полосой 0.22 kHz D[786].
Полезное условие — η > 1/2 при N_add ≪ 1 S[775], и асимметрия здесь важна: потери можно исключить по оповещению ценой скорости, а избыточный шум нельзя убрать вовсе. Поэтому код видит стирание плюс потерю темпа, когда устройство хорошее, и неустранимую неточность, когда оно плохое. Что сдвинуло бы нижний предел: больше нелинейности на ватт рассеиваемой мощности, сверхпроводники, терпимые к свету накачки, и протоколы, перестающие требовать детерминизма — утверждение QphoX/IST, что оповещение плюс дистилляция дают белловскую точность (fidelity) >99% на уже существующих преобразователях S[786], против расчёта IBM, согласно которому удалённые вентили с точностью 99.7% на мегагерцевых темпах требуют «3 порядков по добавленному шуму, эффективности и частоте повторения» S[306]. Это разногласие и есть живой вопрос.
Достигнутый инженерный уровень
Каждый рекорд принадлежит отдельному устройству; никакие два не удаётся получить одновременно.
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2018 | Полная эффективность 47%, добавленный шум много выше одного фотона | Higginbotham et al., NIST/JILA | P[775] |
| 2022 | Внутренняя эффективность 99.5%, полная 15%, добавленный шум 0.16 фотона при 60 mK, импульсный режим | Sahu et al., IST Austria | P[775] |
| 2022 | Эффективность 0.38 при периоде повторения 5 000 µs, полоса 2.2×10⁻⁴ MHz | Brubaker et al., JILA | D[786] |
| 2024 | Полная эффективность 3×10⁻⁶, повторение ~10 µs, полоса 15 MHz, 6 добавленных фотонов | Weaver et al., QphoX | D[786] |
| 2025-02 | Оптическое считывание сверхпроводникового кубита через преобразователь | QphoX, Rigetti, Qblox | C[787] |
| 2025 | Добавленный шум 0.12 фотона при полосе 30 MHz (плёночный LiNbO₃) | Warner et al. | P[775] |
таблица
| Величина | Лучшее продемонстрированное | Требуется | Отставание |
|---|---|---|---|
| Полная эффективность | 15% в импульсном режиме P[775]; 3×10⁻⁶ против реального кубита D[786] | > 50% S[775] | ~3× при 15%; ~5 порядков при 3×10⁻⁶ |
| Добавленный шум | 0.12–0.16 фотона P[775] | ≪ 1 | только по отдельности |
| Повторение | 5.9–10 µs при низкой эффективности D[786] | MHz, непрерывно | 1–3 порядка |
| Все три сразу | нет | — | по 3 порядка каждое S[306] |
Доминирующий член бюджета — нагрев накачкой: эффективность на микроватт накачки, метрика, которая, как доказывает [786], должна заменить собой эффективность, поскольку число каналов ограничивает холодопроизводительность, а не физика преобразования.
Производство, материалы и цепочка поставок
Каждый опубликованный преобразователь — это единичный исследовательский кристалл: по состоянию на 3 сентября 2026 г. нет ни данных по выходу годных или однородности на уровне пластины ни для одной платформы, ни квалифицированного фабричного процесса (process of record). Кандидатные стеки — плёночный ниобат лития на изоляторе, нитрид кремния, титанат бария, кремниевые оптомеханические кристаллы — это материалы того самого слота фотонной фабрики, который данному узлу и требуется и где возможности 300-mm уже доказаны для другой задачи: Omega от PsiQuantum использует переключатели на титанате бария и сверхпроводниковые нанопроволочные детекторы на 300 mm линии GlobalFoundries при медианной эффективности детекторов 93.4% D[169]. Преобразователь на этот маршрут не поставил никто. Подложки ниобата лития поступают от небольшой и преимущественно китайской базы поставщиков, рефрижераторы с оптическими вводами — от Bluefors и Oxford Instruments; связывающим ограничением остаётся холодопроизводительность при 20 mK, которой больше никто не продаёт. Экспортная уязвимость: промежуточное окончательное правило Bureau of Industry and Security США от 2024-09-06 контролирует квантовые компьютеры в пределах своих полос по числу кубитов и ошибке C-NOT, компоненты и криогенное оборудование, но ни один ECCN не называет преобразователь напрямую (отображение не верифицировано, см. ниже).
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
На канал: волокно накачки в камеру смешения, микроволновая линия, тракт фильтров и счёт фотонов либо гетеродинное детектирование. Волокно практически не даёт статической тепловой нагрузки — нагрузка идёт от накачки: от десятков микроватт до милливатт на канал против 25–30 µW охлаждения при 20 mK P[311]. На 10³ каналов этот бюджет превышен примерно в 300–40 000 раз, если только эффективность на микроватт не улучшится в сопоставимой мере; 10⁴ и 10⁶ обсуждению не подлежат. Оповещению нужен полный оборот до детектора в средней точке при ~5 ns на метр, так что связь длиной 10 m стоит ~100 ns против 6–10 µs периода повторения D[786]: медленный элемент здесь — преобразователь, а не скорость света.
Роль в стеке
Единственная обслуживаемая архитектура — сверхпроводниковые трансмоны (Google, IBM, Rigetti, IQM, OQC, USTC/Zhejiang, Fujitsu). Узлу требуются сам трансмон и фотонная фабрика, способная соинтегрировать электрооптические или оптомеханические структуры со сверхпроводниковыми резонаторами и детекторами, а замещает он криогенную микроволновую связь между рефрижераторами — то есть это конкуренция, а не дополнение: IBM представила Loon с c-couplers 2025-11-12 C[49] и сообщила о двух соединённых криогенных ячейках 2026-08-19 C[50], тогда как её собственные исследователи публикуют расчёт, показывающий, что оптические связи отстают на три порядка S[306]. Узел стоит на стыке сверхпроводниковых кубитов и фотонного производства, и именно поэтому им не владеет ни один вендор. Производный такт: доминирует транспорт — около 1.0×10⁻⁵ s (период повторения 6–10 µs D[786]) против 159 ns слоёв вентилей и 282 ns считывания, так что производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс идёт примерно в 16 раз дольше внутрикристального раунда 0.65 µs. Соседние пустые слоты: криогенная микроволновая связь на масштабе многих рефрижераторов и линия фотонной фабрики.
Свидетельства — как измерены числа
Полная эффективность — это калиброванное отношение рассеяния между микроволновым и оптическим портами, поэтому цифра зависит от того, где проведены опорные плоскости: внутренняя эффективность исключает связь с портами и не является тем, что важно для линии связи. Добавленный шум приводится ко входу при работающей накачке. Протоколы упускают скважность и время теплового восстановления, которые рутинно отсутствуют в заглавных заявлениях, а также сквозную точность связи с реальным кубитом на каждом конце, ни разу не измеренную между двумя рефрижераторами. Противоречия: [775] указывает 47% (2018) как рекорд эффективности, тогда как [786] приводит в таблице 0.38 (2022) вместе с периодом повторения, который придаёт этой цифре смысл, — оба верны и несопоставимы; доверять следует показателям, сообщаемым вместе со скважностью [786]. Заглавное устройство в записи графа технологий (полные 15%, 0.16 фотона) и устройство, использованное для считывания кубита (3×10⁻⁶), различаются в ~5×10⁴ раз P[775]D[786].
Рекорды отдельных платформ (Sahu 2022, Higginbotham 2018, Warner 2025, Sonar 2025) взяты из таблиц обзора [775] — препринта авторов без экспериментального послужного списка в этой области, а не из первичных статей. [306] (IBM) требует улучшения на три порядка по шуму, эффективности и частоте повторения, тогда как [786] (QphoX/IST) заявляет о белловской точности >99% при уже достигнутых характеристиках преобразователей за счёт конструкции протокола; противоречие не разрешено. Самые свежие первичные цифры по устройствам относятся к 2025 году. Точное название, авторы, дата публикации и измеренная точность считывания статьи в Nature Physics по оптическому считыванию QphoX–Rigetti–Qblox в [787] не приведены, а [790] находится за платным доступом. Не опубликовано: ECCN для микроволново-оптических преобразователей в рамках промежуточного окончательного правила BIS от 2024-09-06; датированный подсчёт патентных семейств из поименованной базы данных; финансирование QphoX после 2024-01; и накопленное финансирование Nu Quantum.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| QphoX | разработчик | Нидерланды | Пьезооптомеханический «квантовый модем»; оптическое считывание трансмона Rigetti; многоканальная программа в NQCC | C[788]C[789] |
| IST Austria (Fink) | исследования | Австрия | Устройство на объёмном LiNbO₃, держащее рекорды по внутренней эффективности и шуму; соавтор архитектуры оптической связи | P[775]S[786] |
| Stanford (Safavi-Naeini) | исследования | США | Пьезооптомеханические кремниевые кристаллы; рекорды по шуму и полосе 2023 и 2025 годов | P[775]D[786] |
| IBM | пользователь / аналитик | США | Опубликовала анализ требований и протокол дистилляции; строит при этом микроволновые связи | S[306]C[50] |
| Rigetti | пользователь | США | Поставляет QPU Novera как микроволновую сторону экспериментов по оптическому считыванию | C[789] |
| NQCC | пользователь / финансирующая сторона | Великобритания | Размещает многоканальную систему оптического считывания по гранту Innovate UK и RVO Eureka | C[789] |
| Nu Quantum | смежный разработчик | Великобритания | Quantum Networking Unit для дата-центров; микроволново-оптического преобразования не выполняет | C[781] |
| Photonic Inc | угроза замещения | Канада | Кремниевые T-центры излучают телеком-фотоны нативно, минуя преобразование | Pфакт[186] |
| Bluefors | поставщик | Финляндия | Рефрижераторы с оптическими вводами; холодопроизводительность ограничивает число каналов | S[786] |
Деньги.
- 2024-01-17 · QphoX · раунд серии A · €8 M · QDNL Participations (лид), EIC Fund, Quantonation, Speedinvest, High-Tech Gründerfonds, Delft Enterprises · накопленно €10 M с учётом посевных €2 M в 2021 г. · закрыт C[788]
- 2025-05-06 · QphoX, Rigetti и NQCC · грант Eureka (RVO и Innovate UK), 33 месяца, многоканальное оптическое считывание 9-кубитной Novera в NQCC · сумма не раскрыта · объявлено C[789]
- 2025-11-06 · DARPA QBI Stage B · одиннадцать команд, до $15 M каждой — ни одной компании-производителя преобразователей в списке, как и на Stage A · программа · объявлено факт[65]
- 2025-12-10 · Nu Quantum · раунд серии A · $60 M · National Grid Partners (лид), Gresham House, Morpheus, Amadeus, IQ Capital, Ahren, NSSIF, Sumitomo/Presidio · закрыт C[781]
- 2026-05-12 · Photonic Inc · финальное закрытие · $200 M при оценке $2 B, всего $350 M · среди повторно вошедших инвесторов Microsoft · закрыт Pфакт[186]
- 2026-06-02 · IBM · обязательство · > $10 B на пять лет, финансирующие дорожную карту от 2025-06-10 R[67] · деньги на модульность идут в микроволновые элементы связи, а не в оптику · объявлено C[310]факт
Сам этот перечень и есть вывод: раскрытый частный капитал в преобразовании как продукте составляет около €10 M, в одной компании, и закрыт два с половиной года назад. Смежные сетевые технологии подняли вшестеро больше за один раунд, не касаясь преобразования вовсе, а крупнейшая программа бенчмаркинга в отрасли не финансирует ни одной команды по преобразователям.
Рынок и цепочка поставок. Преобразователи не продаёт никто; модем QphoX — это исследовательский прибор, созданный на грант. Обеспечивающий рынок фотонный: подложки ниобата лития, фабричные запуски по нитриду кремния и титанату бария, нанопроволочные детекторы, криогенные вводы, — причём риск концентрации выше всего в подложках и рефрижераторах. Первым платит сетевая цель G6, а настоящий приз — крупномасштабная отказоустойчивость G4, поскольку масштабирование на много рефрижераторов есть единственный путь за пределы нескольких тысяч трансмонов на криостат; G7 выигрывает косвенно, по мере вытеснения коаксиала волокном. G1, G2 и G5 не платят за это вовсе — потому венчурные деньги и не пришли.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного счёта патентных семейств из поименованной базы данных получить не удалось (см. неверифицированное ниже). Стандарта интероперабельности для микроволново-оптической квантовой связи не существует; единственный фиксированный интерфейс — это телеком-волоконная инфраструктура и сетка длин волн ITU, и именно поэтому серьёзные разработки нацелены на C-диапазон.
Дорожные карты и послужной список. QphoX (обещано 2024-01 · оптическое считывание коммерческого QPU · выполнено, Nature Physics 2025-02 C[787]). QphoX–Rigetti–NQCC (обещано 2025-05 · многоканальное считывание девяти кубитов Novera за 33 месяца, срок — начало 2028 г. · публичного результата по состоянию на 2026-09-03 нет C[789]). Nu Quantum (обещано · Networking Unit в 2025 г. · выпущен 2025-06-12 как «продуктовый прототип», измеренных темпа и точности нет C[781]факт). IBM (обещано 2025-06 · межмодульные элементы связи вместе с Cockatoo в 2027 г. · Loon представлен 2025-11-12, о двух соединённых криогенных ячейках сообщено 2026-08-19, в срок C[49]C[50]R[67]). QphoX сделала единственное, что заказчик может проинспектировать, — и на тонком капитале; анализ IBM заслуживает доверия именно потому, что IBM не заинтересована в оптимистичном ответе; Nu Quantum хорошо профинансирована, но решает задачу слоем выше. Датированной дорожной карты к эффективности выше одной второй при субфотонном шуме не публиковал никто, так что 2030 год в графе технологий — заполнитель.
Стратегическое прочтение. Если слот заполнится, вендоры сверхпроводниковых кубитов вырвутся из потолка одного рефрижератора, а микроволновые элементы связи станут временной мерой; выиграют фотонные фабрики, поставщики детекторов и владелец ИС на преобразователь, проиграют поставщики криогенной кабельной обвязки и очень больших рефрижераторов. Если слот останется пустым, выиграют платформы, чьи носители изначально оптические, — ионы в ловушках с преобразованием частоты, кремниевые T-центры, нейтральные атомы. Переговорная сила у вендоров QPU: у них есть альтернатива, а у поставщиков её нет.
Перспективы и открытые вопросы
Подтверждают, если какая-либо группа опубликует одно устройство, измеренное при полной эффективности ≥ 5%, добавленном шуме ≤ 0.2 фотона и скважности ≥ 10% одновременно; если программа QphoX–Rigetti–NQCC покажет ≥ 4 одновременных каналов оптического считывания; или если запутывание с оповещением между трансмонами в двух отдельных рефрижераторах будет измерено с белловской точностью выше 90%. Понижают слот до статуса «обойдён», если к сентябрю 2028 г. не будет существовать удалённой оптической пары Белла между трансмонами, а элементы связи Cockatoo от IBM уже будут поставлены. В лучшем случае к 2029 г.: модуль на четыре-восемь каналов с эффективностью порядка 10%, ~0.1 добавленного фотона и темпом оповещения в несколько сотен kHz S[306]S[786]; худший — только одноканальные лабораторные демонстрации и слот, по-прежнему пустой в 2030 году.
Открытые вопросы. (1) Масштабируется ли мощность накачки на канал сублинейно — или камера смешения ограничивает число каналов порядком десяти? (2) Действительно ли требуется η > 1/2 — или оповещение плюс дистилляция делают пригодным η ≈ 10⁻², то есть прямое разногласие [306] против [786]? (3) Какой материал победит: плёночный ниобат лития ради полосы или кремниевая оптомеханика ради шума? (4) Кто будет платить, если в QBI нет ни одной команды по преобразователям, а раскрытого частного капитала около €10 M? (5) Купит ли сверхпроводниковый вендор команду по преобразователям — или построит своё? Следить за многоканальной вехой NQCC и за поставкой Cockatoo от IBM в 2027 г.
Литература
- [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 - [50] C. Dundon, S. Hall, M. Hollister, and A. Lindler, “IBM's new modular architecture for cryogenic systems,” IBM Quantum Computing Blog, Aug. 19, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ modular-cryogenics - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [67] IBM, “IBM Sets the Course to Build World's First Large-Scale, Fault-Tolerant Quantum Computer at New IBM Quantum Data Center,” Jun. 10, 2025. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
2025-06-10-IBM-Sets-the-Course-to-Build-Worlds-First-Large-Scale,-Fault-Tolerant-Quantum-Computer-at-New-IBM-Quantum-Data-Center R - [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
- [186] M. Abdel-Kareem, “Photonic Inc. Reaches $2B Valuation with $200M Final Close,” Quantum Computing Report, May 12, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
photonic-inc-reaches-2b-valuation-with-200m-final-close/ P - [306] N. Dirnegger et al., “Distilled remote entanglement between superconducting qubits across optical channels,” arXiv:2503.10842, Mar. 2025. S
- [310] IBM, “IBM Commits More Than $10 Billion to Quantum Computing, Funding Its Roadmap from Today's Leading Systems to the World's First Fault-Tolerant Quantum Computers,” Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
2026-06-02-ibm-commits-more-than-10-billion-to-quantum-computing,-funding-its-roadmap-from-todays-leading-systems-to-the-worlds-first-fault-tolerant-quantum-computers C - [311] O. W. Kennedy et al., “Design and Operation of Wafer-Scale Packages Containing >500 Superconducting Qubits,” arXiv:2602.12773, Feb. 2026. P
- [775] T. A. Aditto, J. S. Ifty, and K. Zahin, “Toward Scalable Heterogeneous Quantum Networks: Microwave-Optical Transduction Across Platforms,” arXiv:2605.26976, May 2026. P
- [781] Nu Quantum, “Nu Quantum Raises $60M Series A in Largest Financing Round for Quantum Computer Networking,” Dec. 10, 2025. [Online]. Available: https://www.nu-quantum.com/
news/ Cnu-quantum-raises-60m-series-a-in-largest-financing-round-for-quantum-computer-networking - [786] M. J. Weaver, G. Arnold, H. Weaver, S. Gröblacher, and R. Stockill, “Scalable Quantum Computing with Optical Links,” arXiv:2505.00542, May 2025. D
- [787] Rigetti Computing, “Research from QphoX, Rigetti, and Qblox Demonstrating Optical Readout Technique for Superconducting Qubits Published in Nature Physics,” Rigetti Investor Relations, Feb. 11, 2025. [Online]. Available: https://investors.rigetti.com/
news-releases/ Cnews-release-details/ research-qphox-rigetti-and-qblox-demonstrating-optical-readout - [788] QphoX, “QphoX raises €8m to bring quantum modem technology to market, building towards the quantum internet,” Jan. 17, 2024. [Online]. Available: https://qphox.eu/
news/ Cqphox-raises-e8m-to-bring-quantum-modem-technology-to-market-building-towards-the-quantum-internet/ - [789] Rigetti Computing, “QphoX, Rigetti and the NQCC Announce Collaboration on Multi-Channel Optical Readout of Quantum Processors,” Rigetti Investor Relations, May 6, 2025. [Online]. Available: https://investors.rigetti.com/
news-releases/ Cnews-release-details/ qphox-rigetti-and-nqcc-announce-collaboration-multi-channel - [790] M. Abdel-Kareem, “QphoX, Rigetti, and Qblox Demonstrate Optical Readout Technique for Superconducting Qubits,” Quantum Computing Report, Feb. 14, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
qphox-rigetti-and-qblox-demonstrate-optical-readout-technique-for-superconducting-qubits/ P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Многокристальные модули / l-couplers (один криостат)
Разделение сверхпроводникового процессора на несколько кристаллов внутри одного криостата, соединённых чиплетными связями на индиевых бампах или сверхпроводниковыми l-couplers метрового масштаба.
Вердикт. Чиплетный тайлинг уже поставляется и стоит точности — 99.5% на четырёх чиплетах, 99.1% на двенадцати; для l-couplers опубликованной точности нет. Понизить, если до конца 2027 года не появится цифра по запутыванию между двумя модулями.
Λ — коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI — DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 — классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Многокристальный модуль распределяет один процессор по нескольким сверхпроводниковым кристаллам, находящимся в одном рефрижераторе растворения, с квантово-когерентными связями между ними. Под этим ярлыком скрываются две разные связи. Короткая — чиплетное соединение: кристаллы монтируются методом флип-чип на общем носителе с субмиллиметровым шагом и связываются через индиевые бампы или конденсаторы с вакуумным зазором, так что межкристальный элемент связи электрически представляет собой чуть более длинный внутрикристальный элемент связи. Длинная — «l-coupler» от IBM, сверхпроводниковый кабель длиной от сантиметров до метра, переносящий СВЧ-моду между отдельно закорпусированными модулями под одной камерой смешения. Обе отличаются и от межкриостатных связей, пересекающих участок комнатной температуры, и от внутрикристальных элементов связи дальнего действия, которые кристалл вообще не покидают.
Происхождение: в 2021-09 Rigetti запутала кубиты на четырёх отдельных кремниевых кристаллах — iSWAP 99.1 ± 0.5% и CZ 98.3 ± 0.3%, с нарушением неравенства Белла между кристаллами D[747]; в 2023-02 SUSTech связала пять модулей алюминиевыми коаксиальными межсоединениями D[748]; IBM утверждает, что l-coupler были «впервые продемонстрированы в 2024 году» на Flamingo C[481], а в 2024-09 опубликовала индиевые соединения с малыми потерями для сверхпроводниковых кабелей таких связей, испытанные на 1 m алюминиевого коаксиала без измерений на кубитах D[750]. Запись графа датирует узел 2025 годом, когда тайлинг стал поставляемым продуктом, а не демонстрацией.
Атрибуты. Сродство: полностью искусственный узел, конструкция корпусирования без природного аналога. Характерное время и детерминизм: неприменимо — узел не несёт собственного запутывающего примитива, он наследует тот вентиль, который переносит. Считывание: отсутствует. Подвижность: дальнего действия — то самое свойство, ради поставки которого узел и существует. Управление: СВЧ при милликельвинах. Структура ошибок с точки зрения кода: когерентная. Производство: литография сверхпроводниковых схем плюс шаги корпусирования.
Физика и пределы
Нижняя граница для короткой связи — частотная скученность, а не потери. Каждый чиплет представляет собой отдельный экземпляр производства со своим распределением сопротивления переходов, поэтому тайлинг k кристаллов свёртывает k частотных распределений, которые никогда не задавались совместно; коллизии между модами кубитов, элементов связи и межкристальных соединений фиксируются на этапе корпусирования и подстройкой уже не устраняются. Отсюда и когерентная структура ошибок: неверно выставленная расстройка даёт детерминированную фазу, а не случайный щелчок. Сами соединения безобидны: многокристальные перестраиваемые элементы связи Rigetti на конденсаторах с вакуумным зазором или на индиевых бампах дали CZ с точностью (fidelity) 99.13 ± 0.15% за 56 ns через элемент связи, соединяющий четыре кристалла, — «на том же уровне», что и однокристальный перестраиваемый элемент связи, — без потерь когерентности от одного или нескольких соединений D[749].
Нижняя граница для длинной связи — потери в кабеле и плотность мод. Кабель метрового масштаба есть многомодовый резонатор с областью свободной дисперсии порядка 100 MHz, так что в полосу 3–5.5 GHz, где работают кубиты, попадают десятки мод D[750]. Потери задают ошибку переноса: при внутренней добротности 1.24 × 10⁶ на индиевом соединении кабель–кристалл, выполненном прессовой формовкой, время жизни фотона составляет Q/ω ≈ 49 µs, поэтому межмодульный SWAP длительностью 100 ns обходится примерно в 2 × 10⁻³ S[750]. На практике доминируют соединения: измеренными рычагами служат контактные сопротивления 6 × 10⁻⁴ Ω на сростке внутреннего проводника и 8.5 × 10⁻⁴ Ω в переходе кабель–кристалл D[750].
Под обоими случаями лежит довод о выходе годных: монолитный выход годных падает как y^N по числу кубитов, а тайлинг k чиплетов по n кубитов заменяет одну экспоненту на k меньших плюс шаг сборки. Цена видна в единственных данных по реально поставленным изделиям — 99.5% на четырёх чиплетах против 99.1% на двенадцати C[36], [751]. Чтобы сдвинуть эту границу, нужны совместно нацеленная подгонка переходов по всему набору чиплетов Dфакт и соединения, чьи потери и гребёнка мод не мешают.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее продемонстрированное по состоянию на 2026-09-03: межмодульный SWAP уровня 99% быстрее 100 ns между двумя модулями в одном криостате при ошибке удалённого запутывания около 1% D[752]. Типичное в масштабе: Rigetti Cepheus-1-108Q — 108 кубитов из двенадцати 9-кубитных чиплетов, медианная двухкубитная 99.1%, однокубитная 99.9%, вентили ~60 ns C[36]. Процессора на l-coupler не существует; веха IBM 2026 года — две связанные криогенные ячейки, в которых нет кубитов C[50].
Хронология рекордов
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2021-09 | iSWAP 99.1 ± 0.5%, CZ 98.3 ± 0.3% между четырьмя кристаллами; нарушение неравенства Белла | Rigetti | D[747] |
| 2023-02 | пять модулей на алюминиевом коаксиале, Q 8.1 × 10⁵, перенос и состояние Белла 99%, 12-кубитное GHZ 55.8 ± 1.8% | SUSTech | D[748] |
| 2023-08 | CZ 99.13 ± 0.15% за 56 ns через элемент связи, соединяющий четыре кристалла | Rigetti | D[749] |
| 2024-09 | индиевое соединение кабель–кристалл, Q 1.24 × 10⁶, контактное сопротивление 8.5 × 10⁻⁴ Ω | IBM | D[750] |
| 2025-06 | межмодульный SWAP 99% за < 100 ns, ошибка удалённого запутывания ≈ 1% | Illinois | D[752] |
| 2025-07-16 | 36 кубитов, четыре чиплета, медианная 2Q 99.5%, снижение ошибки в 2× относительно Ankaa-3 | Rigetti | C[751] |
| 2026-04-07 | 108 кубитов, двенадцать чиплетов, медианная 2Q 99.1% | Rigetti | C[36] |
| 2026-08-19 | две связанные криогенные ячейки; 0.53 m² проводки, 2.75 m³ вакуума на ячейку | IBM | C[50] |
Доминирующий член — не межсоединение. Собственное сравнение Rigetti его выделяет: тот же чиплет, то же соединение, втрое больше штук — и 40 базисных пунктов двухкубитной точности потеряно C[36], [751]. Ни одна публикация не относит эту потерю к конкретной причине, что делает частотное нацеливание по мозаично собранному набору кристаллов главным подозреваемым и главной неизвестной.
Производство, материалы и цепочка поставок
Литография сверхпроводниковых схем плюс линия корпусирования: флип-чип-монтаж, индиевые бампы или соединения прессовой формовкой, сквозные кремниевые переходы (TSV), общий носитель. IBM строит на 300 mm в Albany NanoTech Cфакт; QuantWare продаёт трёхмерную вертикальную интеграцию как продукт — стек чиплетных модулей с межкристальными соединениями с прицелом на 10 000 кубитов, первая поставка в 2028 году, а открывающийся в 2026 году Kilofab в Делфте поднимет мощности в 20× P[495]факт. Rigetti изготавливает 9-кубитные чиплеты на собственной линии C[751].
Единые точки отказа лежат за пределами фабрики. Одна из них — криостат: архитектура ячеек IBM представляет собой программу заказных рефрижераторов, а рыночная альтернатива — KIDE от Bluefors, для которого заявлено более 4 000 РЧ-линий и «более 1000 кубитов» на девяти импульсных трубах Cфакт. Мощности по бамп-бондингу и TSV для сверхпроводниковых стеков сосредоточены в считаных линиях — Albany, Kilofab, GlobalFoundries в рамках её протокола о намерениях по CHIPS факт, SkyWater, теперь внутри IonQ факт. Экспортная уязвимость неравномерна. Правило BIS от 2024-09-06 относит рефрижераторы растворения мощностью ≥ 600 µW при ≤ 0.1 K к ECCN 3A904, а квантовый компьютер к 4A906 — лишь когда число его кубитов и его ошибка C-NOT (вентиля «управляемое НЕ») попадают в один диапазон: 34–99 кубитов при ≤ 10⁻⁴, 100–199 при ≤ 10⁻³, с потолком, растущим до 6 × 10⁻³ ниже 2 000 кубитов, и при любой ошибке начиная с 2 000 факт. 108 кубитов Rigetti с медианной двухкубитной ошибкой около 9 × 10⁻³ C[36] под 4A906 не подпадают, так что рефрижератор такого класса может оказаться под контролем, а охлаждаемый им мозаичный процессор — нет.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Корпусирование не сокращает число линий на кубит; оно их перемещает и покупает площадь под разводку. При 10³ кубитах достаточно одного серийного криостата — более 4 000 РЧ-линий KIDE это покрывают Cфакт. При 10⁴ выбор такой: 40 000 линий через вертикальный ввод-вывод, обещание QuantWare на 2028 год Pфакт, либо холодное мультиплексирование. При 10⁶ не работает ни то, ни другое: нужны много ячеек плюс генерация управления на кристалле, и опубликованный ориентир здесь — управление на быстрой одноквантовой логике (БОК) при милликельвинах с однокубитной точностью > 99% факт.
Задержка для l-coupler не проблема: продемонстрированный межмодульный SWAP укладывается в 100 ns D[752] против считывания за 280 ns с точностью 99.94% D[38]. Проблема — декодер: межмодульное извлечение синдрома должно замкнуться внутри цикла ~1 µs, тогда как проверка чётности охватывает два корпуса, и по состоянию на 2026-09-03 такой демонстрации не существует. Оборот NVQLink в 3.84 µs Pфакт — это бюджет связи «хост — QPU», слишком медленный для проверки внутри криостата.
Роль в стеке
Узел используют три архитектуры: сверхпроводниковые трансмоны, сверхпроводниковые бозонные кошачьи коды / коды Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP), сверхпроводниковое двухрельсовое стирание (erasure). Он требует литографии сверхпроводниковых кубитов с многослойной разводкой и флип-чип-корпусирования. Он замещает межкриостатные криогенные связи, и цена здесь тепловая: всё делит один бюджет охлаждения и один вакуум, поэтому масштабирование упирается в криостат, а не в сеть. Его вклад — технологичность производства, а не физика вентилей.
Изготавливаемый носитель получает дальнюю связность через корпусирование там, где атомы и ионы получают её через движение. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс для данной архитектуры: 0.65 µs, наибольший его член — считывание за ≈ 280 ns, а межмодульный SWAP за < 100 ns D[752] составляет не более ~15% раунда (100 из 650 ns), так что транспорт не ограничивает. Соседние пустые слоты: межмодульная коррекция ошибок и qLDPC-код, проверки которого охватывают несколько модулей, — компиляция для таких машин существует пока только в моделировании S[753].
Свидетельства — как измерены числа
Значения 99.1% и 99.5% у Rigetti — фирменные медианы без доверительных интервалов и без указания протокола C[36], [751]; цифры 2021 года для связи кристалл–кристалл снабжены явными погрешностями D[747]. 99% у SUSTech — это точность переноса состояния и точность состояния Белла, а не точность вентиля, а 12-кубитное GHZ на уровне 55.8 ± 1.8% показывает, на что способны пять связанных модулей на глубине D[748]. Цифра из Illinois — это эффективность SWAP при отдельно указанной ошибке ~1%, названной пороговой; смешивать эти две величины нельзя D[752]. Результат IBM по связанным ячейкам не содержит ни кубитов, ни заявления о точности C[50]. Противоречий в значениях не обнаружено; пробел в том, что переход 99.5% → 99.1% ничем не объяснён.
Ни у arXiv:2308.09240 (Rigetti; межкристальный CZ 99.13 ± 0.15% за 56 ns), ни у arXiv:2409.04634 (IBM Quantum, T. J. Watson Research Center; кабельные соединения, без измерений на кубитах) нет журнальной версии по состоянию на 2026-09-30. 40 000 линий ввода-вывода у QuantWare Bass-A10K (VIO-40K) опираются только на собственный релиз QuantWare от 2025-12-08 факт, которых нет на странице отраслевой прессы от 2025-12-10 P[495], и ни одно поставленное устройство их не подтверждает. Не опубликовано: точность вентиля или задержка через l-coupler у IBM, «впервые продемонстрированный в 2024 году» на Flamingo C[50], [481], чьи кабельные соединения испытаны на 1 m алюминиевого коаксиала при внутренней добротности ≈ 10⁶ D[750], по состоянию на 2026-09-30; и датированная запись о правообладателе для семейств патентов по чиплетному корпусированию Rigetti и вертикальному вводу-выводу QuantWare.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| IBM | разработчик | США | l-coupler между модулями и кабельные соединения для них; модульные криогенные ячейки; Cockatoo в 2027, Starling в 2029 | C[50], [481] D[750] факт |
| Rigetti | разработчик | США | единственная поставляемая многокристальная система с опубликованными показателями: процессоры на 4 и 12 чиплетов | C[36], [751] факт |
| QuantWare | поставщик | Нидерланды | рыночные трёхмерно интегрированные стеки чиплетов; VIO-40K, Kilofab в Делфте | P[495] факт |
| SUSTech | исследования | Китай | сеть межсоединений из пяти модулей на алюминиевом коаксиале | D[748] |
| Univ. of Illinois Urbana-Champaign | исследования | США | взаимозаменяемые модули, межмодульный SWAP 99% за < 100 ns | D[752] |
| Bluefors | поставщик | Финляндия | платформа KIDE, > 4 000 РЧ-линий, рыночный многомодульный криостат | Cфакт |
| GlobalFoundries | поставщик | США | мультимодальная фабрика по протоколу о намерениях CHIPS, $375 M | факт |
| DARPA | финансирующая сторона | США | QBI Stage B финансирует модульный путь IBM; Rigetti в списке нет | факт |
Деньги.
- 2025-11-06 · IBM · отбор в DARPA QBI Stage B · до $15 M на команду · DARPA · объявлено факт
- 2026-05-05 · QuantWare · раунд серии B · $178 M (€152 M) · Intel Capital, In-Q-Tel, ETF Partners, единого лида нет · суммарно > $210 M · закрыт Pфакт
- 2026-05-21 · Rigetti · протокол о намерениях по CHIPS · до $100 M · Министерство торговли США, в составе пакета на $2.013 B (GlobalFoundries $375 M, IBM/Anderon $1 B) · LOI, необязывающий факт
- 2026-07-31 · IonQ · приобретение SkyWater Technology · ~$1.8 B на момент объявления · закрыто факт
- 2026-08 · Rigetti · результаты за Q2-2026 · выручка $5.1 M, убыток по GAAP $52.6 M, денежные средства $541.3 M · отчётность факт
Рынок и цепочка поставок. l-coupler не продаёт никто; это внутренний проектный блок. Рыночный слой имеет глубину в одну компанию — QuantWare является единственным поставщиком, продающим трёхмерно интегрированные многокристальные QPU третьим лицам P[495], — плюс Bluefors для оболочки и короткий список линий, способных делать сверхпроводниковый флип-чип в объёме. Кто платит: прежде всего G3 и G4, поскольку Starling зависит от модулей, а не от кристалла большего размера; G7 — за развёртываемые многоячеечные системы; G2 — через процессоры большей ширины.
Интеллектуальная собственность и стандарты. IBM владеет US 12,517,856, «Modular quantum system with discrete levels of connectivity» (заявка 2022-09-28, выдан 2026-01-06), и US 12,587,192 на цепочки резонаторов с перестраиваемыми индуктивными элементами связи (выдан 2026-03-24) факт — кабельные соединения l-coupler опубликованы D[750], точность вентиля через l-coupler — нет. По чиплетному корпусированию Rigetti и вертикальному вводу-выводу QuantWare датированных патентных фактов в рамках отведённого бюджета найти не удалось. Стандарта межмодульного интерфейса не существует, как и открытого стека корпусирования.
Дорожные карты и послужной список.
- IBM: обещано 2025-06-10 · l-coupler продемонстрированы на Flamingo в 2024 году · заявлено как выполненное, точность связи по состоянию на 2026-09-30 не опубликована C[481].
- IBM: обещано 2025-06-10 · Cockatoo в 2027 году, запутывание между модулями через универсальный адаптер; Nighthawk на девяти модулях, связанных l-coupler, для 1 080 кубитов к 2028 году · в ожидании R[481] факт.
- IBM: обещано 2022-05-10 · Kookaburra, многокристальный процессор на 1 386 кубитов, на 2025 год C[313]; повторно обещано 2025-06-10 на 2026 год как первый модуль с памятью qLDPC R[481] · не поставлен по состоянию на 2026-09-30 факт.
- Rigetti: обещано 2025-07-16 · чиплетная система на 100+ кубитов с медианой 99.5% до конца 2025 года · поставлено 2026-04-07 на уровне 99.1%, цель перенесена на «позднее в 2026 году» C[36], [751].
- QuantWare: обещано 2025-12-08 · VIO-40K, 10 000 кубитов, первая поставка в 2028 году · в ожидании Pфакт.
Достоверность: IBM выдерживает сроки по однокристальным процессорам, но не по многокристальному — Kookaburra, обещанный на 2025 год, не поставлен, — и публикует корпусирование как архитектуру, а не как измерение, поэтому её заявления о модульности остаются нефальсифицируемыми вплоть до Cockatoo; Rigetti поставляет то, что описывает, отставая от собственной цели на один шаг по точности; у QuantWare есть деньги и фабрика, но нет поставленного многокристального QPU в масштабе, по которому можно было бы судить.
Стратегическое прочтение. Если многокристальные модули заработают, решающий актив сместится от литографии к корпусированию и криогенике, и выиграет тот, кто контролирует мощности по бамп-бондингу, TSV и криостатам, — IBM за счёт вертикальной интеграции, QuantWare за счёт рыночных поставок, IonQ через SkyWater. Проигрывает любая дорожная карта, исходящая из единственного всё большего кристалла. Угрозы замещения: внутрикристальные элементы связи дальнего действия, дающие связность без рисков корпусирования, и межкриостатные связи, дающие неограниченный масштаб ценой пересечения области комнатной температуры. Переговорная сила поставщиков высока: заслуживающих доверия поставщиков кубитов больше, чем линий, способных их смонтировать.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить в течение 12–24 месяцев, если: Cockatoo от IBM продемонстрирует запутывание между двумя связанными через l-coupler модулями с опубликованной точностью до конца 2027 года R[481]; 108-кубитная система Rigetti достигнет медианы 99.5% C[36]; кто-либо выполнит раунд стабилизаторов, проверки которого пересекают границу модуля. Понизить, если до конца 2027 года не будет опубликована точность l-coupler. Лучший сценарий к 2029 году: несколько тысяч кубитов в связанных ячейках с межмодульной коррекцией ошибок при Λ, сопоставимом с монолитным вариантом. Худший сценарий: тайлинг насыщается около 10² кубитов, поскольку частотное нацеливание между кристаллами не масштабируется.
Открытые вопросы: чем вызван налог на тайлинг в 40 базисных пунктов — соединениями или калибровкой? Можно ли вывести гребёнку мод метрового кабеля из рабочей полосы, не укорачивая его? Какова точность l-coupler спустя два года после заявления? Переживает ли qLDPC-проверка, охватывающая несколько модулей, дополнительную ошибку транспорта? Следить за обновлением дорожной карты Rigetti, за первым измерением IBM на Cockatoo, за выходом годных на Kilofab у QuantWare и за любой статьёй, где граница чиплета рассматривается как самостоятельный объект бенчмаркинга.
Литература
- [36] Rigetti Computing, Inc., “Rigetti Announces General Availability of 108-Qubit System,” Apr. 7, 2026. [Online]. Available: https://investors.rigetti.com/
news-releases/ Cnews-release-details/ rigetti-announces-general-availability-108-qubit-system - [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
- [50] C. Dundon, S. Hall, M. Hollister, and A. Lindler, “IBM's new modular architecture for cryogenic systems,” IBM Quantum Computing Blog, Aug. 19, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ modular-cryogenics - [313] J. Gambetta, “Expanding the IBM Quantum roadmap to anticipate the future of quantum-centric supercomputing,” IBM Quantum Blog, May 10, 2022. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ ibm-quantum-roadmap-2025 - [481] R. Mandelbaum et al., “How IBM will build the world's first large-scale, fault-tolerant quantum computer,” IBM Quantum Computing Blog, Jun. 10, 2025. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ large-scale-ftqc - [495] M. Abdel-Kareem, “QuantWare Debuts VIO-40K™ Architecture to Enable 10,000-Qubit Superconducting Processors,” Quantum Computing Report, Dec. 10, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
quantware-debuts-vio-40k-architecture-to-enable-10000-qubit-superconducting-processors/ P - [747] A. Gold et al., “Entanglement across separate silicon dies in a modular superconducting qubit device,” npj Quantum Inf., vol. 7, no. 1, Art. no. 142, Sep. 2021, doi: 10.1038/s41534-021-00484-1. arXiv:2102.13293. Also https://arxiv.org/
abs/ . D2102.13293 - [748] J. Niu et al., “Low-loss interconnects for modular superconducting quantum processors,” Nat. Electron., vol. 6, no. 3, pp. 235–241, Feb. 2023, doi: 10.1038/s41928-023-00925-z. arXiv:2302.02751. D
- [749] M. Field et al., “Modular Superconducting Qubit Architecture with a Multi-chip Tunable Coupler,” arXiv:2308.09240, Aug. 2023. D
- [750] Y. Martin et al., “Mechanically-intermixed indium superconducting connections for microwave quantum interconnects,” arXiv:2409.04634, Sep. 2024. D
- [751] Rigetti Computing, “Rigetti Demonstrates Industry's Largest Multi-Chip Quantum Computer; Halves Two-Qubit Gate Error Rate,” Rigetti Investor Relations, Jul. 16, 2025. [Online]. Available: https://investors.rigetti.com/
news-releases/ Cnews-release-details/ rigetti-demonstrates-industrys-largest-multi-chip-quantum - [752] M. Mollenhauer, A. Irfan, X. Cao, S. Mandal, and W. Pfaff, “A high-efficiency elementary network of interchangeable superconducting qubit devices,” Nat. Electron., vol. 8, no. 7, pp. 610–619, Jul. 2025, doi: 10.1038/s41928-025-01404-3. D
- [753] Z. Du et al., “Hardware-aware Compilation for Chip-to-Chip Coupler-Connected Modular Quantum Systems,” arXiv:2505.09036, May 2025. S
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Криогенная СВЧ-линия связи между криостатами
Сверхпроводниковый волновод, удерживаемый ниже 50 mK по всей своей длине и переносящий бегущие фотоны 5–7 GHz или сжатые состояния между двумя независимо охлаждаемыми рефрижераторами растворения.
Вердикт. Ключевые результаты принадлежат двум группам: ETH Zürich — перенос фотонов и белловские тесты (30 m, точность (fidelity) белловской пары 80.4% при 12.5 kHz, без лазеек), TU Munich с VTT — сжатые состояния на 6.6 m. Потери сидят в разъёмных стыках, а не в волноводе, и ни одна архитектура не ставит эту технологию на критический путь отказоустойчивости.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Сверхпроводниковый волновод, охлаждённый по всей длине намного ниже температуры сверхпроводящего перехода алюминия (≈1.2 K) и переносящий бегущие фотоны ~5–7 GHz между двумя раздельно охлаждаемыми рефрижераторами растворения — а не между кристаллами внутри одного криостата. Технику ввела группа Wallraff в ETH Zürich в 2020 г.: 5 m, перенос состояния 85.8%, удалённые белловские пары 79.5% D[772]. На 30-метровом преемнике в 2023 г. поставлен первый сверхпроводниковый белловский тест без лазеек D[305]; статья 2026 г. документирует его как воспроизводимую модульную сборку D[773]. Единственную независимую вторую линию ведёт TU Munich совместно с VTT, передавая сжатые гауссовы состояния на 6.6 m D[774]. Атрибуты: d = дальняя межкриостатная связность, единственная запись слоя, охватывающая разные рефрижераторы; e/f/g = милликельвиновое СВЧ-возбуждение в обоих рефрижераторах, потери и когерентная фаза вместо паулиевских ошибок, сверхпроводниковая литография с разъёмными интерфейсами (запись графа технологий).
Физика и пределы
Ограничивает не волновод: затухание α < 1 dB/km, менее 0.03 dB на всех 30 m — та же самая величина в статьях 2023 и 2026 гг. D[305], [773]. Тем не менее сквозные потери при переносе фотона составляют 0.55–0.65 dB (12–14%), и статья 2026 г. относит их к интерфейсам между модулями, а не к самой линии D[773]: каждый из 26 разъёмных стыков стоит части пропускания.
Второе — тепловое заселение. На 5.6 GHz фотон эквивалентен 0.27 K, поэтому канал при 50 mK содержит 4.6×10⁻³ остаточных фотонов, тогда как центр канала при 1 K, где Munich/VTT ещё разрешали запутанность, содержит ≈3.3 D[774]. Перенос фоковских состояний деградирует примерно линейно по этому заселению; гауссовы сжатые состояния его терпят, поэтому сжатие — более дешёвый носитель для удлинения линии. Третье — фаза: двум механически независимым криостатам нужна общая опора, и ни один источник не даёт количественной оценки остаточного фазового шума — того самого члена, который ограничивал бы линию с ретрансляцией. Что сдвигает нижнюю границу: сварные или bump-bonded соединения вместо разъёмных фланцев.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2023-05 | линия 30 m, точность белловской пары 80.4% при 12.5 kHz, CHSH S = 2.0747 ± 0.0033 | ETH Zürich | D[305] |
| 2025-05 | линия 6.6 m на сжатых состояниях, сжатие 2.10 ± 0.02 dB, негативность 0.501 ± 0.011 | TU Munich | D[774]факт |
| 2026-04 | модульная сборка 30 m, 26 модулей, охлаждение 6.5 d, потери переноса 0.55–0.65 dB | ETH Zürich | D[773] |
Доминируют потери на интерфейсах — примерно в 20× больше собственного вклада волновода D[773]; по состоянию на 2026-09-04 нет ни цепочечной линии (≥3 рефрижераторов), ни прогона линии во время исполнения вентилей, ни независимого воспроизведения 30 m.
Производство, материалы и цепочка поставок
Каждая линия делается на заказ. Сборка ETH длиной 30 m — это 26 модулей плюс два узла и центральный блок охлаждения, удерживающий ступень 4 K ниже 6 K по всему пролёту; итерации замедляет не точность, а 6.5-суточное охлаждение, а моделирование даёт один блок охлаждения на ~15 m вплоть до 120 m D[773]S[773]. Базовые криостаты приходят с концентрированного рынка: Bluefors закрыла поглощение Cryomech (криоохладители на пульсирующей трубе и по циклу Gifford-McMahon) 2023-03-28, что дало ~600 сотрудников и выручку свыше EUR 160 M C[524]; ULVAC — японский третий источник, созданный при участии IBM C[525]факт. Экспортная уязвимость унаследованная: ECCN 3A904 (BIS, 2024-09-06) охватывает рефрижераторы, удерживающие ≥600 µW при 0.1 K в течение 48 h; ни один ECCN линию связи не называет G[301]факт.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Каждая попытка требует перестраиваемого по потоку элемента связи на обоих концах и СВЧ-источников, фазово синхронизированных между двумя криостатами. Белловский тест 2023 г. несёт самое жёсткое в этом отчёте ограничение реального времени: разнос 32.824 m оставляет окно 109 ns, внутри которого должны уложиться выбор базиса, вентиль, считывание и запись D[305]. Частота повторения 12.5 kHz — 80 µs на попытку — задаётся сбросом и формированием импульсов, а не временем распространения. Для 10³–10⁶ кубитов не опубликовано ничего; связывающие величины — число криогенных установок и независимые фазовые опоры.
Роль в стеке
Единственная архитектура — сверхпроводниковый трансмон (Google, IBM, Rigetti, IQM, OQC, USTC/Zhejiang, Fujitsu); технология требует литографии сверхпроводниковых кубитов. Она конкурирует с модульностью внутри одного рефрижератора — IBM в 2026-08 связала две криогенные ячейки, l-couplers «масштаба одного метра», без кубитов и без заявленной точности C[50]факт — и с СВЧ-оптическим преобразованием, у которого лучшая полная эффективность 47% и нет ни одного результата с η > ½ при добавленном шуме меньше единицы P[775]факт. Производный такт: 80 µs на попытку запутывания (2 знач. цифры) против цикла поверхностного кода 1.1 µs — в ~73 раза медленнее, меньше двух порядков. Соседний пустой слот: криогенный СВЧ-коммутатор, без которого N рефрижераторов требуют N(N−1)/2 волноводов.
Свидетельства — как измерены числа
Нарушение CHSH без лазеек с пространственноподобно разнесёнными измерениями является device-independent, а не томографическим, — необычно сильная верификация для этого слоя D[305]. Munich опирается на гомодинную томографию D[774]; эти два результата несопоставимы, ни один не воспроизведён, и оба получены при простаивающих локальных процессорах. Расхождение: эффективность переноса 75–79% из записи графа технологий не следует из одних лишь 0.55–0.65 dB (что даёт 86–88%).
Не опубликовано: остаточный фазовый шум между двумя криостатами.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| ETH Zürich | Исследования | Швейцария | Построила линии 5 m, 30 m и модульную; ей принадлежат ключевые результаты по переносу фотонов и белловским тестам | D[305], [772], [773] |
| TU Munich | Исследования | Германия | Линия 6.6 m на сжатых состояниях вместе с VTT — независимая вторая линия со своим ключевым результатом | D[774] |
| Bluefors | Поставщик | Финляндия | Поставщик рефрижераторов и криоохладителей; KIDE — конкурирующий путь | C[303]факт |
| ULVAC Cryogenics | Поставщик | Япония | Рефрижератор на ~10 mK при участии IBM, испытан в Poughkeepsie | C[525]факт |
| IBM | Разработчик | США | Ведёт конкурирующее направление модульной криогеники внутри рефрижератора | C[50]факт |
Деньги. 2023-03-28 · Bluefors · M&A (Cryomech) · сумма не раскрыта · совокупная выручка > EUR 160 M · закрыто C[524]. 2024-09-06 · US BIS · правило по ECCN 3A904 · н/п · в силе G[301]. 2025-03-20 · ULVAC · программа рефрижератора на ~10 mK совместно с IBM · сумма не раскрыта · срок «начало 2026» прошёл, поставка по состоянию на 2026-09-30 не подтверждена C[525]. Ни раунда, ни гранта, ни поглощения, относящихся именно к межрефрижераторной линии, по состоянию на 2026-09-04 не существует.
Рынок и цепочка поставок. Рынка линий не существует — есть только рынок рефрижераторов, на котором линия потребляет две единицы вместо одной; вторым рыночным источником выступает Oxford Instruments C[525]. Bluefors вместе с Cryomech поставляет ступень растворения и стоящие под ней пульсирующие трубы, и альтернативы в таком объёме нет C[524]. Прямо оплачивается цель G6 (сети); G4 оплачивается лишь тогда, когда исчерпан бюджет линий криостата, — отодвинуть этот момент и призваны >4 000 РЧ-линий в KIDE C[303]факт.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Патентного семейства именно по межкриостатным СВЧ-линиям нет ни в одной названной базе, и нет органа по стандартизации, занимающегося криогенными СВЧ-интерфейсами, — датированных фактов не найдено; геометрия модулей опубликована открыто D[773].
Дорожные карты и послужной список. ETH Zürich: (2023-05 · белловский тест на 30 m · выполнено); (2026-04 · 120 m за счёт блоков охлаждения через ~15 m · только моделирование) S[773]. ULVAC/IBM: (2025-03 · рефрижератор «начало 2026» · срок прошёл, не подтверждено по состоянию на 2026-09-30) C[525]. IBM: (2026-08 · две связанные ячейки · выполнено, кубитов в них нет) C[50]. ETH выполнила каждую объявленную веху; графики обоих поставщиков не проверены.
Стратегическое прочтение. Если это заработает, стоимость улавливают поставщики криостатов, а не производитель QPU. Если не заработает, ничего не сломается: каждая опубликованная сверхпроводниковая дорожная карта сначала масштабируется внутри одного криостата. Замещение идёт в обе стороны: l-couplers снимают потребность ниже ~1 000 кубитов на ячейку C[50], СВЧ-оптическое преобразование снимает ограничение по расстоянию выше этого порога. Независимого поставщика линий, с которым можно было бы торговаться, не существует.
Перспективы и открытые вопросы
Фальсифицируемо (12–24 месяца): подтвердить, если до конца 2027 г. какая-либо группа опубликует цепочечную линию из трёх криостатов либо прогон 30-метровой линии при исполнении вентилей на обоих процессорах; понизить, если к тому же сроку потери на интерфейсах не опустятся ниже 0.3 dB. В лучшем случае к 2029 г.: эффективность на один переход выше 90% и архитектура, которой нужны два рефрижератора. В худшем случае: внутрикриостатная модульность поглощает весь рост вплоть до 2030 г., и технология остаётся инструментом для белловских тестов. Открытые вопросы: остаточный межкриостатный фазовый шум; можно ли сделать стыки неразъёмными, сохранив ремонтопригодность; построит ли кто-нибудь криогенный СВЧ-коммутатор. За чем следить: продолжения работ ETH, первые связанные ячейки IBM с кубитами внутри.
Литература
- [50] C. Dundon, S. Hall, M. Hollister, and A. Lindler, “IBM's new modular architecture for cryogenic systems,” IBM Quantum Computing Blog, Aug. 19, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ modular-cryogenics - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [303] Bluefors, “KIDE Cryogenic Platform — For Large-Scale Quantum Computing,” Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://bluefors.com/
products/ Ckide-cryogenic-platform/ - [305] S. Storz et al., “Loophole-free Bell inequality violation with superconducting circuits,” Nature, vol. 617, no. 7960, pp. 265–270, May 2023, doi: 10.1038/s41586-023-05885-0. D
- [524] Bluefors, “Bluefors closes the acquisition of Cryomech,” Mar. 28, 2023. [Online]. Available: https://bluefors.com/
press-releases/ Cbluefors-closes-the-acquisition-of-cryomech/ - [525] ULVAC, “ULVAC Developing Next-Generation Dilution Refrigerator for Quantum Computing by 2026,” Nasdaq (JCN Newswire), Mar. 20, 2025. [Online]. Available: https://www.nasdaq.com/
press-release/ Culvac-developing-next-generation-dilution-refrigerator-quantum-computing-2026-2025-03 - [772] P. Magnard et al., “Microwave Quantum Link between Superconducting Circuits Housed in Spatially Separated Cryogenic Systems,” Phys. Rev. Lett., vol. 125, no. 26, Art. no. 260502, Dec. 2020, doi: 10.1103/PhysRevLett.125.260502. arXiv:2008.01642. D
- [773] J. D. Schär et al., “A Modular Cryogenic Link for Microwave Quantum Communication Over Distances of Tens of Meters,” arXiv:2604.15971, Apr. 2026. D
- [774] W. K. Yam et al., “Cryogenic microwave link for quantum local area networks,” npj Quantum Inf., vol. 11, no. 1, Art. no. 87, May 2025, doi: 10.1038/s41534-025-01046-5. D
- [775] T. A. Aditto, J. S. Ifty, and K. Zahin, “Toward Scalable Heterogeneous Quantum Networks: Microwave-Optical Transduction Across Platforms,” arXiv:2605.26976, May 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Ион-фотонный интерфейс
Запутывание ион — фотон с оповещением (heralded) по волокну связывает отдельные ионные ловушки в одну машину; лучшая опубликованная скорость 250 с⁻¹ при потребности ~10⁴ с⁻¹.
Вердикт. Реально: удалённые белловские пары со скоростью 9.7–250 с⁻¹ и точностью 94–97%, телепортированный CZ 86%. Не подтверждено: заявление IonQ о сетевом объединении систем не содержит ни скорости, ни точности. Понизить, если к концу 2028 г. ничто не превысит 10³ с⁻¹.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Ион, распадающийся из возбуждённого состояния, испускает фотон, запутанный с его кубитным состоянием; сведите два таких фотона из двух ловушек на светоделителе — и совпадающее детектирование спроецирует удалённые друг от друга ионы в белловскую пару. В отличие от вентиля внутри ловушки, процесс вероятностный и сопровождается оповещением, и это единственный механизм, связывающий ионы в разных вакуумных системах. Впервые показано в 2007 г. группой Monroe (Michigan, позднее Maryland/Duke) — именно эта линия держит сегодняшний рекорд скорости, а не линия Wineland/NIST.
Атрибуты. Подвижность: летающий носитель — запутывание несёт фотон, а не ион. Модальность управления и её размещение: оптическая, комнатная температура — сбор света, интерференция и детектирование находятся вне вакуумной оболочки ловушки.
Физика и пределы
Вся проблема — в скорости. Вероятность успеха на одну попытку идёт как η², где η есть произведение телесного угла сбора, коэффициента ветвления, эффективности ввода в волокно и квантовой эффективности детектора, поскольку выжить должны оба фотона; двукратный выигрыш по η — это четырёхкратный по скорости. С объективами в свободном пространстве η составляет единицы процентов, поэтому опубликованные скорости — 9.7 с⁻¹ на двухметровой линии D[115] и 250 с⁻¹ в рекорде D[116] — против ~10⁴ с⁻¹, которые потреблял бы цикл QEC: в лучшем случае отставание в 40×, и закрывается оно квадратично через сбор света, а не через электронику.
С точностью (fidelity) бюджет здоровее: видность двухфотонной интерференции, тёмные отсчёты и джиттер детекторов, а также остаточное движение иона ограничивают точность запутывания с оповещением на уровне 94–97% D[115], [116]. Поскольку неудачи сопровождаются оповещением, код видит именно потерю, так что низкое η стоит пропускной способности, а не точности, — на слое межсоединения это канал стирания (erasure). Пол сдвигают: резонаторное (парселловское) усиление, сбор света в интегральные волноводы в ловушках на фотонных чипах, преобразование частоты в телекоммуникационный диапазон, мультиплексирование излучателей внутри модуля и квантовые памяти, позволяющие накапливать попытки, а не повторять их синхронно.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшая демонстрация — не просто белловская пара, а распределённое вычисление: в Oxford выполнили телепортированный CZ с показателем 86.2(9)% и распределённый поиск Гровера через двухметровую линию D[115].
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2024 | Рекорд скорости удалённого запутывания, 250 с⁻¹ при точности >94% | Duke/Maryland | D[116] |
| 2025-02 | Двухметровая линия: удалённое белловское состояние 96.89(8)% при 9.7 с⁻¹, телепортированный CZ 86.2(9)% | Oxford | D[115] |
| 2025-06 | Поглощена Lightsynq (фотонное межсоединение + квантовая память, >20 патентов и заявок) | IonQ | C[776] |
| 2026-04 | Связаны две коммерческие ионные системы; ни скорость, ни точность, ни расстояние не раскрыты | IonQ | C[589] |
Доминирующий разрыв — пропускная способность. Опубликованные скорости в 40 раз (рекорд) — в ~10³ раз ниже ~10⁴ с⁻¹, нужных сетевому циклу QEC; точность блокирующим фактором не является.
Производство, материалы и цепочка поставок
Ни фабрики, ни пластинной статистики — «выходом годных» служит эффективность оптического сбора, то есть показатель юстировки и числовой апертуры. Линия связи — это объектив с высокой NA или внутривакуумный резонатор, одномодовое волокно с управлением поляризацией, установка для измерения белловского состояния с двумя однофотонными детекторами и логика совпадений. Ловушки приходят со стороны: Infineon — коммерческая фабрика ловушек для IonQ/Oxford Ionics, eleQtron и Universal Quantum, а Honeywell изготавливает ловушки Quantinuum внутри группы Cфакт. Концентрированный вход — детекторы: коммерческую базу SNSPD составляют пять вендоров — Single Quantum, ID Quantique (принадлежит IonQ), Photon Spot, Quantum Opus и московский Scontel Pфакт. Стоимость линии назвать нельзя. Экспортная уязвимость косвенная: правило BIS от 2024-09-06 не называет оптику межсоединения G[301]; оно достаёт лишь до машины, по 4A906, и лишь когда число кубитов и ошибка C-NOT попадают в одну полосу — от 34–99 кубитов при ≤ 10⁻⁴ до любой ошибки начиная с 2 000 кубитов факт.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
На одну линию: один канал сбора света на ион, два детектора, фазово-стабильный оптический тракт, схема совпадений. Задержка оповещения субмикросекундная, так что электроника не ограничивает ничего — ограничивает частота попыток. При ~10 модулях достаточно горстки линий «точка — точка»; при 10⁴ для связи «любой с любым» нужны коммутационная матрица и такая производительность по парам, чтобы прокормить межмодульную решёточную хирургию, а числа линий не приводит ни один опубликованный проект. Внутриловушечная альтернатива Quantinuum обменивает ионы с частотой 2.5 kHz и транспортирует их через переходы со скоростью 4 m/s D[113] — на порядок быстрее лучшей фотонной линии, и именно поэтому вендоры QCCD эту технологию не приняли.
Роль в стеке
Технология требует атомного иона в ловушке и однофотонного детектирования (SNSPD/TES) и не обеспечивает ничего ниже по стеку: это конечная возможность, выход за пределы масштабирования в одной ловушке. Обслуживаемые архитектуры: все три ионные, везде как основная технология, — QCCD (Quantinuum), линейная ловушка Пауля с лазерной адресацией (AQT, Maryland/Duke, Quantum Art) и ионы с электронными вентилями и управлением на чипе (IonQ/Oxford Ionics, eleQtron). В графе не указано ни замещения, ни конфликта, однако функциональным соперником выступает внутриловушечный транспорт, и сегодня он выигрывает. Вклад в производный такт: доминирующий там, где технология применяется, — при 250 с⁻¹ одна межмодульная пара стоит 4.0×10⁻³ с, что сопоставимо со слоем полной ширины у ионов; при 9.7 с⁻¹ это уже 1.0×10⁻¹ с.
Свидетельства — как измерены числа
Точность запутывания с оповещением — это томография или осцилляции чётности при условии успешного отсчёта, поэтому 94–97% описывают состоявшиеся связи, а не канал вместе с потерями; честным показателем качества было бы произведение «скорость × точность», которого не приводит никто. Опубликованные скорости получены на разных сортах ионов, разных расстояниях и разных геометриях сбора и напрямую не сопоставимы. Самое слабое свидетельство — коммерческое: релиз IonQ сообщает, что компания «подтвердила генерацию, передачу и детектирование фотонов, используемых для получения квантовой запутанности», — формулировка, которая не доходит до сообщения об измеренном белловском состоянии, без скорости, точности и расстояния и без воспроизведения C[589]. Среди рецензируемых результатов противоречий нет.
Цифра «>20 патентов и патентных заявок», принесённых Lightsynq, — собственный подсчёт IonQ без названий семейств, правообладателей и годов подачи. Не опубликовано: условия сделки по Lightsynq, а также число линий или топология коммутационной матрицы для ионной машины из 10⁴ модулей.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| University of Oxford | исследования | Великобритания | Двухметровая линия, телепортированный CZ и распределённый Гровер | D[115] |
| Duke University | исследования | США | Соавтор рекорда 250 с⁻¹ | D[116] |
| IonQ | разработчик | США | Объединила по сети две системы; владеет Lightsynq и ID Quantique | C[589] |
| Quantinuum | разработчик | США | Масштабируется внутриловушечным транспортом; фотонная связь — лишь заявленное направление для Apollo | D[113] |
| ID Quantique | поставщик | Швейцария | Вендор SNSPD, поглощён IonQ | Pфакт |
| Single Quantum | поставщик | Нидерланды | Независимый коммерческий поставщик SNSPD | Pфакт |
| AFRL | пользователь | США | Партнёр по апрельской вехе IonQ 2026 года | C[589] |
| DARPA | инвестор | США | Этап B QBI финансирует обоих ионных вендоров | G[65] |
Деньги.
- 2025-05-06 · IonQ · сделка M&A, ID Quantique (однофотонные детекторы) · сумма не раскрыта · — · закрыта Pфакт
- 2025-06-03 · IonQ · сделка M&A, Lightsynq (межсоединение, квантовая память, >20 патентов) · сумма не раскрыта · основатели из Harvard/AWS · закрыта C[776]
- 2025-09-17 · IonQ · сделка M&A, Oxford Ionics · $1.075 B · — · закрыта C[18]
- 2025-11-06 · DARPA · QBI, этап B · до $15 M каждому · IonQ и Quantinuum в числе одиннадцати G[65]
- 2026-06-03 · Quantinuum · IPO, Nasdaq QNT · $1.68 B валовых поступлений · — · закрыто G[123]
- 2026-07-31 · IonQ · сделка M&A, SkyWater Technology · ~$1.8 B · — · закрыта C[19]
Рынок и цепочка поставок. Рынка как такового ещё нет — пять коммерческих детекторных домов и несколько поставщиков оптики, — причём крупнейший естественный заказчик владеет одним из этих пяти. IonQ скупила вертикаль: Lightsynq ради межсоединения и памяти, ID Quantique ради детекторов, Oxford Ionics ради вентилей, SkyWater ради производства. Удельную экономику назвать нельзя. Напрямую оплачивает G6; G4 оплачивает как способ уйти от потолка одной ловушки; остальные — нет.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Единственный датированный факт по ИС — заявление IonQ о том, что вместе с Lightsynq пришли «более 20 патентов и патентных заявок» в области фотонного межсоединения и квантовой памяти: корпоративный подсчёт без названий семейств, правообладателей и годов подачи C[776]. Ни одного названного патентного семейства по аппаратуре линии ион — фотон не найдено; никакой орган по стандартизации её не регулирует.
Дорожные карты и послужной список. IonQ (обещано 2025-06 · 2 M физических и 40–80 k логических кубитов к 2030 г. · статус на 2026-09-03: требуется межсоединение в ~40 раз быстрее лучшей опубликованной скорости) R[132]; её дорожная карта 2020 года промахнулась мимо 4 000 кубитов к 2026 г. примерно в 40 раз. Quantinuum (обещано 2024-09 · Sol в 2027 г., Apollo в 2029 г. · датированных обязательств по фотонному межсоединению нет) R[118]; Helios вышел в срок, поэтому её даты имеют вес.
Стратегическое прочтение. Если каналы связи с оповещением выйдут на производственные скорости, потолок одной ловушки перестанет иметь значение и любой ионный вендор станет модульным; в этом мире выигрывает IonQ, поскольку владеет каждым слоем, а коммерческие производители детекторов теряют крупнейшего заказчика, уходящего к конкуренту. Если скорости останутся на месте, выигрывает Quantinuum, попросту игнорируя эту технологию: внутриловушечный транспорт со скоростью 4 m/s уже быстрее. Переговорная сила поставщиков сегодня пренебрежимо мала и вырастет лишь в том случае, если число линий начнёт расти вместе с числом модулей.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к концу 2027 г., если какая-либо группа опубликует значение выше 10³ с⁻¹ либо IonQ раскроет скорость, точность и расстояние. Понизить трактовку «готово к сетевому объединению», если к концу 2028 г. ничто не превысит 10³ с⁻¹ — вчетверо больше рекорда 250 с⁻¹. В лучшем случае к 2029 г.: резонаторный или волноводный сбор света вместе с преобразованием в телеком-диапазон выводит на 10³–10⁴ с⁻¹, и появляется трёхузловая сеть. В худшем случае: скорости остаются на уровне 10²–10³ с⁻¹, а модульные ионные машины используют вместо этого внутриловушечный транспорт. Открытые вопросы: чего именно достигла линия IonQ; не обходится ли резонаторное усиление потерей видности интерференции; выдержит ли преобразование частоты бюджет точности?
Литература
- [18] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of Oxford Ionics, Rapidly Accelerating Its Quantum Computing Roadmap,” Sep. 17, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-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/ Cionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ 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/ Rquantinuum-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/ Gquantinuum-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/ Rionqs-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/ G2024/ 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/ Cionq-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/ Cionq-completes-acquisition-of-lightsynq-accelerating-quantum-computing-and
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Твердотельный спин-фотонный интерфейс (SiV, NV, T-центр)
Фотонная запутанность с оповещением (heralded) между разнесёнными твердотельными спиновыми регистрами — NV- и SiV-центрами в алмазе, T-центрами в кремнии — через проложенное телекоммуникационное волокно.
Вердикт. Межкриостатные вентили существуют на обоих носителях: безусловно на NV (63–64%) и только с постселекцией на T-центрах. Темпы 0.0075–1 Hz лежат на 10⁵–10⁷ ниже ~200 kHz — архитектурной цели Photonic Inc. по данным прессы, цифры непроверенной; причина в потерях, а не в когерентности.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Каждый узел — это спиновый кубит в твёрдом теле: азот-вакансионный или кремний-вакансионный центр в алмазе либо T-центр в кремнии, чей оптический переход излучает фотон, запутанный со спином. Фотоны от двух узлов интерферируют на светоделителе; картина срабатывания детекторов оповещает о спин-спиновой запутанности, не требуя доверия к каналу, поэтому потери стоят попыток, а не точности (fidelity). Delft продемонстрировал первый твердотельный вариант с оповещением на дистанции 3 m в 2013 г. D[783]; всё, что было после, вталкивало этот протокол в проложенное телекоммуникационное волокно.
- Подвижность: носитель летит (фотон в волокне); оба спина остаются неподвижными.
- Структура ошибки: доминируют потери; условную точность и безусловный темп следует приводить вместе.
Физика и пределы
Предел задаётся произведением эффективностей сбора, преобразования и передачи, которое входит в темп квадратично для двухфотонных протоколов и линейно для однофотонного протокола, применяемого Delft на городском масштабе D[784]. В когерентную бесфононную линию уходит ~3% излучения NV-центра, ~23% — T-центра и 65–90% — SiV Dфакт, а проложенное городское кольцо длиной 35 km стоит ещё 17 dB D[209]. Длина волны решает, нужно ли преобразование: NV на 637 nm и SiV на 737.2 nm его требуют (Harvard преобразует в 1 350 nm), тогда как T-центр излучает изначально вблизи 1 326 nm, минуя эту ступень, но расплачиваясь более слабым переходом P[363]. Спиновая когерентность ограничением не является: ядерные памяти удерживают запутанность дольше 2 s D[209] — намного дольше кругового обхода по волокну за 0.25–0.35 ms. Единственный рычаг, сдвигающий предел, — усиление резонатором: волоконный микрорезонатор вокруг одного NV поднял резонансный сбор примерно вдесятеро, с ~0.05% до ~0.5%, сохранив эхо-когерентность выше 100 µs D[359]; ещё один такой шаг превзошёл бы ~2% успеха на попытку, которые объективы с NA 0.8 дают иону в ловушке D[116].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2024-04 | NV, узлы в 10 km друг от друга по 25 km проложенного волокна с преобразованием в телеком-диапазон L: F = 0.534 при 0.022 s⁻¹ | QuTech/Delft | D[784] |
| 2024-05 | SiV: F = 0.69(7) между ядерными памятями по проложенному кольцу 35 km в Boston; 0.86(3) электрон-электрон на 20 m, ≤1 Hz | Harvard | D[209] |
| 2024-06 | T-центр, два модуля в отдельных криостатах по волокну ~40 m: белловская F = 0.60(8), ~7.5 mHz; последовательность телепортированного CNOT с постселекцией, точность вентиля не приведена | Photonic Inc. | P[363] |
| 2026-05 | Безусловный телепортированный CNOT между NV-регистрами в отдельных криостатах: четырёхкубитное GHZ 64(4)%, состояние через CNOT 63(4)% | QuTech/Delft | Dфакт |
Доминирующий член — эффективность сбора и оповещения, а не спиновая когерентность и не ошибка вентиля внутри узла.
Производство, материалы и цепочка поставок
Алмазным узлам нужен CVD-материал квантового качества, эталонным поставщиком которого выступает Element Six (Великобритания) Pфакт, плюс нанофотонные резонаторы, выход годных по которым и есть затык, причём он не опубликован: в работе по оловянно-вакансионным центрам, выполненной в Delft в 2026 г., 327 резонаторов на двух чипах охарактеризованы при комнатной температуре, связанные центры найдены в 7 из 9 охлаждённых, а у двух измерена кооперативность выше единицы Dфакт — доли по целому чипу нет, а именно это число нужно любому предложению сети из 10² узлов. T-центры в кремнии меняют качество излучателя на зрелость процесса: имплантация в обогащённый ²⁸Si на КМОП-линии, а работают центры при ~1.5–4 K, а не при милликельвинах P[785]. Оба конца линии зависят от нанопроволочных детекторов, поставляемых коммерческой базой из пяти вендоров — Single Quantum, ID Quantique (принадлежит IonQ), Photon Spot, Quantum Opus и московский Scontel Pфакт. Ни одна классификация экспортного контроля спин-фотонные линии не называет.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
На узел приходятся: криостат, СВЧ-управление спином, резонансные лазеры для инициализации и считывания, ступень преобразования (если излучатель не работает сразу в телеком-диапазоне), волокно со стабилизированной фазой до средней точки и детекторы. Связывающая нагрузка — это скважность работы, а не задержка: при 0.022 s⁻¹ одна линия тратит 45 s на белловскую пару, пока петли стабилизации работают непрерывно. Десять узлов — это эксперимент; 10² узлов на суб-герцовом темпе не могут обслуживать распределённый процессор, а 10³ требуют мультиплексированных излучателей и матриц детекторов, которых никто не вывел в поле.
Роль в стеке
Узел требует спинового регистра на центре окраски и однофотонного детектирования; без детекторов с низким темпом тёмных отсчётов оповещение не работает вовсе. Он ничего не обеспечивает выше по стеку и венчает сетевую архитектуру на спинах дефектов. В любой распределённой архитектуре именно он задаёт темп: кода на дефектной архитектуре нет, поэтому вместо суммы раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс тактом служат 45 s при городском темпе Delft и 1.0 s в лучшем результате Harvard. Значимо здесь сравнение с конкурирующим межсоединением: оксфордская линия на ионах в ловушке дала белловскую точность 96.89(8)% при 9.7 s⁻¹ и телепортированный CZ с 86.2(9)% Dфакт — по сравнению с лучшей линией Harvard на SiV, 0.86(3) при темпе до 1 Hz на 20 m, это примерно вдесятеро больший темп и на 11 пунктов более высокая точность, а телепортированный вентиль на 23 пункта выше безусловных 63(4)% QuTech D[209]Dфакт. Контраргумент твердотельного подхода — технологичность изготовления, а не характеристики.
Свидетельства — как измерены числа
Вопрос об атрибуции телепортированного CNOT разрешается — и не как ошибка атрибуции: оба результата существуют и различаются по своей природе. Photonic Inc. запутала два модуля на T-центрах в отдельных криостатах по волокну ~40 m и выполнила последовательность телепортированного CNOT, но отказалась от прямой связи вперёд (feed-forward) и провела постселекцию по срабатыванию детектора фотона, сообщив таблицу истинности, а не точность вентиля; по состоянию на 4 сентября 2026 г. это по-прежнему препринт 2024 г. P[363]. Результат QuTech 2026 г. безусловен — прямая связь вперёд в реальном времени, постселекции нет — и составляет 63(4)% и 64(4)% Dфакт. Цитирование этих двух результатов рядом без такого различения завышает платформу на T-центрах. В остальных случаях точности условны по факту оповещения, а Harvard отбрасывает ~23% данных по порогам контраста отражения D[209]. Ни один результат здесь не воспроизведён второй группой.
Не опубликовано: датированный подсчёт патентных семейств по спин-фотонным линиям.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| QuTech | Исследования | Нидерланды | Городская NV-линия; единственный безусловный межкриостатный вентиль | Dфакт |
| Photonic Inc. | Разработчик | Канада | Модули на T-центрах в кремнии, изначальное излучение в телеком-диапазоне | P[363] |
| Harvard University | Исследования | США | Нанофотонные узлы на SiV по проложенному кольцу 35 km | D[209] |
| Fujitsu | Финансирующая сторона | Япония | Финансирует совместную программу Delft по модульному компьютеру | Pфакт |
| Microsoft | Инвестор, партнёр | США | Сотрудничество по сетям с 2023 г.; повторно вошедший инвестор | Cфакт |
| Single Quantum | Поставщик | Нидерланды | Коммерческие нанопроволочные детекторы — зависимость по оповещению | Pфакт |
Деньги. 2025-11-06 · Photonic Inc. · DARPA QBI Stage B, ~12 месяцев · до $15 M USD · программа факт. 2026-05-12 · Photonic Inc. · финальное закрытие раунда · $200 M USD при оценке $2 B, $350 M накопительно · Microsoft вошла повторно · закрыто Cфакт. Продолжается · QuTech · совместная программа с Fujitsu PPS2007, грант EU Quantum Internet Alliance 101080128, NWO Spinoza · без разбивки по статьям · продолжается Pфакт.
Рынок и цепочка поставок. Спин-фотонную линию никто не продаёт; продаются детекторы, алмаз, обогащённый ²⁸Si, модули преобразования и арендованное городское волокно. Общее узкое место — поставка детекторов: пять коммерческих вендоров, один из которых теперь принадлежит IonQ, — а алмаз поставляет в основном один поставщик, Element Six. Узел по определению обслуживает G6, а также G7 там, где модульной машине нужны межмодульные линии; для G1–G5 он не нужен, и именно поэтому его деньги — это программное финансирование (DARPA QBI, совместная программа Fujitsu и Delft, EU Quantum Internet Alliance, NWO) плюс один разработчик с венчурным капиталом, Photonic Inc.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Патентного семейства, специфичного для спин-фотонных линий, в поименованной датированной базе по состоянию на 4 сентября 2026 г. не обнаружено; позиция Photonic Inc. по T-центрам восходит к работам Simon Fraser University, но записи с правообладателем и датой получить не удалось. Ни один орган по стандартизации не регулирует интерфейсы оповещения; ближайшая координирующая структура — EU Quantum Internet Alliance.
Дорожные карты и послужной список. Photonic Inc. (обещано в 2023 г. · распределённая отказоустойчивость «в течение пяти лет», ~2028 · статус на 4 сентября 2026 г.: многоузловой системы нет, линия 2024 г. по-прежнему с постселекцией), при цели ~200 kHz и 99.8% R[785] — это семь порядков по темпу и 40 пунктов выше её же опубликованного результата, то есть архитектурная цель, а не дорожная карта. QuTech дорожной карты не публикует и выдаёт результат уровня Nature примерно раз в год — достоверен по факту поставки и честен в отношении темпов.
Стратегическое прочтение. Если эта линия дозреет, выигрывают модульные архитектуры, неспособные масштабироваться монолитно, а Microsoft получает опцион на слой, который ей не нужно строить самой. Проигрывают монолитные дорожные карты, исходящие из достаточности масштабирования на кристалле. Угроза замещения идёт впереди по очкам: линии на ионах в ловушках быстрее и чище, а на тот же слот претендует СВЧ-оптическое преобразование. Переговорная сила у поставщиков детекторов и алмаза.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к 2028 г., если какая-либо группа удержит запутанность с оповещением при темпе > 1 Hz и точностью выше F = 0.8 на дистанции > 20 km проложенного волокна либо если Photonic Inc. опубликует безусловный межмодульный вентиль с указанием точности; понизить, если результаты по T-центрам останутся препринтами с постселекцией. В лучшем случае к 2029 г.: усиление резонатором плюс мультиплексирование выводят на 10–100 Hz на городской дистанции. В худшем случае: суб-герцовые темпы, точность около 0.7, и слот занимают ион-фотонные линии. Открытые вопросы: выигрывает ли изначальное излучение в телеком-диапазоне у преобразования, если учесть фотонный выход T-центра; у какой доли резонаторов на чипе кооперативность выше единицы и можно ли поднять эту долю до уровня, нужного сети из 100 узлов; мультиплексирует ли кто-нибудь по излучателям.
Литература
- [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
- [209] C. M. Knaut et al., “Entanglement of nanophotonic quantum memory nodes in a telecom network,” Nature, vol. 629, no. 8012, pp. 573–578, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07252-z. D
- [359] J. Fischer et al., “Spin-photon correlations from a Purcell-enhanced diamond nitrogen-vacancy center coupled to an open microcavity,” Nat. Commun., vol. 16, no. 1, Art. no. 11680, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41467-025-66722-8. D
- [363] F. Afzal et al., “Distributed Quantum Computing in Silicon,” arXiv:2406.01704, Jun. 2024. P
- [783] H. Bernien et al., “Heralded entanglement between solid-state qubits separated by three metres,” Nature, vol. 497, no. 7447, pp. 86–90, May 2013, doi: 10.1038/nature12016. D
- [784] A. J. Stolk et al., “Metropolitan-scale heralded entanglement of solid-state qubits,” Sci. Adv., vol. 10, no. 44, Art. no. eadp6442, Oct. 2024, doi: 10.1126/sciadv.adp6442. arXiv:2404.03723. D
- [785] M. Ivezic, “Photonic Inc,” PostQuantum.com, Nov. 13, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-computing-companies/ Pphotonic-inc/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Атом-фотонный интерфейс через резонатор
Оптический резонатор вокруг нейтральных атомов в оптических пинцетах усиливает по Парселлу связь атом — фотон, так что состояние атома можно записать на летающий фотон.
Вердикт. Эффективность для одной пары высока (~90% от генерации до детектирования), но далека от 99.9%, которых требует отказоустойчивая связь; удалённое запутывание соединяло только узлы из одиночных атомов и ни разу — два многоатомных процессора на оптических пинцетах, поэтому заявка на межсоединение остаётся недоказанной — утверждение опровергается в тот день, когда кто-нибудь сообщит скорость.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Оптический резонатор вокруг нейтральных атомов, удерживаемых оптическими пинцетами, усиливает связь с единственной фотонной модой, так что излучение в эту моду становится почти детерминированным, а не составляет несколько процентов от 4π. Резонаторной КЭД с одиночными атомами уже десятки лет; к 2024 г. относится другое — собранный пинцетами и индивидуально адресуемый регистр внутри одного резонатора с мультиплексированным запутыванием атом — фотон при эффективности от генерации до детектирования, приближающейся к 90% D[777]. Атрибуты: d = подвижность «летящая», информация переносится с неподвижного атома на фотон, покидающий модуль; f = доминирующая ошибка — потеря, а не ошибка Паули, поэтому отказ выглядит как отсутствие события с оповещением (heralded), и попытка повторяется.
Физика и пределы
Управляющий параметр — кооперативность одиночного атома C = g²/κγ, то есть когерентная связь против затухания резонатора и рассеяния в свободное пространство. Излучение в моду резонатора идёт как C/(1+C), поэтому подъём эффективности с 90% (C ≈ 9) к тем 99.9%, которых требует отказоустойчивая связь (C ≈ 999), стоит двух порядков величины по C — меньший объём моды или более высокая резкость (finesse), и то и другое ужесточает допуски на потери в зеркалах и на позиционирование атома. Сквозная эффективность есть произведение излучения в резонатор, вывода излучения, пропускания волокна и детектирования; 90% D[777] близко к тому, что вообще позволяет объёмная оптика. Потеря сопровождается оповещением — именно поэтому данный интерфейс естественно сочетается со щёлочноземельными кубитами с естественными стираниями (erasure). Что сдвигает предел: микрорезонаторы на торце волокна и нанофотонные микрорезонаторы с более высоким C; прямое излучение в телекоммуникационном диапазоне, снимающее потери на преобразовании частоты D[778]; и число каналов, растущее вместе с размером массива.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2024-07 | Регистр в пинцетах внутри резонатора, мультиплексированное запутывание атом — фотон при ~90% от генерации до детектирования | MPQ (группа Rempe) | D[777] |
| 2025-09-12 | Распараллеленное телеком-запутывание (1389 nm) атом — фотон из массива ¹⁷¹Yb; скорость растёт с числом каналов | Illinois (группа Covey) | D[778] |
| 2026-08-31 | 10-канальная волноводная матрица чипового масштаба на 780 nm с шагом 25 µm, видность 0.87; эффективность по каналу 75–94% по данным отраслевой прессы | Osaka University | DфактP[779] |
Ни одна группа не опубликовала скорость запутывания между двумя многоатомными процессорами на нейтральных атомах; известные удалённые связи соединяют узлы из одиночных атомов — резонаторные узлы MPQ (2012), вентиль между модулями в 60 m друг от друга (2021) и атомы LMU через 33 km волокна (2022) Dфакт. Эффективность и точность выглядят достойно; пропускная способность — единственная цифра, которой может пользоваться архитектор, — не измерена.
Производство, материалы и цепочка поставок
Стендовая оптика, а не литография: высокодобротные зеркальные покрытия, микрорезонаторы на торце волокна или нанофотонные, вакуум и общая с процессором оптика пинцетов — всё настраивается под конкретную систему. Статистики выхода годных по резонаторам не существует, и ближайшее исследование системы «нанорезонатор плюс излучатель» её тоже не публикует: работа QuTech по оловянно-вакансионным центрам P[362] охарактеризовала 327 резонаторов при комнатной температуре, нашла связанные центры в 7 из 9 охлаждённых и измерила у двух кооперативность выше единицы Dфакт. Интересное направление — интеграция чипового масштаба: стеклянная волноводная матрица из Osaka (совместно с NICT и Hamamatsu) заводит свет десяти узлов решётки пинцетов в десять каналов с шагом 25 µm P[779]; платформа Chicago 2024 г. уже совмещала до 64 оптических пинцетов с чипом, несущим более 100 нанофотонных резонаторов D[579]. Поименованных поставщиков мало: Hamamatsu по детекторам, Nu Quantum по фотонной коммутации P[780]. Серийного продукта класса COTS не существует, поэтому экономику единицы процитировать нечем; классификации экспортного контроля именно для этого оборудования не найдено.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Лазеры удержания и адресации общие с массивом; данный интерфейс добавляет стабилизацию резонатора, фотонный тракт и детекторные каналы. Нагрузка считается на связь, а не на кубит: сегодня одна мода резонатора обслуживает один модуль, и открытая проблема — мультиплексирование; 10 каналов Osaka с шагом 25 µm при заявленной цели ~100 — шаг к тому, чтобы число каналов росло вместе с размером массива P[779]. При 10³ атомов на модуль это пока никому не нужно. На 10⁴–10⁶ распределённая работа заявлена как архитектура у каждого вендора нейтральных атомов, но нигде не опубликовано, сколько одновременных связей нужно одному модулю. Задержка оповещения не опубликована; цикл повторных попыток задаётся мёртвым временем детектора и классической обратной связью.
Роль в стеке
Обслуживает оба ридберговских массива пинцетов — на щелочных (Rb/Cs) и щёлочноземельных (Yb/Sr) атомах — и требует атома в оптическом пинцете плюс слоя оптической сборки, который и строит резонатор. Внутри нейтральных атомов его единственный конкурент — сбор в свободном пространстве: проще и куда менее эффективно; между модальностями он состязается со связями ион — фотон и спин — фотон, причём маршрут на спинах дефектов заметно тяжелее — волоконный микрорезонатор даёт примерно 10× по сбору фотонов от NV-центра, с ~0.05% до ~0.5% D[359]. В производный такт он сегодня не вносит ничего, поскольку многомодульной архитектуры не существует: для одного модуля сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс составляет 1.31 ms на раунд QEC и задаётся транспортом, за которым идёт регистрация флуоресценции, против CZ длительностью 270 ns D[4]. Любая более медленная связь становится тактом в тот самый момент, когда её начинают использовать. Пустой слот: связь между двумя модулями с указанной скоростью.
Свидетельства — как измерены числа
Три результата лежат в разных шкалах. ~90% у MPQ — это эффективность от генерации до детектирования для одной пары атом — фотон в объёмном резонаторе D[777]; видность 0.87 у Osaka — корреляция между состоянием атома и поляризацией фотона — получена на интегрированной на кристалле матрице без резонаторного усиления и опубликована в Optica 2026-08-31, а эффективность по каналу 75–94% приводится только в отраслевой прессе DфактP[779]; телеком-результат Covey — схема с волоконной матрицей, заявляющая пропорциональность числу каналов, а не абсолютную скорость D[778]. Ни один из них не измеряет того, что требуется для связи: числа событий с оповещением в секунду между двумя процессорами и точности с учётом накладных расходов на оповещение.
«Точности белловского состояния 91%, вырезанного резонатором», которую иногда приписывают arXiv:2407.09109, в аннотации этой работы нет; там указана только эффективность ~90% от генерации до детектирования. Не опубликовано: измеренные скорость запутывания или точность для двух прототипов дорожной карты Nu Quantum факт и классификация экспортного контроля именно для резонаторной оптики или интерфейсов атом — фотон.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| MPQ | исследования | Германия | Регистр в пинцетах внутри резонатора, ~90% от генерации до детектирования | D[777] |
| University of Illinois | исследования | США | Распараллеленное телеком-запутывание атом — фотон из массива Yb | D[778] |
| Osaka University | исследования | Япония | 10-канальная матрица сбора чипового масштаба, совместно с NICT и Hamamatsu | P[779] |
| Atom Computing | разработчик | США | Системы на Yb; сетевые соглашения с Nu Quantum и Cisco | P[780] |
| Nu Quantum | поставщик | Великобритания | Интерфейс кубит — фотон и блоки фотонных сетей | C[781] |
| Cisco | поставщик | США | Оборудование квантовых сетей и ПО распределённых вычислений | P[782] |
Деньги.
2025-07-17 · QuNorth · заказ «Magne» у Atom Computing/Microsoft · EUR 80 M · 50 логических кубитов · заказано G[11]
2025-11-06 · DARPA · QBI Stage B, Atom Computing и QuEra в числе одиннадцати · до USD 15 M каждому · официально G[65]
2025-12-10 · Nu Quantum · раунд серии A · USD 60 M · ведущий инвестор National Grid Partners, с Amadeus, IQ Capital, NSSIF, Sumitomo/Presidio · закрыт C[781]
2026-05-21 · US Dept of Commerce · письмо о намерениях по CHIPS, Atom Computing · USD 100 M · необязывающее LOI G[300]
2026-06-16 · Atom Computing · раунд серии C (Third Point) · USD 100 M · суммарно > USD 300 M · закрыт G[154]
Рынок и цепочка поставок. Рынка нет: резонаторный интерфейс атом — фотон никто не продаёт, а деньги здесь либо процессорные (Atom Computing), либо смежные сетевые (Nu Quantum, Cisco). Единственная компания, прицельно занимающаяся именно этой функцией, — Nu Quantum; она привлекла раунд серии A на USD 60 M и не опубликовала ни измеренной скорости, ни точности C[781]. Правдоподобное узкое место — поставка детекторов и фотонная интеграция. Сегодня узел оплачивает G6, а если он заработает — G4 и G7; ни за одну из G1–G3 он не платит.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Ни поименованного патентного семейства, ни датированного подсчёта по патентным базам именно по интерфейсам атом — резонатор не найдено — датированного факта нет. Ни консорциума, ни стандарта, регулирующего этот интерфейс, не существует; результаты MPQ, Illinois и Osaka — лабораторные приборы, а не продукты.
Дорожные карты и послужной список. В дорожной карте Nu Quantum было два пункта, и оба пришли в срок в виде прототипов — Qubit–Photon Interface 2024-10-14 и Quantum Networking Unit 2025-06-12, — но ни по одному нет измеренных скорости или точности: «до 99.7%» у этого блока — потолок, который допускает его оптический тракт C[781]факт. Соглашения Atom Computing — Nu Quantum (2026-06-17) и Atom Computing — Cisco (2026-03-25) не несут датированных целей P[780]P[782]; цель Osaka на ~100 каналов даты не имеет P[779]. По состоянию на 4 сентября 2026 г. ни у одного из здешних участников нет обещания, достаточно конкретного, чтобы его оценивать, — и это само по себе вывод.
Стратегическое прочтение. Если сбор чипового масштаба созреет быстрее, чем объёмная резонаторная КЭД, интерфейс унаследует цепочку поставок фотонных фабрик вместо заказного лабораторного железа, и преимущество достанется тому, кто раньше вступил в партнёрство с группой по фотонной интеграции, — среди вендоров это Atom Computing. Если нет, распределённые вычисления на нейтральных атомах останутся слайдом, а любая дорожная карта дальше ~10⁴ атомов лишится своего сюжета масштабирования. Угроза замещения приходит из соседних модальностей: связи ион — фотон и спин — фотон гонятся за той же вехой, и нарратив задаст тот, кто первым опубликует пригодную к использованию скорость.
Перспективы и открытые вопросы
Подтверждение к концу 2027 г. — если какая-либо группа опубликует скорость запутывания с оповещением между двумя многоатомными модулями на нейтральных атомах; понижение заявки на межсоединение — если новые результаты по-прежнему будут эффективностями одиночных пар. В лучшем случае к 2029 г.: мультиплексированный сбор доходит до ~100 каналов и показана логическая операция между двумя модулями. В худшем случае: эффективность выходит на плато около 90%, число каналов остаётся в десятках, а сетевые соглашения так и не превращаются в датированную цель. Открытые вопросы: какая скорость реально нужна распределённой архитектуре на нейтральных атомах; способен ли сбор чипового масштаба дотянуться до кооперативности объёмного резонатора; выигрывает ли прямое телеком-излучение у связки «резонаторное усиление плюс преобразование частоты».
Литература
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. D
- [11] Novo Nordisk Foundation, “New quantum computer with great potential to boost Nordic research and innovation,” Novo Nordisk Fonden, Jul. 17, 2025. [Online]. Available: https://novonordiskfonden.dk/
en/ Gnews/ new-quantum-computer-with-great-potential-to-boost-nordic-research-and-innovation/ - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [154] Atom Computing, “Atom Computing Raises More Than $300 Million to Accelerate Deployment of Fault-Tolerant, Neutral-Atom Quantum Computers,” PR Newswire, Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Gatom-computing-raises-more-than-300-million-to-accelerate-deployment-of-fault-tolerant-neutral-atom-quantum-computers-302800832.html - [300] National Institute of Standards and Technology, “Department of Commerce Announces Letters of Intent With 9 Companies for $2 Billion to Accelerate U.S. Leadership in Quantum Computing,” NIST News, May 21, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/
news-events/ Gnews/ 2026/ 05/ department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion - [359] J. Fischer et al., “Spin-photon correlations from a Purcell-enhanced diamond nitrogen-vacancy center coupled to an open microcavity,” Nat. Commun., vol. 16, no. 1, Art. no. 11680, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41467-025-66722-8. D
- [362] QuTech, “Coherent coupling of diamond colour centre to a nanocavity,” Jun. 25, 2026. [Online]. Available: https://qutech.nl/
2026/ P06/ 25/ a-step-toward-faster-quantum-networks/ - [579] S. G. Menon, N. Glachman, M. Pompili, A. Dibos, and H. Bernien, “An integrated atom array–nanophotonic chip platform with background-free imaging,” Nat. Commun., vol. 15, no. 1, Art. no. 6156, Jul. 2024, doi: 10.1038/s41467-024-50355-4. D
- [777] L. Hartung, M. Seubert, S. Welte, E. Distante, and G. Rempe, “A quantum-network register assembled with optical tweezers in an optical cavity,” Science, vol. 385, no. 6705, pp. 179–183, Jul. 2024, doi: 10.1126/science.ado6471. arXiv:2407.09109. D
- [778] L. Li et al., “Parallelized telecom quantum networking with an ytterbium-171 atom array,” Nat. Phys., vol. 21, no. 11, pp. 1826–1833, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41567-025-03022-4. D
- [779] C. Pittmann, “Neutral-Atom Quantum Processors Get Chip-Scale Photonic Link: Osaka Hits 10 Channels,” Tech Times, Sep. 1, 2026. [Online]. Available: https://www.techtimes.com/
articles/ P326188/ 20260901/ neutral-atom-quantum-processors-get-chip-scale-photonic-link-osaka-hits-10-channels.htm - [780] M. Swayne, “Atom Computing and Nu Quantum Partner to Scale Neutral Atom Quantum Computers,” The Quantum Insider, Jun. 17, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P06/ 17/ atom-computing-and-nu-quantum-partner-to-scale-neutral-atom-quantum-computers/ - [781] Nu Quantum, “Nu Quantum Raises $60M Series A in Largest Financing Round for Quantum Computer Networking,” Dec. 10, 2025. [Online]. Available: https://www.nu-quantum.com/
news/ Cnu-quantum-raises-60m-series-a-in-largest-financing-round-for-quantum-computer-networking - [782] M. U. Rehman, “Cisco and Atom Computing Partner on Quantum Networking for Scalable Computing,” The Quantum Insider, Mar. 25, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P03/ 25/ atom-computing-cisco-distributed-quantum-collaboration/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Криогенная разводка сигналов для спиновых массивов (кристалл-маршрутизатор, 3D многослойная разводка)
Милликельвиновый кристалл-маршрутизатор, мультиплексор на кристалле или 3-D многослойная разводка, превращающие несколько холодных входных линий в десятки–тысячи напряжений на затворах, которые нужны массиву спиновых кубитов.
Вердикт. Компоненты существуют — 64-выводной Pando Tree от Intel, мультиплексированный чип Quantum Motion на 1 024 точки, демультиплексор Delft на 648 приборов, — но по состоянию на 2026-09-26 не опубликовано ни одной точности вентиля, измеренной через милликельвиновый маршрутизатор, а при дельфтских ~1.25 µW на одно сгенерированное напряжение милливатт милликельвинового охлаждения держит ~800 напряжений: 10³ кубитов — только с разделяемым управлением.
MXC = камера смешения (mixing chamber), самая холодная ступень рефрижератора; SET = одноэлектронный транзистор (single-electron transistor); DRAM = динамическая память с произвольным доступом; FinFET = полевой транзистор с плавником (fin field-effect transistor); 22FDX = 22 nm техпроцесс GlobalFoundries на полностью обеднённом кремнии-на-изоляторе; PDK = комплект для проектирования под техпроцесс (process design kit); правило Рента T = t·g^p (T — число выводов, g — число компонентов, t — выводов на компонент, p — показатель Рента); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Каждый затвор спинового кубита — это линия. Разветвление (fan-out) доводит немногие линии, которые несёт рефрижератор, до этих затворов: кристалл-маршрутизатор на MXC (Intel), мультиплексоры на кристалле кубитов (Quantum Motion, Equal1) или кубитный чип и управляющая электроника, собранные в вертикальный стек (Hitachi). Vandersypen et al. (2017) сочли разводку ~10⁸ кубитов при температуре ниже 100 mK до комнатной температуры «непрактичной» и поместили электронику рядом с кубитами D[761]. Li et al. сделали линии разделяемыми — «линии управления задают сетку кубитов» D[762]; Schaal et al. и Paquelet Wuetz et al. поместили КМОП-ключи при милликельвинах D[763]D[764]. Intel описала Pando Tree 2024-06-20 C[272]; первая датированная запись реестра по разветвлению относится к 2025 году.
Атрибуты: статическое межсоединение; низкочастотные сигналы при mK и 4 K; когерентная ошибка; изготовление по КМОП.
Физика и пределы
Линии. В 2019 году каждая платформа подводила линии к каждому кубиту напрямую, p = 1, против 0.36 у процессоров x86 от Intel; в примере Franke et al. каждый добавленный спиновый кубит стоит двух затворов, t = 2 D[765], — 2×10⁶ линий при g = 10⁶. Кроссбар даёт T = 6√g − 1, т. е. 23 вывода на 16 точек D[520], ~6×10³ при 10⁶ S. При шаге затворов 90 nm D[197] разводка должна выполняться на кристалле или рядом с ним.
Тепло. Большие рефрижераторы растворения дают «свыше 1 mW при 100 mK» D[761]. Delft сгенерировал и демультиплексировал 96 напряжений на 648 приборов при 66 mK, затратив менее 120 µW D[552]: ~1.25 µW на напряжение, так что милливатт держит ~800 — ~400 кубитов с прямой разводкой или ~1.8×10⁴ точек кроссбара S. Переключение стоит ∝ C·V²·f: стробирование коммерческих мультиплексоров на 8 kHz подняло ступень 50 mK до 130 mK D[764]. Демультиплексор обходит выводы по очереди, и каждый тем временем удерживает заряд — ячейка Schaal хранит его на затворе точки, как ячейка DRAM «один транзистор — один конденсатор» D[763], — так что частота регенерации (refresh) разменивает просадку удерживаемого напряжения (droop) на тепло S.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2020-05-19 | Коммерческие КМОП-мультиплексоры при 50 mK: 16 каналов × 6 линий | QuTech / Intel | D[764] |
| 2023-08-28 | Германиевый кроссбар на 16 точек, 23 вывода | QuTech | D[520] |
| 2024-05-01 | Криозонд для пластин 300 mm: 232 двенадцатиточечных массива, электронная температура 1.6 ± 0.2 K | Intel | D[766] |
| 2024-06-20 | Pando Tree: смещение и импульсы на 64 вывода, 10–20 mK | Intel | C[272] |
| 2025-01-03 | 1 024 точки на одном мультиплексоре на кристалле, 22FDX, <1 K, картирование за <10 min | Quantum Motion | D[767] |
| 2025-03-16 | Bell-1, в 2026 году переименованный в RacQ: шесть кубитов и управление в одной стойке, 0.3 K, 1 600 W | Equal1 | C[768] факт |
| 2025-07 | 648 приборов от 96 напряжений, 66 mK, <120 µW, 22 nm FinFET | TU Delft / Intel | D[552] |
Ни одна строка не является бенчмарком вентилей через маршрутизатор: Pando Tree делит печатную плату с чипом Tunnel Falls C[272], и по состоянию на 2026-09-26 ни одной точности, измеренной через него, не найдено. Ближайшее: 32-ячеечный милликельвиновый импульсный чип, стоящий ~0.07% однокубитной точности D[551], — генерация, а не маршрутизация. Доминирующий член: тепло на одно адресуемое напряжение.
Производство, материалы и цепочка поставок
Кристаллы-маршрутизаторы — это фабричный КМОП, работающий на холоде: 22 nm FinFET от Intel для Delft D[552], 22FDX для Quantum Motion D[767] и Equal1 C[273], Intel 18A для квантового PDK Hitachi — «первый такой интерфейс для техпроцесса класса 1.8nm» P[769]. Tunnel Falls сходит с линии 300 mm с литографией в экстремальном ультрафиолете D[199]. Конкурируют три маршрута: отдельный кристалл-маршрутизатор (Intel), монолитные мультиплексоры (Quantum Motion, Equal1) и «вертикальное стекирование кубитных чипов и управляющей электроники» (Hitachi) P[769]. Холодное тестирование пластин служит воротами для всех трёх — опубликованный пример — криозонд Intel D[766], — а пилотная линия SPINS в imec добавляет прогоны спиновых кубитов на 300 mm, PDK и крио-КМОП C[770]. Выход годных маршрутизаторов и соединений по состоянию на 2026-09-26 не опубликован.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Pando Tree подаёт «как постоянное напряжение смещения, так и высокоскоростные импульсы напряжения на число выводов кубитов до 64» из девяти цифровых сигналов и одной линии от 4 K-контроллера Horse Ridge II C[272]: десять линий на 32 кубита при двух выводах на кубит (t = 2), ~0.3 линии на кубит S. Цифра реестра 0.0156 линии на кубит учитывает только аналоговую линию и принимает выводы за кубиты S. «Примерно 20 кабелей» от Intel на миллион кубитов C[272] по состоянию на 2026-09-26 не сопровождаются ни бюджетом тепла, ни бюджетом полосы. Считывание тоже сводится (fan-in): Diraq считывает восемь кубитов через два SET D[197]. При 1.25 µW на напряжение и двух выводах на кубит S 10³ кубитам нужно ~2.5 mW при прямой разводке и ~0.2 mW на кроссбаре; 10⁶ кубитам — ~2.5 W, или ~7.5 mW при разделяемых линиях, — лишь сочетание приближается к бюджету одного рефрижератора.
Роль в стеке
Слот 9 — единственная запись слоя 9 — архитектуры Кремниевые / германиевые спины в квантовых точках. Он требует fab_cmos (фабричный КМОП) — «КМОП-кристалл-маршрутизатор при криогенной температуре» — и ct_cryocmos (криогенное КМОП-управление), который генерирует то, что маршрутизирует эта технология; cx_crossbar (слой 4) разделяет линии внутри массива. Ребро даёт не записано. Его заменяет ic_mcm (связанные многочиповые модули); по состоянию на 2026-09-26 ни у одной из спиновых архитектур нет межмодульной связи. Его несут четыре машин реестра (4 — как основную технологию): Tunnel Falls, Hitachi × Intel 18A, RacQ (Bell-1) и QM-One — ровно те, чьи производители называют конкретное изделие. Ячейка Tunnel Falls — ✅, по демультиплексору Pando Tree; остальные выведены косвенно и помечены 🔎. Пробел G-spinl9 закрыт частично: слот 9 архитектуры квантовых точек теперь занимает эта технология — предложенный ic_router; слот 9 архитектуры донорных спинов по-прежнему пуст.
Свидетельства — как измерены числа
Показатели качества — каналы на кристалл, тепло на линию на MXC, просадка удерживаемого напряжения, частота регенерации, перекрёстные помехи при переключении — не стоят ни в одной ячейке реестра. Данные есть только на уровне компонентов: удерживаемые напряжения в Delft дрейфуют от 60 µV/s до 18 mV/s D[552] — медленная когерентная ошибка, которую рандомизированный бенчмаркинг усредняет S; криозонд и чип на 1 024 точки измеряют приборы, а не вентили D[766]D[767]. Страница Equal1 указывает среднюю двухкубитную точность 99.3% C[273]; реестр приводит её рядом с 98.4% из обзора в прессе; ни та, ни другая цифра не называет стоящего за ней разветвления. Отсутствуют по состоянию на 2026-09-26: бенчмарк через милликельвиновый маршрутизатор и рассеиваемая мощность Pando Tree.
Не опубликовано: техпроцесс Pando Tree компании Intel и какая-либо точность кубитов, измеренная через него, а также планы по разветвлению у SQC, Quobly и Groove Quantum.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно они делают с этой технологией | Свидетельства |
|---|---|---|---|---|
| Intel | разработчик | США | Маршрутизатор Pando Tree; криозонд для пластин 300 mm | C[272]D[766] |
| Hitachi | разработчик | Япония | Кубитные чипы и управление в вертикальном стеке; PDK на 18A | P[769] |
| Quantum Motion | разработчик | Великобритания | Мультиплексор на кристалле 1:1 024; тайлы с управлением и считыванием на кристалле | D[767]C[200] |
| Equal1 | разработчик | Ирландия | Кубиты и управляющая электроника на 22FDX при 0.3 K | C[273] |
| TU Delft / QuTech | исследования | Нидерланды | Милликельвиновое демультиплексирование; германиевый кроссбар | D[552]D[520] |
Деньги.
- 2026-01-15 · Equal1 · раунд под руководством Ireland Strategic Investment Fund, система «на одном чипе» · USD 60 M · объявлено C[771]
- 2026-03-18 · Rhonexum · pre-seed под руководством QDNL Participations · USD 1 M · объявлено P[560]
- 2026-04-03 · консорциум во главе с imec · пилотная линия SPINS, софинансирование EU Chips Joint Undertaking · EUR 50 M · запущено C[770]
- 2026-05-07 · Quantum Motion · раунд серии C, разветвление не названо · USD 160 M · объявлено C[355]
Рынок и цепочка поставок. Разветвление покупается вместе с кристаллом кубитов; единственный найденный независимый участник рынка, лозаннская Rhonexum, находится на стадии pre-seed P[560]. Дефицитные входы — холодные модели приборов, холодное тестирование пластин, слоты на фабриках — общие с ct_cryocmos. Работает на G4 и G7 на архитектуре квантовых точек.
Интеллектуальная собственность и стандарты. По состоянию на 2026-09-26 нет ни количества патентов по разветвлению из названной базы данных, ни стандарта интерфейса; ближайшие артефакты — PDK: у SPINS C[770] и планируемый комплект Hitachi под 18A P[769].
Дорожные карты и послужной список. Intel: ~20 кабелей на миллион кубитов, без даты C[272]; по состоянию на 2026-09-26 никаких кубитных данных через Pando Tree с 2024-06-20. Hitachi: облачный доступ в 2027 финансовом году, 100 кубитов в 2028 финансовом году, 1 000 — в 2030 финансовом году P[769]. Diraq: 150 000 физических кубитов к 2029 году, более 2 миллионов к 2031 году, разветвление не указано R[211]. Ни один срок по вехам разветвления ещё не наступил; оценивать пока нечего.
Стратегическое прочтение. Отдельный маршрутизатор Intel и монолитные кристаллы Equal1 и Quantum Motion — конкурирующие ставки на милликельвиновый милливатт. Если маршрутизаторы опустятся заметно ниже микроватта на напряжение, ценность перейдёт к фабрикам с холодными моделями приборов и к холодному тестированию пластин; если нет, кубиты будут работать горячее — Equal1 при 0.3 K C[768] — или разделятся на модули, и слот займёт ic_mcm S.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если до 2027-12-31 рецензируемый бенчмарк вентилей на спиновых кубитах будет выполнен через милликельвиновый маршрутизатор или мультиплексор на кристалле и сообщит тепло на канал; понизить, если прототип Hitachi 2028 финансового года или система Diraq 2029 года выйдут с отдельными линиями на каждый затвор от 4 K или комнатной температуры. Открытые вопросы. (1) Сколько рассеивает Pando Tree на один переключаемый вывод? (2) Какую просадку удерживаемого напряжения терпят обменные вентили между регенерациями? (3) Ограничивает ли импульсное управление с временным мультиплексированием параллелизм вентилей ниже того, что нужно раунду поверхностного кода? (4) Могут ли разделение линий в кроссбаре и милликельвиновая маршрутизация ужиться на одном кристалле? (5) Займут ли спиновые модули (ic_mcm) этот слот раньше, чем маршрутизаторы дойдут до 10⁴ каналов?
Литература
- [197] A. Nickl et al., “Eight-qubit operation of a 300 mm SiMOS foundry-fabricated device,” Nat. Commun., vol. 17, no. 1, Art. no. 5878, Jul. 2026, doi: 10.1038/s41467-026-74597-6. D
- [199] H. C. George et al., “12-spin-qubit arrays fabricated on a 300 mm semiconductor manufacturing line,” Nano Lett., vol. 25, no. 2, pp. 793–799, Dec. 2024, doi: 10.1021/acs.nanolett.4c05205. arXiv:2410.16583. D
- [200] Quantum Motion, “Quantum Motion Delivers the Industry's First Full-Stack Silicon CMOS Quantum Computer,” Sep. 15, 2025. [Online]. Available: https://quantummotion.com/
quantum-motion-delivers-the-industrys-first-full-stack-silicon-cmos-quantum-computer/ C - [211] F. Elliott, “Diraq charts course to utility-scale quantum computing with millions of spin qubits on a single silicon chip,” Diraq, Aug. 27, 2026. [Online]. Available: https://www.diraq.com/
newsdesk/ Rdiraq-sets-roadmap-for-utility-scale-quantum-computing-with-millions-of-qubits-on-a-single-silicon-chip - [272] S. Subramanian and S. Pellerano, “Intel's Millikelvin Quantum Research Control Chip Provides Denser Integration with Qubits,” Intel Community, Jun. 20, 2024. [Online]. Available: https://community.intel.com/
t5/ CBlogs/ Tech-Innovation/ Data-Center/ Intel-s-Millikelvin-Quantum-Research-Control-Chip-Provides/ post/ 1608558 - [273] Equal1, “UnityQ.” [Online]. Available: https://www.equal1.com/
technology C - [355] Quantum Motion, “Quantum Motion Raises $160 Million Series C to Deliver Quantum Computing's "Transistor Moment,” May 7, 2026. [Online]. Available: https://quantummotion.com/
quantum-motion-raises-160-million-series-c-to-deliver-quantum-computings-transistor-moment/ C - [520] F. Borsoi et al., “Shared control of a 16 semiconductor quantum dot crossbar array,” Nat. Nanotechnol., vol. 19, no. 1, pp. 21–27, Jan. 2024, doi: 10.1038/s41565-023-01491-3. D
- [551] S. K. Bartee et al., “Spin-qubit control with a milli-kelvin CMOS chip,” Nature, vol. 643, no. 8071, pp. 382–387, Jul. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09157-x. D
- [552] J. van Staveren et al., “Cryo-CMOS Bias-Voltage Generation and Demultiplexing at mK Temperatures for Large-Scale Arrays of Quantum Devices,” IEEE Trans. Quantum Eng., vol. 6, pp. 1–18, 2025, doi: 10.1109/TQE.2025.3580377. D
- [560] M. Abdel-Kareem, “Rhonexum Raises $1M Pre-Seed to Solve the Quantum Cabling Bottleneck via Cryo-CMOS,” Quantum Computing Report, Mar. 18, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
rhonexum-raises-1m-pre-seed-to-solve-the-quantum-cabling-bottleneck-via-cryo-cmos/ P - [761] L. M. K. Vandersypen et al., “Interfacing spin qubits in quantum dots and donors—hot, dense, and coherent,” npj Quantum Inf., vol. 3, Art. no. 34, Sep. 2017, doi: 10.1038/s41534-017-0038-y. D
- [762] R. Li et al., “A Crossbar Network for Silicon Quantum Dot Qubits,” Sci. Adv., vol. 4, Art. no. eaar3960, 2018, doi: 10.1126/sciadv.aar3960. arXiv:1711.03807. D
- [763] S. Schaal et al., “A CMOS dynamic random access architecture for radio-frequency readout of quantum devices,” Nat. Electron., vol. 2, no. 6, pp. 236–242, Jun. 2019, doi: 10.1038/s41928-019-0259-5. arXiv:1809.03894. D
- [764] B. P. Wuetz et al., “Multiplexed quantum transport using commercial off-the-shelf CMOS at sub-kelvin temperatures,” npj Quantum Inf., vol. 6, Art. no. 43, May 2020, doi: 10.1038/s41534-020-0274-4. D
- [765] D. P. Franke, J. S. Clarke, L. M. K. Vandersypen, and M. Veldhorst, “Rent's rule and extensibility in quantum computing,” Microprocess. Microsyst., vol. 67, pp. 1–7, 2019, doi: 10.1016/j.micpro.2019.02.006. D
- [766] S. F. Neyens et al., “Probing single electrons across 300-mm spin qubit wafers,” Nature, vol. 629, no. 8010, pp. 80–85, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07275-6. D
- [767] E. J. Thomas et al., “Rapid cryogenic characterization of 1,024 integrated silicon quantum dot devices,” Nat. Electron., vol. 8, no. 1, pp. 75–83, Jan. 2025, doi: 10.1038/s41928-024-01304-y. D
- [768] Equal1, “Equal1 Launches Bell-1: The First Quantum System Purpose-Built for the HPC Era,” Mar. 16, 2025. [Online]. Available: https://www.equal1.com/
post/ Cequal1-launches-bell-1-the-first-quantum-system-purpose-built-for-the-hpc-era - [769] M. Rutherford, “Silicon Spin Qubits Get Foundry Path: Hitachi Banks on Intel 18A Process,” Tech Times, Jul. 28, 2026. [Online]. Available: https://www.techtimes.com/
articles/ P321867/ 20260728/ hitachi-intel-18a-spin-qubit.htm - [770] imec, “Quantum pilot line 'SPINS' launched with EU support,” Apr. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.imec-int.com/
en/ Cpress/ semiconductor-based-quantum-pilot-line-spins-launched-eu-support - [771] University College Dublin, “Equal1 Announces $60 million in Funding to Accelerate Quantum Computing using Existing Semiconductor Manufacturing,” UCD Innovation, Jan. 15, 2026. [Online]. Available: https://www.ucd.ie/
innovation/ Cnews-and-events/ 2026/ equal1-announces-funding-round/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Многокристальная сборка в одном модуле (flip-chip, bump-bonding с управляющим кристаллом)
Кристалл с кубитами, соединённый бампами лицом к лицу со вторым сверхпроводниковым кристаллом, который несёт разводку, резонаторы, второй материал или управляющую логику, — внутри одного корпуса, через вакуумный зазор от нескольких до ~20 µm.
Вердикт. Семь из 12 носителей в реестре документируют двухкристальный стек в источнике, который был открыт и проверен (✅); он переносит стену разводки на второй кристалл, но не соединяет модулей, и по состоянию на 2026-09-30 ни один носитель не опубликовал выход годных бампов — число бампов и разброс зазора опубликовал только Chalmers.
In = индий; TSV = сквозное отверстие в кремнии (through-silicon via); БОК = быстрая одноквантовая логика на одиночных квантах потока (single flux quantum), цифровая сверхпроводниковая логика; T1, T2,echo = время релаксации и время дефазировки с эхом; Q = добротность; G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Два сверхпроводниковых кристалла обращены друг к другу через вакуумный зазор и соединены индиевыми бампами: один несёт кубиты, другой — разводку, резонаторы, другой материал или управляющую логику — межсоединение ниже масштаба модуля, без когерентной связи, выходящей за пределы корпуса. В Sycamore использовался «индий для бамп-соединений между двумя кремниевыми пластинами» D[291]; Zuchongzhi 3.0 размещает 105 кубитов и 182 элемента связи на одном сапфировом чипе, а «все линии управления и резонаторы считывания» — на другом D[35]; Ocelot соединяет алюминиевый кристалл с переходами с танталовым кристаллом резонаторов D[80]; SEEQC устанавливает кубитный чип 5 × 5 mm на БОК-кристалл 10 × 10 mm D[304]. Корень: flip-chip-монтаж потоковых кубитов на чип считывания и управления в MIT Lincoln Laboratory в 2017 году D[754]. Это не ic_mcm, который собирает кубитные кристаллы плитками в одну решётку, и не ct_vio, который подводит линии через лицевую поверхность чипа.
Атрибуты: изготавливаемый, статический; СВЧ при милликельвинах; когерентная ошибка; сверхпроводниковая литография.
Физика и пределы
Зазор — это элемент схемы. Когерентность переживает накрывающий кристалл (cap) — соединённые потоковые кубиты сохранили T1 20.9 µs, T2,echo 24.6 µs при гальванической, ёмкостной и индуктивной связи между чипами D[754]; трансмоны при зазоре (7.8 ± 0.8) µm в среднем выше 90 µs D[755], — но частоты следуют за расстоянием: 1 µm сдвигает резонатор 6 GHz на ~2%, ~120 MHz D[755]. Поскольку f ∝ C^−1/2, накрывающий кристалл, на который приходится доля p ёмкости трансмона, сдвигает f на ≈ ½p·δd/d — при p = 0.2 и ±0.8 µm на 7.8 µm это ~50 MHz на 5 GHz S; отсюда жёсткий алюминиевый упор SEEQC, фиксирующий 10 µm D[304]. Обращённые друг к другу земляные плоскости образуют волновод из параллельных пластин с поперечными модами около c/2L ≈ 7.5 GHz на кристалле 20 mm, если только земляные бампы не сшивают их с миллиметровым шагом S.
Бампы. In на барьере TiN поверх алюминия сверхпроводящ на всём протяжении (Tc 1.1 K), средний критический ток 26.8 mA, устойчив к сдвигу и термоциклированию D[756]. Потери сидят на интерфейсах: трансмоны с гальванически осаждённым In достигают Q ≈ 10⁶ (T1 ≈ 32 µs на 5 GHz S), скорее всего ограниченные контактным слоем золота D[757]. Рассогласование (теплового расширения) нагружает бамп на сдвиг ∝ Δα·ΔT·r/h (r — расстояние от центра кристалла, h — высота бампа): нулевой для одинаковых подложек, наихудший для разнородных пар и больших кристаллов S.
Квазичастицы. Отдельный управляющий кристалл разрывает фононный путь: БОК-кристалл на бампах In достиг ошибки 1.2(1)% на клиффорд, вдесятеро лучше прежнего БОК-управления D[249]; богатые алюминием бампы SEEQC одновременно служат ловушками квазичастиц D[304].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2017-10 | Потоковые кубиты, смонтированные flip-chip на управляющий чип; столбики In 8–30 µm; T1 20.9 µs | MIT Lincoln Laboratory | D[754] |
| 2019-10 | 53 кубита; металлизация и переходы Al, бамп-соединения In между двумя пластинами Si | D[291] | |
| 2022-06 | Двухкристальные трансмонные модули, зазор (7.8 ± 0.8) µm; CZ (98.66 ± 0.08)% | Chalmers | D[755] |
| 2023-07 | БОК-кристалл + кубитный кристалл на бампах In; ошибка на клиффорд 1.2(1)% | Liu et al. | D[249] |
| 2024-12 | 105 кубитов + 182 элемента связи на одном сапфировом кристалле, управление и считывание — на другом | USTC | D[35] |
| 2025-02 | Кристалл с переходами Al 16 × 14 mm² на кристалле резонаторов Ta 20 × 20 mm² | AWS | D[80] |
| 2025-03 | Кубитный чип на БОК-кристалле, зазор 10 µm; однокубитная точность до 99.9% | SEEQC | D[304] |
| 2026-08 | Гальванически осаждённые бампы In; трансмон flip-chip с Q ≈ 10⁶ | Shih et al. | D[757] |
Доминирующий член — разделение, которое допускает бамп: Zuchongzhi 3.0 распределяет тантал и алюминий между своими сапфировыми чипами, что «увеличивает время релаксации» D[35]; Ocelot размещает переходы, трансмоны, элементы связи и буферы на алюминии, а резонаторы хранения, считывания и Парселла — на тантале D[80].
Производство, материалы и цепочка поставок
Одно семейство процессов: бампы In на барьере TiN D[756], столбики 8 µm в Chalmers D[755], In на жёстком алюминиевом упоре у SEEQC D[304], гальванически осаждённый In, которому нужно золото и за который приходится платить потерями D[757]; Si–Si у Google D[291], сапфир–сапфир у USTC D[35]. Сквозные отверстия (vias) подключаются, когда линии должны выйти наружу: сверхпроводниковые TSV MIT Lincoln Laboratory размером 10 × 20 × 200 µm проводили управление и считывание в стеке на бамп-соединениях D[540]; Eagle от IBM соединяет пластину с кубитами с интерпозером, имеющим трёхуровневую разводку и сквозные отверстия в подложке C[758]. По состоянию на 2026-09-26 ни один открытый источник не называет ни поставщика соединения (bonding), ни выхода годных при термоциклировании.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Второй кристалл переносит стену разводки, а не число линий. При k линиях на кубит и c линиях на промежуток между кубитами краевая разводка решётки m × m замыкается при m = 4c/k (оценка ct_vio); поскольку N = m², удвоение c учетверяет потолок, но линии по-прежнему выходят через периметр ∝ √N — снять это могут лишь сквозные отверстия или холодное управление S. Исключение — кристалл, который сам формирует импульсы: БОК-кристалл SEEQC демультиплексирует сигналы, так что кубиты делят линии, — 2.375 nW на кубит при 1:8 против 5.5 nW для РЧ-варианта из той же статьи и 2.5 µW для крио-КМОП, причём «без доставки сигналов через бамп-соединения»: вся связь проходит через вакуумный зазор D[304]. На 10³ кубитах кристалл разводки необходим, но не достаточен; на 10⁴–10⁶ он служит подложкой для сквозных отверстий или холодной логики S.
Роль в стеке
Занимает слот 9 как альтернатива в архитектурах Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи, Бозонные кубиты в резонаторах — кошачьи кубиты и GKP (GKP — код Готтесмана–Китаева–Прескилла) и Двухрельсовые кубиты со стираниями (erasure). Он требует fab_sc («сверхпроводниковые кристаллы на бамп-соединениях»); ребро даёт не записано; в графе ic_mcm его заменяет («модуль-модуль против кристалл-кристалл»), однако оба используют один процесс бампов, а процессор из плиток может собирать в стек каждую плитку — это граница, а не замещение S. Он лежит под ct_vio: стек выходит наружу по краю, если его не пронизывают сквозные отверстия. Его несут двенадцать машин реестра (12 — как основную технологию). ✅: Sycamore-53 D[291], Zuchongzhi 3.0 D[35], Ocelot D[80], SEEQC — по его Supp. §A D[304], IBM Quantum Eagle r1-r3 C[758], WACQT quantum computer (Chalmers 25-qubit flip-chip processor; 2 900 индиевых бампов между двумя ярусами Dфакт), процессор SUSTech на четырёх двухрельсовых кубитах — кристалл кубитов, смонтированный flip-chip на кристалл-носитель D[406], — и запланированный Lithium от Alice & Bob: «кубиты на одной стороне, их соединения — на другой» Rфакт. 72-кубитный Sycamore остаётся 🔎 — в его статье не названы ни бампы, ни flip-chip, ни корпус D[602]; Tianyan-287 наследует по сходству, как процессор, «подобный Zuchongzhi 3.0» C[708], а Beryllium от Alice & Bob — как преемник Lithium, хотя источник не повторяет для него flip-chip; «методы стекирования чипов» Academia Sinica C[759] и «интегрированная flip-chip-технология» Kaveri P[760] бампов не называют; источник по Zuchongzhi 3.2 не открывался. Пробел G-multidie закрыт: все проверенные (✅) носители — их семь — документируют двухкристальный стек, каждый разделён по функции или материалу, ни один не собирает решётку из плиток; двухрельсовое размещение из журнала пробелов (ledger) подтверждает процессор SUSTech.
Свидетельства — как измерены числа
Когерентность под накрывающим кристаллом показана на масштабе нескольких кубитов D[754]D[755]; данных по вентилям в стеке мало: CZ (98.66 ± 0.08)% D[755], однокубитная точность до 99.9% при БОК-управлении D[304]. Бенчмарки крупных носителей скрывают корпус. Отсутствуют по состоянию на 2026-09-26: одна и та же конструкция, измеренная с накрывающим кристаллом и без него; карты зазора по кристаллу >100 кубитов в сопоставлении с ошибкой попадания в целевую частоту; непрерывность бампов при термоциклах; контрольная цифра для выигрыша по T1 у Zuchongzhi 3.0.
В аннотации Tianyan-287 корпусирование не названо, а корпусирование Zuchongzhi 3.2 не подтверждено. T1 ≈ 32 µs у Shih et al. предполагает частоту кубита 5 GHz, которой источник не приводит. Не опубликовано: выход годных бампов или отказы при термоциклах для какой-либо машины-носителя; единственное число бампов — 2 900 у процессора WACQT, чей межкристальный зазор проверен электронной микроскопией, но не приведён факт.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно они делают с этой технологией | Свидетельства |
|---|---|---|---|---|
| Google Quantum AI | разработчик | США | Sycamore из двух пластин на бампах In; процесс бампов, совместимый с кубитами | D[291]D[756] |
| USTC | разработчик | Китай | Кристалл кубитов/элементов связи на кристалле управления и считывания, разделение Ta/Al | D[35] |
| AWS Center for Quantum Computing | разработчик | США | Нелинейный кристалл Al на линейном кристалле Ta (Ocelot) | D[80] |
| SEEQC | разработчик | США | Кубитный чип на управляющем БОК-кристалле, зазор 10 µm | D[304] |
| IBM | разработчик | США | Пластина с кубитами на интерпозере с разводкой (Eagle) | C[758] |
| MIT Lincoln Laboratory | исследования | США | Потоковые кубиты flip-chip; TSV в стеках на бамп-соединениях | D[754]D[540] |
| Chalmers University of Technology | исследования | Швеция | Двухкристальные трансмонные модули, метрология зазора | D[755] |
| Academia Sinica | исследования | Тайвань | «Стекирование чипов» в 20-кубитной системе | C[759] |
| QpiAI | разработчик | Индия | Kaveri, flip-chip назван в прессе | P[760] |
| SUSTech | исследования | Китай | Процессор на четырёх двухрельсовых кубитах: кристалл кубитов flip-chip на кристалле-носителе | D[406] |
| Alice & Bob | разработчик | Франция | Flip-chip, запланированный для кристалла кошачьих кубитов Lithium | Rфакт |
Деньги. По состоянию на 2026-09-26 не найдено ни одной датированной финансовой позиции с источником, относящейся именно к многокристальной сборке.
Рынок и цепочка поставок. Каждый задокументированный стек построен разработчиком своего процессора или лабораторией S. Работает на G2–G4 на трансмонной архитектуре и на G3–G4 на архитектурах кошачьих и двухрельсовых кубитов.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Количество патентов по названной базе данных здесь не приводится; по состоянию на 2026-09-26 ни один открытый источник не называет стандарта на соединение (bonding).
Дорожные карты и послужной список. По состоянию на 2026-09-26 ни один носитель не публикует датированной вехи по корпусированию; Academia Sinica «продолжает совершенствовать методы стекирования чипов» C[759]; Kaveri нацелен на когерентность ~100 µs и ошибку ~10⁻² P[760].
Стратегическое прочтение. Задокументированные большие трансмонные решётки — Sycamore, Zuchongzhi 3.0, Eagle — ведут разводку через второй кристалл; он покупает свободу выбора материалов и разводку, а не масштаб. Ценность смещается к контролю зазора и выходу годных бампов при 10³–10⁴ бампах, а для БОК — к тому единственному второму кристаллу, который убирает линии.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если до 2027-12-31 носитель с числом кубитов свыше 100 опубликует число бампов, разброс зазора и ошибку попадания в целевую частоту; понизить, если к тому сроку ни один носитель с числом кубитов свыше 100 этих чисел не опубликует. Открытые вопросы. (1) Какова непрерывность бампов за один термоцикл при 10⁴ бампах? (2) Какая часть ошибки попадания в целевую частоту у кубитов с фиксированной частотой обусловлена неоднородностью зазора? (3) Задаёт ли интерфейс бампов пол потерь около Q ≈ 10⁶? (4) Может ли БОК-кристалл под кубитами удержать свой вклад в ошибку ниже 10⁻³? (5) Сохраняют ли преемники Sycamore, Zuchongzhi 3.2 и Tianyan-287 двухкристальный стек, который выводит реестр?
Литература
- [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
- [80] H. Putterman et al., “Hardware-efficient quantum error correction via concatenated bosonic qubits,” Nature, vol. 638, no. 8052, pp. 927–934, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-08642-7. D
- [249] C. Liu et al., “Single Flux Quantum-Based Digital Control of Superconducting Qubits in a Multichip Module,” PRX Quantum, vol. 4, no. 3, Art. no. 030310, Jul. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.030310. D
- [291] F. Arute et al., “Quantum supremacy using a programmable superconducting processor,” Nature, vol. 574, no. 7779, pp. 505–510, Oct. 2019, doi: 10.1038/s41586-019-1666-5. D
- [304] C. Jordan et al., “A quantum computer controlled by superconducting digital electronics at millikelvin temperature,” Nat. Electron., vol. 9, no. 3, pp. 287–294, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41928-026-01576-6. D
- [406] W. Huang et al., “Logical multi-qubit entanglement with dual-rail superconducting qubits,” Nat. Phys., vol. 22, no. 4, pp. 591–597, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03211-9. arXiv:2504.12099. D
- [540] D.-R. W. Yost et al., “Solid-state qubits integrated with superconducting through-silicon vias,” npj Quantum Inf., vol. 6, Art. no. 59, 2020, doi: 10.1038/s41534-020-00289-8. arXiv:1912.10942. D
- [602] R. Acharya et al., “Suppressing quantum errors by scaling a surface code logical qubit,” Nature, vol. 614, pp. 676–681, Feb. 2023, doi: 10.1038/s41586-022-05434-1. D
- [708] T. Q. Group, “Tianyan: Cloud services with quantum advantage,” arXiv:2512.10504, Dec. 2025. C
- [754] D. Rosenberg et al., “3D integrated superconducting qubits,” npj Quantum Inf., vol. 3, Art. no. 42, Oct. 2017, doi: 10.1038/s41534-017-0044-0. arXiv:1706.04116. D
- [755] S. Kosen et al., “Building blocks of a flip-chip integrated superconducting quantum processor,” Quantum Sci. Technol., vol. 7, no. 3, Art. no. 035018, Jun. 2022, doi: 10.1088/2058-9565/ac734b. arXiv:2112.02717. D
- [756] B. Foxen et al., “Qubit compatible superconducting interconnects,” Quantum Sci. Technol., Aug. 2017, doi: 10.1088/2058-9565/aa94fc. arXiv:1708.04270. D
- [757] Y.-A. Shih et al., “Flip-chip integrated superconducting qubits using electroplated bump bonds,” arXiv:2608.07306, Aug. 2026. D
- [758] O. Dial, “Eagle's quantum performance progress,” IBM Quantum Computing Blog, Mar. 23, 2022. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ eagle-quantum-processor-performance - [759] Academia Sinica, “Academia Sinica Unveils 20-Qubit Superconducting Quantum Computer: Manufacturing Capabilities Reach Global Top-Tier,” Jan. 29, 2026. [Online]. Available: https://www.sinica.edu.tw/
en/ Cnews_content/ 55/ 3655 - [760] N. Pereira, “QpiAI Unveils Kaveri, India's First Aatmanirbhar 64-Qubit Quantum Chip,” Sify, Feb. 26, 2026. [Online]. Available: https://www.sify.com/
science-tech/ Pqpiai-unveils-kaveri-indias-first-aatmanirbhar-64-qubit-quantum-chip/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Волоконные линии связи между фотонными модулями
Телекоммуникационное волокно, переносящее запутанность с оповещением (heralded) между фотонными кристаллами и стойками, — цена определяется разъёмом, а не метром, а темп нигде не опубликован.
Вердикт. Реально: белловская точность 99.72% между кристаллами на 42 m (PsiQuantum, 2025), причём сам волоконный пролёт стоит ~8 mdB. Не доказано: хоть какой-нибудь темп межмодульной запутанности. Понизить в ранге, если к 2028 году он так и не будет опубликован.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Серийное телекоммуникационное одномодовое волокно, переносящее одиночные фотоны или запутанные пары с оповещением между фотонными кристаллами, стойками или модулями. PsiQuantum опубликовала в работе по Omega белловскую точность (fidelity) между кристаллами 99.72 ± 0.04% на 42 m D[169]; Aurora объединяет по волокну 35 кристаллов при суммарных потерях ~14 dB D[173]. Та же физика лежит в основе городского распределения запутанности, где темпы как раз публикуются. Атрибуты: летающие фотоны, отсутствие детерминированного тайминга, ошибки с доминированием потерь; электрооптические интерфейсы при комнатной температуре, стыковка волокна с фотонной ИС.
Физика и пределы
В масштабе машины связывающим членом является не затухание. Сорок два метра при 0.2 dB/km дают ~8 mdB, тогда как два обрамляющих их перехода волокно–кристалл стоят по 52 ± 12 mdB каждый D[169] — суммарно ~104 mdB, пятая часть бюджета ~0.5 dB на фотон, потраченная на разъёмы, а не на пролёт. Модульность здесь тарифицируется по интерфейсам, в отличие от линий связи между вещественными кубитами. Расстояние обходится временем: 42 m — это ~206 ns в одну сторону при групповом показателе преломления 1.47, то есть дольше, чем срабатывает лучшая электроника упреждающего управления 2026 года, так что разнесение съедает бюджет принятия решения раньше, чем бюджет потерь. Темп — тот член, который не публикует ни один вычислительный вендор, а его размен на потери жесток: 0.7 совпадения/с через 66 dB городского волокна против 132/с на 93-километровом плече P[791]. При потерях уровня стойки потолок вновь возвращается к яркости источника и глубине мультиплексирования.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2025-01 | 35 кристаллов объединены по волокну, суммарные потери ~14 dB | Xanadu | D[173] |
| 2025-02 | Белловская точность между кристаллами 99.72 ± 0.04% на 42 m | PsiQuantum | D[169] |
| 2025-02 | Стыковка волокно–кристалл 52 ± 12 mdB | PsiQuantum | D[169] |
| 2026-06-10 | Торцевая стыковка 0.085 dB на грань, заявлена как эталон | Xanadu | C[172] |
Заявка на эталон 2026 года не выдерживает сравнения: 52 mdB у PsiQuantum на ~39% ниже на том же интерфейсе годом ранее D[169]C[172]. Точность перевалила за 99.7%; недостающая цифра — пропускная способность.
Белловская точность 99.72% между кристаллами у PsiQuantum не имеет независимого воспроизведения. Задержка ~206 ns на 42 m и стоимость двух интерфейсов ~104 mdB выведены из опубликованных цифр, а не измерены.
Производство, материалы и цепочка поставок
Новых технологических процессов не требуется: волокно, разъёмы и торцевые стыковочные сборки — серийная телекоммуникационная продукция, а за цифрой стыковки Xanadu стоят волоконные сборки Corning и разделение пластин на кристаллы установками DISCO C[172]. Переменной масштабирования служит число присоединений: каждая граница модуля — это два присоединения, каждое из которых является и событием выхода годных, и событием потерь в 52 mdB, так что при 10³ модулей темп сборки задаёт пропускная способность участка корпусирования; при 10⁴ связывают объём волоконных жгутов и калибровка тайминга; для 10⁶ решения нет вовсе. Нагрузка на ввод-вывод лежит выше по цепочке — в источнике и в измерении слияния (fusion). Машина подпадает под позицию BIS ECCN 4A906, лишь если число её кубитов и ошибка C-NOT попадают в одну из полос правила — от 34–99 кубитов при ≤ 10⁻⁴ до любой ошибки начиная с 2 000 кубитов факт.
Роль в стеке
От него зависят две фотонные архитектуры — на слияниях (PsiQuantum, Quandela, QuiX) и в непрерывных переменных/GKP (Xanadu; GKP — код Готтесмана–Китаева–Прескилла), — когда требуется выйти за число мод одного кристалла; он вносит в производный такт ~0.21 µs на каждые 42 m, что сопоставимо со всем членом упреждающего управления целиком. Верификация: 99.72% — это условная белловская точность по событиям с оповещением, без учёта потерь в канале D[169], поэтому она ничего не говорит об эффективности линии, и по состоянию на 2026-09-04 она опирается на единственный источник.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| PsiQuantum | разработчик | США | Наивысшая опубликованная белловская точность между кристаллами на 42 m | D[169] |
| Xanadu | разработчик | Канада | Система из 35 кристаллов, объединённых волокном; эталон по стыковке | D[173] |
| Quandela | разработчик | Франция | Введена в эксплуатацию 12-кубитная Lucy, состыкованная с HPC Joliot-Curie | C[792] |
| Corning | поставщик | США | Волоконные сборки для корпусирования фотонных кристаллов | C[172] |
Деньги.
2025-09-10 · PsiQuantum · раунд серии E · USD 1 B при оценке USD 7 B · BlackRock, Temasek, Baillie Gifford · закрыт Cфакт
2026-03-26 · Xanadu · слияние через SPAC · ~USD 302 M брутто, на ~40% ниже плана · Crane Harbor · закрыто Cфакт
2026-05-21 · PsiQuantum · письмо о намерениях по программе CHIPS · USD 100 M · Минторг США · LOI факт
Рынок и цепочка поставок. Волокно и разъёмы — рядовой товар; концентрированным входом является прецизионное присоединение волоконных сборок, где Corning и несколько подрядчиков по корпусированию задают в равной мере и потери, и пропускную способность. Стоимость одной линии публично не раскрыта. Платят G3/G4, G6.
Интеллектуальная собственность и стандарты. По состоянию на 2026-09-04 датированного патентного семейства, специфичного для межмодульной волоконной связи в фотонике, не обнаружено; физический уровень регулируют стандарты ETSI по QKD, стандарта на межсоединение со стороны вычислений не существует.
Дорожные карты и послужной список. 99.72% у PsiQuantum не менялись с 2025-02, её прогресс за 2026 год виден только через V&V по линии DARPA D[169]. Xanadu вывела в маркетинг эталон стыковки, которым в действительности не владеет C[172]. Ни один участник не опубликовал датированной цели по межмодульному темпу — это пробел в дорожной карте, а не сорванное обещание.
Стратегическое прочтение. Пока темп не опубликован, каждая фотонная дорожная карта по логическим кубитам опирается на непроверенную цифру, а покупатели лишены возможности сравнивать поставщиков. Тот, кто опубликует точность и темп вместе, задаст эталон; маржу при этом заберут подрядчики по корпусированию, а не разработчики кристаллов, поскольку потери и выход годных живут в разъёме.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к 2028 году: поставщик, публикующий межмодульный темп вместе с точностью; понизить в ранге, если отрасль по-прежнему будет сообщать одну лишь точность. Лучший сценарий к 2029 году: мультиплексированные линии закрывают заявленный разрыв по темпу в масштабе стойки. Худший сценарий: темп так и остаётся неизмеренным. Открытые вопросы: воспроизводимы ли 99.72% за пределами PsiQuantum; помогает ли многосердцевинное волокно внутри машины.
Литература
- [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/ Cxanadu-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
- [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/ C04/ 14/ quandela-photonic-quantum-hpc/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка)
Промышленные КМОП-линии 300 mm, изготавливающие спиновые кубиты на квантовых точках, крио-КМОП-контроллеры и сверхпроводниковую разводку; единственный маршрут производства кубитов со статистикой выхода годных в масштабе пластины.
Вердикт. Однородность доказана (96% выход годных приборов, субнанометровый CD); точность (fidelity) пока не является поставляемым фабрикой параметром. Понизить ранг, если к концу 2027 г. не появится прибор 300 mm с >20 кубитами и двухкубитной точностью по всем парам ≥ 99.5%.
Λ = коэффициент подавления ошибки на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Этот узел — производственный режим, а не кубит: производственные линии КМОП 300 mm, изготавливающие массивы квантовых точек, задаваемых затворами (Si/SiGe, SiMOS, Ge), их крио-КМОП-ASIC, а также слои сверхпроводниковых кубитов и разводки. Квантовая точка — это транзистор в режиме обогащения при одноэлектронном заполнении; при шаге 45–100 nm фабрика даёт однородность, качество границ раздела и изотопный контроль, а не разрешение, — и делает это на десятках тысяч приборов с пластины при криогенном тестировании на уровне пластины.
Маршрут открыла CEA-Leti в 2016 г. спиновым кубитом в маршруте 28 nm FD-SOI D[793]. Intel и QuTech изготовили первые кубиты 300 mm, сформированные целиком оптической литографией, в марте 2022 г. D[794], что и фиксирует since 2022; в 2024 г. Intel добавила EUV-массивы и статистику по пластине при 1.6 K D[199], [766]. imec выпустила трансмоны 300 mm в 2024 г. D[293], а вместе с Diraq — элементарные ячейки с показателями выше 99% в 2025 г. D[189]. 22FDX от GlobalFoundries стал в 2025 г. вариантом контрактного производства D[767], ST запустила партии 28Si FD-SOI в декабре 2025 г. P[795], а в мае 2026 г. последовали письма о намерениях по программе US CHIPS G[300].
Атрибуты (граф технологий):
a, сродство к носителю: изготовление, 1.0; сам этот узел и есть изготовление.
b, характерное время: отсутствует; нет ни времени вентиля, ни механизма запутывания.
c, считывание: отсутствует.
d, подвижность и связность: отсутствуют.
e, модальность управления: отсутствует.
f, структура ошибок: когерентная; разброс от прибора к прибору читается как ошибка калибровки.
g, производство: КМОП.
Физика и пределы
Механизм. Фабрика фиксирует четыре наследуемые величины: геометрическую однородность — критический размер в пределах 0.5 nm при шаге 45–100 nm D[199]; электростатический беспорядок — случайный разброс порогового напряжения 59 mV на Si/SiGe у Intel D[766]; изотопную чистоту — 800 ppm остаточного 29Si у Intel D[199] и 400 ppm у imec D[189]; и качество границы раздела, задающее зарядовый шум, а в Si/SiGe — ещё и распределение долинного расщепления.
Масштабы. T2*/T2echo достигают 5/205 µs на 28Si Si/SiGe против 0.6/98 µs на природном кремнии D[766]; T2 по Хану достигает 1.31 ms на SiMOS от imec D[197].
Нижняя граница. Для спинов она материаловедческая: остаточный 29Si, зарядовый шум границы раздела и хвост распределения долинного расщепления в Si/SiGe, превращающий часть точек в стоки утечки (leakage). Для трансмонов это попадание переходов в номинал: по 300-mm пластине частоты кубитов разбросаны на 5–7%, то есть на 10–14% по сопротивлению при размерах кубитных переходов (разброс ~8% относится к крупным переходам) D[293] — на порядок выше того, что нужно решётке без частотных коллизий; отжиг со знакопеременным смещением (попадание 97.4% D[294]) выполняется после фабрики и свойством фабрики не является.
Как это видит код: когерентная, калибруемая ошибка (HRL относит около 80% ошибки CNOT на своём массиве из 54 точек к управлению и калибровке D[190]) плюс утечка и медленный дрейф; ничто не преобразуется в стирание (erasure); градиенты по пластине D[293] превращаются в пространственно коррелированную ошибку. Чтобы сдвинуть эту границу, нужны 28Si класса 10 ppm, инженерно заданное долинное расщепление (пока только моделирование S[796]), дырки в Ge/SiGe или подгонка переходов внутри маршрута.
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее продемонстрированное: четыре элементарные ячейки Diraq/imec, все операции выше 99% (однокубитные вентили 99.97%, CZ 99.04–99.56%, приготовление и измерение (SPAM) 99.95% при 100 µs), томография набора вентилей, сентябрь 2025 г. D[189]факт. Типичное на масштабе: 232 двенадцатиточечных прибора Intel на одной пластине дали 99.8% выхода годных точек и 96% выхода годных приборов целиком, май 2024 г. D[766]; немодифицированный 22FDX дал 28–40% выхода «годных точек» на 1 024 точках, январь 2025 г. D[767]; восьмикубитный массив imec подтвердил одну пару из четырёх, июль 2026 г. D[197].
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2016 | спиновый кубит в маршруте 28 nm FD-SOI на пластинах 300 mm | CEA-Leti | D[793] |
| 2022-03 | >10 000 массивов точек на пластину; 1Q 99.0–99.1% | Intel/QuTech | D[794] |
| 2024-09 | трансмоны 300 mm: медианное T1 75 µs, выход годных 98.25% | imec/KU Leuven | D[293] |
| 2024-12 | >24 000 приборов на пластину, CD < 0.5 nm (EUV) | Intel | D[199] |
| 2025-01 | 1 024 точки на 22FDX, крио-КМОП-мультиплексор 1:1 024, < 10 min | Quantum Motion/GF | D[767] |
| 2025-09 | CZ 99.04–99.56% на SiMOS 300 mm, 4 прибора из 4 выше 99% | Diraq/imec | D[189] |
| 2026-04 | КМОП-контроллер на 4 K (366 ЦАП, ≤ 3.5 W) исполняет повторяющий код d=5, Λ = 4.7 | HRL | D[190]факт |
Доминирующий член ошибки: плато точности двухкубитных вентилей на уровне 99.0–99.6% — это зарядовый шум плюс калибровка обмена D[189], [190]; считывание длительностью 100 µs ради SPAM класса 99.9% D[189] задаёт цикл 100–300 µs; ни один прибор 300 mm с числом кубитов больше двенадцати не опубликовал точность двухкубитных вентилей по всем парам; для трансмонов ограничением служит разброс переходов, а не когерентность D[293].
Производство, материалы и цепочка поставок
Платформы. Intel D1: ямы Si/SiGe, иммерсионная и EUV-литография, отбраковка на криозонде D[199], [766]. imec: SiMOS с перекрывающимися поликремниевыми затворами при шаге ниже 100 nm на 28Si с 400 ppm D[189], плюс трансмонный маршрут с переходами внахлёст, формируемыми сухим травлением D[293]. FD-SOI: GlobalFoundries 22FDX (Quantum Motion D[767]; Equal1 C[797]) и 28 nm у ST в Crolles на подложках 28Si от Soitec, первые партии — декабрь 2025 г. P[795]. HRL и SkyWater работают на 200 mm D[190]C[19].
Выход годных. 96% выхода годных приборов на маршруте, оптимизированном под квантовые задачи D[766], против 28–40% на контрактном маршруте D[767] — центральное число этого узла.
Стоимость и энергия. Ни одна фабрика не публикует цену квантовой пластины; целевой ориентир Diraq < $1 на кубит R[211] и заявления вендоров об уровне стойки C[200], [355], [771] аудита не проходили.
Цепочка поставок. Линии: Intel (для собственных нужд); imec — координатор пилотной линии ЕС SPINS G[770]; подразделение Quantum Technology Solutions в GlobalFoundries C[353]; IBM Albany, превращающаяся в Anderon, — для сверхпроводниковой разводки, TSV и бампов C[798]; SkyWater, 200 mm, с 2026-07-31 принадлежит IonQ C[19]. Материалы: обогащённый 28Si, исторически российский, теперь также от ASP Isotopes в Претории (коммерческий выпуск с 2025-03-27) C[347] и от ORNL и PNNL в виде силана с 99.9999% 28Si (Минэнерго США, объявлено 2026-07-16) G[348]; Silex в июне 2026 г. завершила строительство завода производительностью до 20 kg в год, ввод в эксплуатацию — конец 2026 г., в интересах SQC C[799]. Оборудование: криогенные зондовые установки для пластин от Bluefors/Afore (< 2 K, 300 mm, 768 линий DC, 48 радиочастотных линий) C[800] и FormFactor C[801]. Единые точки отказа: EUV-точки только у Intel и imec; дуополия на зондовых установках; 28Si — от считанных обогатителей.
Экспортный контроль. Правило BIS от 2024-09-06 контролирует криогенные КМОП-микросхемы для ≤ 4.5 K (ECCN 3A901), криогенные системы ≥ 600 µW при ≤ 0.1 K (3A904), криогенные зондовые установки для пластин (3B904) и квантовые компьютеры по числу кубитов и ошибке C-NOT вместе, от 34 кубитов при ≤ 10⁻⁴ до любой ошибки начиная с 2 000 кубитов (4A906) факт, с исключением из лицензирования IEC для союзников G[301]факт; списки ЕС и Великобритании совпадают. То же правило контролирует кремний и германий, обогащённые сверх заданных изотопных долей, — эпитаксиальные слои, гидриды вроде силана, материал в массе и оксиды (3C907–3C909) G[301].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Мультиплексирование переезжает на кристалл или в корпус: крио-КМОП-мультиплексор 1:1 024 на 13 линиях D[767]; мультиплексор imec, разводящий трансмонные импульсы ниже 15 mK с сохранением точности однокубитных вентилей > 99.9% D[802]; кристалл 28 nm FD-SOI на 32 ячейки при 7 mK, ~20 nW/MHz на ячейку D[551]; контроллер HRL на 4 K, 366 ЦАП при ≤ 3.5 W (~10 mW на канал), исполняющий повторяющий код D[190]; контроллер IBM на 4 K с 23 mW на кубит D[296]. Кроссбарное разделение требует T = 6√g − 1 линий для квадратного массива из g точек (23 для 16) D[520].
Стены. 10³: индивидуальных линий на кубит достаточно; нагрузкой является время настройки. 10⁴: при 23 mW на кубит у IBM D[296] нагрузка на 4 K составит 230 W, при 3.5 W на 18 кубитов у HRL D[190] — около 2 kW: более чем в сто раз больше ступени 4 K на 2 W у Bluefors XLD1000sl и выше 200 W у Colossus в Fermilab, крупнейшей установки в обзоре ресурсов S[550], — что вынуждает перейти к мультиплексированию ≥ 10:1 или к милликельвиновым ячейкам класса nW. 10⁶: закрывается только кроссбарным разделением (~6 000 линий D[520]) плюс милликельвиновая КМОП или быстрая одноквантовая логика (БОК); удержит ли разделяемое управление когерентную ошибку ниже порога — открытый вопрос. Задержка: спиновые циклы ограничены считыванием, интегрирование 100 µs D[189].
Роль в стеке
Корень слоя 10: он не требует ничего и предоставляет массивы точек и криогенные ASIC, которые предполагает архитектура спинов в квантовых точках, где он основной; альтернативным он служит на решётке трансмонов с перестраиваемыми элементами связи, на ионах QCCD и на ионах с электронными вентилями. Он замещает изготовление доноров литографией в сканирующем туннельном микроскопе (СТМ-литографией; регистры на 11 кубитов, последовательное изготовление, фабричного маршрута нет D[192]); для ионных ловушек он — альтернатива производствам ловушек по технологии микроэлектромеханических систем (МЭМС), а ценой перехода становится переквалификация под КМОП, которую заплатила Oxford Ionics (с 2025-09-17 в составе IonQ), чья двухкубитная точность 99.99% на кристаллах со стандартной фабрики приведена в релизе IonQ C[446]факт. Здесь естественные носители (ионы в ловушках) наследуют полупроводниковое производство. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс для архитектуры; этот узел своего члена не добавляет; производный раунд архитектуры спинов в квантовых точках — 8.5 µs, задан считыванием, против измеренного цикла 100–300 µs D[189]. Конвейерное перемещение на эффективные 10 µm (туда и обратно) с точностью 99.5% D[196], показанное на приборе делфтского изготовления, — именно то, что должны воспроизводить однородные затворы на 300 mm. Соседние пустые слоты: нет межсоединения между спиновыми модулями (кандидат — фотоника на 300 mm, при милликельвиновых температурах не подтверждённая) и нет изготовленного криогенного декодера; проект крио-КМОП-предекодера заявляет сокращение полосы синдромов в 3 780× при мощности ниже 0.56 mW S[733].
Свидетельства — как измерены числа
Цифры выхода годных получены на криозондах при 1.6–1.7 K (автоматизированная настройка, критерии открытия/отсечки и зарядового считывания D[199], [766]): это транзисторная статистика. Точности получены на считаных приборах в рефрижераторах растворения: томография набора вентилей (12 263 последовательности) для элементарных ячеек D[189], рандомизированный бенчмаркинг на Tunnel Falls D[199], карты T1/T2 по пластине для трансмонов D[293].
Не охвачено: (1) зондирование при 1.6 K не видит ни долинного расщепления, ни обмена, ни когерентности, поэтому выход годных приборов ничего не говорит о выходе годных кубитов; (2) отбор: охарактеризованы 4 прибора imec из 20 D[189], в 2022 г. охлаждены 6 массивов из > 10 000 D[794]; (3) критерии: 28–40% и 96% по-разному определяют «работающий» D[766], [767]; (4) ни на одном массиве 300 mm нет одновременной точности двухкубитных вентилей по всем парам D[197]; (5) старение: дрейф переходов 3.7% за 146 дней D[293] в заявлениях о точности отсутствует.
Воспроизводимость: числа imec по SiMOS воспроизводятся на четырёх приборах и в двух организациях D[189]; у Intel они получены одним поставщиком. Отмечено особо: «первый полностековый кремниевый КМОП-квантовый компьютер» Quantum Motion без опубликованных точностей C[200]; точки Equal1 на коммерческом процессе без кубитных метрик C[797].
SPAM для элементарных ячеек imec/Diraq — 99.95% при 100 µs [189], против 99.9%, зафиксированных для 300-мм линии imec (2025). Все показатели выхода годных Intel взяты из [766] и относятся к 232 двенадцатиточечным устройствам одной пластины — 99.8% точек, 96% полных устройств, 91% успешного зарядового считывания; [199] повторяет 96%, ссылаясь на [766]. Не опубликовано: даты финансирования Silex — A$5.1 M от Defence Trailblazer и A$4.35 M от SQC [799].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Intel | разработчик; поставщик для собственных нужд | США | EUV-массивы Si/SiGe; статистика по пластинам на криозонде; 12-кубитный кристалл в Argonne | D[199], [766]; G[207] |
| imec | исследования; поставщик | Бельгия | точки SiMOS 300 mm, трансмоны, милликельвиновый мультиплексор; координатор SPINS | D[189], [293], [802]; G[770] |
| GlobalFoundries | поставщик (контрактная фабрика) | США | точки на 22FDX и крио-КМОП; подразделение Quantum Technology Solutions; письмо о намерениях на $375 M | C[353], [803]; G[300] |
| IBM | разработчик; поставщик | США | Anderon: сверхпроводниковые пластины 300 mm, TSV, бампы; письмо о намерениях на $1 B | C[10], [798]; G[300] |
| Diraq | разработчик | Австралия | элементарные ячейки SiMOS на линии imec; QBI, этап B; письмо о намерениях CHIPS до $38 M | D[189], [197]; G[65], [300] |
| Quantum Motion | разработчик | Великобритания | массивы на 1 024 точки на 22FDX; система для NQCC; QBI, этап B | D[767]; C[200]; G[65] |
Деньги.
| Дата | Участник | Событие | Сумма | Ведущий инвестор или программа | Накопленно | Статус |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2025-11-06 | Diraq; Quantum Motion; SQC | грант | до $15 M каждому | DARPA QBI, этап B | — | окончательно G[65]факт |
| 2026-01-15 | Equal1 | раунд | $60 M | ISIF | > $85 M | закрыт C[771]факт |
| 2026-04-03 | imec + 25 партнёров | грант | €50 M | пилотная линия SPINS, EU Chips JU | — | объявлено G[770] |
| 2026-05-07 | Quantum Motion | раунд серии C | $160 M | DCVC, Kembara | — | закрыт C[355]факт |
| 2026-05-21 | GlobalFoundries | письмо о намерениях CHIPS | $375 M | Минторг США ($2.013 B по девяти письмам) | — | письмо о намерениях, необязывающее G[300]C[353]факт |
| 2026-05-21 | IBM (Anderon) | письмо о намерениях CHIPS | $1 B + $1 B собственных средств IBM | Минторг США | — | письмо о намерениях, необязывающее G[300]C[798] |
| 2026-05-21 | Diraq | письмо о намерениях CHIPS | до $38 M | Минторг США | привлечено > $100 M Pфакт | письмо о намерениях, средства не выделены G[300] |
| 2026-06-03 | Quobly | раунд серии A | €115 M | Bpifrance, SEALSQ, STMicroelectronics | €134 M | закрыт P[804]факт |
| 2026-06 | Silex Systems | завершено строительство завода Q-Si | A$5.1 M + A$4.35 M | Defence Trailblazer; SQC | — | ввод в эксплуатацию в конце 2026 г. C[799] |
| 2026-07-23 | IBM | M&A: HRL Laboratories | не раскрыта | — | — | объявлено; сделка закрыта 2026-08-26; возможные планы по спиновым кубитам на Anderon C[10]фактфакт |
| 2026-07-31 | IonQ | M&A: SkyWater | $15.00 + 0.4883 акции IonQ за акцию (~$1.8 B) | — | — | закрыто C[19]факт |
Рынок и цепочка поставок. Для выручки фабрик квантовая тематика несущественна. Концентрация: две линии точек с EUV, один контрактный вариант FD-SOI (входит ST), дуополия на зондовых установках, считанные обогатители 28Si. Удельная экономика: не публикуется, кроме целевого ориентира Diraq R[211]. Плательщики: G4 — за КМОП-плотность на 10⁶ кубитов; G7, по состоянию на 3 сентября 2026 г., — за спиновые системы уровня стойки; поставщики сверхпроводниковых систем покупают разводку Anderon/GF ради G2–G4; поставщики ионных систем покупают ловушки со стандартных фабрик ради G2, G3, G7.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Портфели: Intel, HRL, Diraq/UNSW, Quantum Motion/UCL, Quobly (лицензии CEA/CNRS), Equal1; публичных судебных споров нет; датированного подсчёта патентных семейств по именованной базе данных не найдено. SPINS обещает квантовые PDK и доступ к мультипроектным пластинам G[770]; GF продвигает криогенные модели FDX C[353]; открытого стандарта на криогенные модели приборов не существует.
Дорожные карты и послужной список. Intel (обещано в 2022 г. · кубиты в масштабе пластины · выполнено в 2024 г., Argonne 2026-01-06 G[207]факт; преемника или дорожной карты по состоянию на 2026-09-03 нет). Diraq (обещано 2026-07-09 · «тысячи» к 2029 г., переформулировано 2026-08-27 как 150 000 физических · показано восемь кубитов D[197]R[211]факт). Quantum Motion (обещано 2025-01 · система для NQCC · поставлена 2025-09-15, точность не опубликована C[200], [803]). Quobly (обещано 2025-12 · метрики по партии ST в Q1 2026 P[795] · по состоянию на 2026-09-03 ничего не найдено). GF, Anderon: сроков по пластинам не обещано C[353], [798]. Достоверность: первыми идут imec/Diraq (рецензируемые публикации, воспроизведено); Intel производит, но без продуктового маршрута; Quantum Motion и Equal1 поставляют системы без рецензируемых метрик (RacQ от Equal1, до мая 2026 года продававшийся как Bell-1, установлен в центре ESA во Фраскати: ESA объявило об этом 2026-07-15 факт, Equal1 — 2026-07-31 Cфакт), Quobly пока не поставила ни одной; слайды дорожных карт — последними.
Стратегическое прочтение. Успех вознаграждает фабрики и поставщиков (GF, imec, ST/Soitec, Bluefors) и спиновых вендоров, у которых спецификация материалов сжимается до пластин плюс стоек; проигрывают штучные маршруты (СТМ-литография, университетский lift-off) и МЭМС-производства ловушек. Переговорная сила поставщиков высока (линий мало, квантовая выручка несущественна), но три-четыре взаимозаменяемые линии и государственные деньги ограничивают то, что фабрики могут извлечь. Угрозы замещения: дырки в Ge/SiGe, фабрики фотонных межсоединений, БОК против крио-КМОП.
Перспективы и открытые вопросы
Вехи, 12–24 месяца: (1) прибор 300 mm с > 20 кубитами и опубликованной точностью двухкубитных вентилей по всем парам ≥ 99.5% подтверждает узел; отсутствие такового к концу 2027 г. понижает ранг; (2) запуски мультипроектных пластин SPINS с публичным квантовым PDK; (3) перевод письма о намерениях GF в окончательное соглашение, названный квантовый продукт на 22FDX; (4) партия спиновых кубитов на Anderon от HRL, принадлежащей IBM с 2026-08-26; (5) Intel называет преемника Tunnel Falls либо уходит.
Лучший сценарий на 2029 г.: две контрактные линии 300 mm с квантовыми PDK, массивы на 10³ точек с мультиплексированием на кристалле, типичная точность двухкубитных вентилей ≥ 99.5%, подпороговая спиновая память. Худший: выход годных на контрактных линиях в десятки процентов, точность двухкубитных вентилей на уровне 99–99.6%, дорожные карты снова урезаны, подразделение GF сведено к корпусированию для сверхпроводниковых и фотонных заказчиков.
Открытые вопросы: можно ли сделать долинное расщепление и зарядовый шум однородными по пластине — или каждый массив придётся отбирать постселекцией? Каков выход годных по кубитной точности у маршрута 300 mm? Удерживает ли разделяемое управление когерентную ошибку ниже порога? Может ли попадание переходов в номинал внутри маршрута выйти на субпроцентный уровень? Следить за первым числом выхода годных по точности, за первой мультипроектной пластиной SPINS, за окончательными решениями по CHIPS, за Intel.
Литература
- [10] IBM, “IBM to Acquire HRL Laboratories to Power the Future of Quantum,” Jul. 23, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
2026-07-23-ibm-to-acquire-hrl-laboratories-to-power-the-future-of-quantum C - [19] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of SkyWater Technology,” Jul. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [189] P. Steinacker et al., “Industry-compatible silicon spin-qubit unit cells exceeding 99% fidelity,” Nature, vol. 646, no. 8083, pp. 81–87, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09531-9. D
- [190] Members of the HRL Quantum Team and Collaborators, “A digitally controlled silicon quantum processing unit,” arXiv:2604.16216, Apr. 2026. D
- [192] H. Edlbauer et al., “An 11-qubit atom processor in silicon,” Nature, vol. 648, no. 8094, pp. 569–575, Dec. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09827-w. arXiv:2506.03567. D
- [196] M. De Smet et al., “High-fidelity single-spin shuttling in silicon,” Nat. Nanotechnol., vol. 20, no. 7, pp. 866–872, Jun. 2025, doi: 10.1038/s41565-025-01920-5. D
- [197] A. Nickl et al., “Eight-qubit operation of a 300 mm SiMOS foundry-fabricated device,” Nat. Commun., vol. 17, no. 1, Art. no. 5878, Jul. 2026, doi: 10.1038/s41467-026-74597-6. D
- [199] H. C. George et al., “12-spin-qubit arrays fabricated on a 300 mm semiconductor manufacturing line,” Nano Lett., vol. 25, no. 2, pp. 793–799, Dec. 2024, doi: 10.1021/acs.nanolett.4c05205. arXiv:2410.16583. D
- [200] Quantum Motion, “Quantum Motion Delivers the Industry's First Full-Stack Silicon CMOS Quantum Computer,” Sep. 15, 2025. [Online]. Available: https://quantummotion.com/
quantum-motion-delivers-the-industrys-first-full-stack-silicon-cmos-quantum-computer/ C - [207] L. Hesla, “Argonne launches silicon quantum processor collaboration with Intel,” Argonne National Laboratory, Jan. 6, 2026. [Online]. Available: https://www.anl.gov/
article/ Gargonne-launches-silicon-quantum-processor-collaboration-with-intel - [211] F. Elliott, “Diraq charts course to utility-scale quantum computing with millions of spin qubits on a single silicon chip,” Diraq, Aug. 27, 2026. [Online]. Available: https://www.diraq.com/
newsdesk/ Rdiraq-sets-roadmap-for-utility-scale-quantum-computing-with-millions-of-qubits-on-a-single-silicon-chip - [293] J. Van Damme et al., “Advanced CMOS manufacturing of superconducting qubits on 300 mm wafers,” Nature, vol. 634, no. 8032, pp. 74–79, Oct. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07941-9. D
- [294] D. P. Pappas et al., “Alternating-bias assisted annealing of amorphous oxide tunnel junctions,” Communications Materials, vol. 5, no. 1, Art. no. 150, Aug. 2024, doi: 10.1038/s43246-024-00596-z. D
- [296] D. Underwood et al., “Using Cryogenic CMOS Control Electronics to Enable a Two-Qubit Cross-Resonance Gate,” PRX Quantum, vol. 5, no. 1, Art. no. 010326, Feb. 2024, doi: 10.1103/PRXQuantum.5.010326. D
- [300] National Institute of Standards and Technology, “Department of Commerce Announces Letters of Intent With 9 Companies for $2 Billion to Accelerate U.S. Leadership in Quantum Computing,” NIST News, May 21, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/
news-events/ Gnews/ 2026/ 05/ department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [347] ASP Isotopes Inc., “ASP Isotopes Inc. Commences Commercial Production of Enriched Silicon-28 at its Second Aerodynamic Separation Process (ASP) Enrichment Facility,” Mar. 27, 2025. [Online]. Available: https://ir.aspisotopes.com/
news-events/ Cpress-releases/ detail/ 56/ asp-isotopes-inc-commences-commercial-production-of - [348] U.S. Department of Energy, “DOE Advances Domestic Supply of Silicon, Germanium Isotopes for Quantum Computing,” HPCwire, Jul. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
off-the-wire/ Gdoe-advances-domestic-supply-of-silicon-germanium-isotopes-for-quantum-computing/ - [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/ . Cnews-release-details/ globalfoundries-launches-quantum-technology-solutions-scale-us - [355] Quantum Motion, “Quantum Motion Raises $160 Million Series C to Deliver Quantum Computing's "Transistor Moment,” May 7, 2026. [Online]. Available: https://quantummotion.com/
quantum-motion-raises-160-million-series-c-to-deliver-quantum-computings-transistor-moment/ C - [446] IonQ, “IonQ Achieves Landmark Result, Setting New World Record in Quantum Computing Performance,” Oct. 21, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-achieves-landmark-result-setting-new-world-record-in-quantum-computing - [520] F. Borsoi et al., “Shared control of a 16 semiconductor quantum dot crossbar array,” Nat. Nanotechnol., vol. 19, no. 1, pp. 21–27, Jan. 2024, doi: 10.1038/s41565-023-01491-3. D
- [550] S. Kawabata, “Integration and Resource Estimation of Cryoelectronics for Superconducting Fault-Tolerant Quantum Computers,” arXiv:2601.03922, Jan. 2026. S
- [551] S. K. Bartee et al., “Spin-qubit control with a milli-kelvin CMOS chip,” Nature, vol. 643, no. 8071, pp. 382–387, Jul. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09157-x. D
- [733] A. Knapen et al., “Pinball: A Cryogenic Predecoder for Surface Code Decoding Under Circuit-Level Noise,” arXiv:2512.09807, Dec. 2025. S
- [766] S. F. Neyens et al., “Probing single electrons across 300-mm spin qubit wafers,” Nature, vol. 629, no. 8010, pp. 80–85, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07275-6. D
- [767] E. J. Thomas et al., “Rapid cryogenic characterization of 1,024 integrated silicon quantum dot devices,” Nat. Electron., vol. 8, no. 1, pp. 75–83, Jan. 2025, doi: 10.1038/s41928-024-01304-y. D
- [770] imec, “Quantum pilot line 'SPINS' launched with EU support,” Apr. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.imec-int.com/
en/ Gpress/ semiconductor-based-quantum-pilot-line-spins-launched-eu-support - [771] University College Dublin, “Equal1 Announces $60 million in Funding to Accelerate Quantum Computing using Existing Semiconductor Manufacturing,” UCD Innovation, Jan. 15, 2026. [Online]. Available: https://www.ucd.ie/
innovation/ Cnews-and-events/ 2026/ equal1-announces-funding-round/ - [793] R. Maurand et al., “A CMOS silicon spin qubit,” Nat. Commun., vol. 7, Art. no. 13575, Nov. 2016, doi: 10.1038/ncomms13575. D
- [794] A.-M. Zwerver et al., “Qubits made by advanced semiconductor manufacturing,” Nat. Electron., vol. 5, no. 3, pp. 184–190, Mar. 2022, doi: 10.1038/s41928-022-00727-9. D
- [795] C. Knowles, “Quobly runs silicon-28 quantum wafers through ST fab,” IT Brief Asia, Dec. 12, 2025. [Online]. Available: https://itbrief.asia/
story/ Pquobly-runs-silicon-28-quantum-wafers-through-st-fab - [796] M. P. Losert et al., “Practical strategies for enhancing the valley splitting in Si/SiGe quantum wells,” Phys. Rev. B, vol. 108, no. 12, Art. no. 125405, Sep. 2023, doi: 10.1103/PhysRevB.108.125405. S
- [797] Equal1, “Equal1 advances scalable quantum computing with CMOS-compatible silicon spin qubit technology,” Apr. 16, 2025. [Online]. Available: https://www.equal1.com/
post/ Ccommercial_cmos_process - [798] IBM, “IBM and U.S. Department of Commerce Announce America's First Purpose-Built Quantum Foundry, Supported by Proposed $1 Billion CHIPS Award,” May 21, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
ibm-and-u-s-department-of-commerce-announce-americas-first-purpose-built-quantum-foundry C - [799] Silex Systems, “SILEX Quantum Silicon (Q-Si) Production for Quantum Computing,” silex.com.au. [Online]. Available: https://www.silex.com.au/
silex-technology/ Csilex-zs-si-production-for-quantum-computing/ - [800] Bluefors Oy, “Cryogenic Wafer Prober — Under 2 K with 300 mm Wafers,” bluefors.com, Jun. 10, 2026. [Online]. Available: https://bluefors.com/
products/ Ccryogenic-wafer-prober/ - [801] FormFactor, Inc., “HPD IQ3000 - 4 K Cryogenic Probe Station,” Jun. 9, 2026. [Online]. Available: https://www.formfactor.com/
product/ Cquantum-cryo/ quantum-wafer-multi-chip-cryogenic/ iq3000/ - [802] R. Acharya et al., “Multiplexed superconducting qubit control at millikelvin temperatures with a low-power cryo-CMOS multiplexer,” Nat. Electron., vol. 6, no. 11, pp. 900–909, Nov. 2023, doi: 10.1038/s41928-023-01033-8. D
- [803] H. Bennie, “Quantum Motion Announces Record Integration of Quantum Devices and Partnership with Semiconductor Manufacturer, GlobalFoundries,” quantummotion.com, Jan. 6, 2025. [Online]. Available: https://quantummotion.com/
partnership-with-globalfoundries/ C - [804] Quobly, “Quobly Raises €115M Series A to Industrialize Silicon Quantum Computing,” HPCwire, Jun. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
off-the-wire/ Pquobly-raises-e115m-series-a-to-industrialize-silicon-quantum-computing/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Фабрика ФИС (SiN, BTO, TFLN, SNSPD на 300 mm)
Маршрут КМОП-фабрики, собирающий малопотерьные нитридные волноводы, электрооптические коммутаторы, однофотонные детекторы и присоединение волокна на одной 300 mm пластине.
Вердикт. Продемонстрировано один раз и одной линией (GlobalFoundries Fab 8 для PsiQuantum, 2025): однородность по пластине опубликована, а выход годных кристаллов и статистика старения — нет; слой определяется риском единственного источника.
Λ — коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI — DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная верификация и валидация); G1–G7 — классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Фабрика фотонных интегральных схем (ФИС) поставляет ту оптику, из которой сделан фотонный квантовый компьютер, — волноводы и линии задержки на SiN, электрооптические коммутаторы на титанате бария (BTO) или тонкоплёночном ниобате лития (TFLN), однофотонные детекторы на сверхпроводниковой нанопроволоке (SNSPD) прямо на кристалле, криосовместимое присоединение волокна — на линии КМОП 300 mm с контролем процесса в масштабе пластины. Фотонный кубит никогда не хранится, а только передаётся, поэтому показателем качества служит бюджет потерь в децибелах, а не время когерентности. Происхождение: диэлектрические волноводы со сверхнизкими потерями (начало 2010-х, LioniX и UCSB), доступ к фабрикам примерно с 2015 года (AIM Photonics, imec), первый полный квантовый стек на 300 mm в 2025 году D[169].
Атрибуты: сродство к носителю со сдвигом в сторону природного (0.25) — линия не содержит кубита, но содержит моды, которые его несут; характерное время неприменимо, запутывание ниже по стеку — с оповещением (heralded), а не детерминированное; считывание собственного нет, но линия поставляет SNSPD на кристалле, чей счёт разрушающий; подвижность отсутствует — именно неподвижная литография и покупает подвижность фотонам; модальность управления отсутствует, хотя линия поставляет коммутаторы; структура ошибок потери, видимые кодом как стирание (erasure) с оповещением; производство технологическая линия ФИС.
Физика и пределы
Всё пересчитывается в одну валюту. Одномодовая разводка на SiN с потерями 1.8 ± 0.2 dB/m D[169] стоит 34% фотонов на каждый метр задержки на кристалле; более широкий многомодовый волновод в том же процессе достигает 0.5 dB/m D[169]. При архитектурном бюджете около 0.5 dB на весь путь слияния (fusion) один коммутатор BTO с потерями 100 mdB съедает пятую его часть, переход волокно—кристалл с 52 ± 12 mdB — десятую, а медианный SNSPD на кристалле с эффективностью 93.4% сам по себе — 0.30 dB D[169]. Диэлектрическая нижняя граница — это рэлеевское рассеяние на шероховатости боковых стенок, растущее с перекрытием моды с травленой границей, плюс поглощение N–H вблизи 1520 nm, которое выгоняется отжигом при 1150 °C. Оба фактора преодолеваются ослаблением локализации моды: рекорд 0.060 dB/m получен на сердцевине толщиной 40 nm на 100 mm пластине D[810] — геометрия с радиусами изгиба в миллиметры. В этом и состоит размен: потери покупаются площадью, площадь — пластинами, поэтому разводочный волновод на фабрике в тридцать раз более потерьный, чем рекордный, и иным быть не может. Второй режим отказа — фаза: тепловые градиенты и двулучепреломление от механических напряжений расстраивают интерферометры, поэтому линия, не удерживающая толщину плёнки, отгружает кристаллы, требующие индивидуальной подгонки. Чтобы сдвинуть нижнюю границу, нужен электрооптический материал, у которого коэффициент Поккельса уменьшает коммутаторы быстрее, чем растут их потери, — у BTO он превышает 1 000 pm/V против примерно 30 pm/V у ниобата лития D[169], и именно поэтому на него ставят PsiQuantum и DARPA P[181].
Достигнутый инженерный уровень
Лучшее продемонстрированное — один прогон пластин; типичное в масштабе определено лишь отчасти, поскольку статья об Omega приводит разбросы, но не выход годных кристаллов D[169].
Хронология рекордов
| Дата | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2018-09-24 | Модулятор TFLN: Vπ 1.4 V при 20 mm, вносимые потери < 0.5 dB, 210 Gbit/s | Harvard (группа Lončar) | D[811] |
| 2021-02-10 | Потери в SiN 0.060 dB/m, собственная добротность 422 M (пластина 100 mm, сердцевина 40 nm) | UCSB / Honeywell | D[810] |
| 2025-02-26 | Квантовая ФИС на 300 mm: SiN 1.8 ± 0.2 dB/m одномодовый и 0.5 dB/m многомодовый, делитель 0.5 ± 0.2 mdB, коммутатор BTO 100 mdB, медианный SNSPD 93.4%, переход волокно—кристалл 52 ± 12 mdB, белловское слияние 99.22 ± 0.12%, при ~2 K | PsiQuantum + GlobalFoundries | D[169] |
| 2026-06 | Торцевой ввод 0.085 dB на грань | Xanadu | C[172] |
Доминирующий член бюджета — не волновод, а вносимые потери коммутатора, ввод через торец и неэффективность детектора, то есть всё, что происходит там, где фотон меняет среду. Второй член невидим: без статистики выхода годных никто не отличит процесс от удачного кристалла.
Производство, материалы и цепочка поставок
Продемонстрированный маршрут — это линия КМОП 300 mm с нитридом LPCVD и высокотемпературным отжигом, BTO в качестве интегрированного активного слоя, SNSPD, формируемые прямо в маршруте, криосовместимое присоединение волокна, при ~2 K, а не при милликельвинах D[169]. TFLN изготавливается иначе — объёмный ниобат лития, отслоённый ионной имплантацией и сращённый с оксидом, — и именно поэтому HyperLight и Lightium существуют как отдельные компании, а не как модули в этой линии P[518]. В остальном рыночное предложение — это 200 mm и меньше: LIGENTEC ведёт нитрид на квалифицированной для автопрома 200 mm линии X-FAB и в 2026 году добавила платформу SOI от X-FAB C[812]; LioniX поставляет модули TriPleX; imec и AIM Photonics ведут исследовательские линии.
Разбросы Omega всё же публикует: средняя эффективность SNSPD на кристалле — 88.9 ± 3.5% при медиане 93.4% (отобранные детекторы), толщина плёнки BTO выдерживается с 3σ < 3% по всей 300 mm пластине, потери в волноводах — 0.5 ± 0.3 dB/m для многомодового и 1.8 ± 0.2 dB/m для одномодового D[169]. Данных о выходе годных кристаллов и о старении при термоциклировании до 2 K не существует, и ни одна фабрика не публикует цен на квантовые MPW или комплекты фотошаблонов, так что стоимость на одну моду по состоянию на 3 сентября 2026 г. указать невозможно. Единые точки отказа: полный стек продемонстрирован одной 300 mm линией; оборудования для осаждения BTO как рынка не существует; поставки пластин TFLN тонкие и сконцентрированные; интегрированные SNSPD есть у одного поставщика. Уязвимость к экспортному контролю косвенная, но реальная: промежуточное окончательное правило BIS от 2024-09-06 создало ECCN 3A901 (крио-КМОП ниже 4.5 K), 3A904 (криокулеры ≥ 600 µW ниже 0.1 K), 3B904 (криогенное зондирование пластин), 3D901/3E901 и 4A906 с лицензионным исключением IEC G[301]. Процессы ФИС и SNSPD там не поименованы; поименовано криогенное испытательное оборудование.
Вторая, меньшая линия обслуживает близкий к видимому диапазон, нужный для управления атомами и ионами: на 780 nm микрорезонаторы из нитрида кремния (Si₃N₄), изготовленные по совместимому с КМОП процессу многопроектных пластин (MPW) 150 mm (литография в глубоком ультрафиолете, отжиг при 1 200 °C), достигают наиболее вероятной собственной добротности Q₀ = 9.5 × 10⁶ по 721 измеренному резонансу; потери при распространении — 6.3 dB/m P[886].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Нагрузка на ввод-вывод — это волокно и линии смещения. При 52 mdB на грань D[169] потери на канал приемлемы; стеной становится производительность сборки, поскольку 10⁶ мод требуют порядка 10⁵–10⁶ операций юстировки. Регистрация добавляет линию смещения и усилитель на каждый SNSPD при 2 K, что уже к 10⁴ каналов вынуждает переходить на криогенные ASIC считывания — тот самый крио-КМОП, контролируемый по 3A901 G[301] и продаваемый теперь как продуктовая линейка GlobalFoundries C[353]. Упреждающая связь (feed-forward) должна успеть переключить коммутатор в пределах времени жизни линии задержки, на MHz–GHz; коммутатор BTO с 100 mdB при 2 K одновременно и ключевой прибор, и тот предмет, валидацию которого оплачивает DARPA P[181]. При 10³ мод не ограничивает ничто; при 10⁴ ограничивают присоединение волокна и число каналов; при 10⁶ ограничениями становятся интеграция в масштабе пластины, криогенная установка и неопубликованный выход годных.
Роль в стеке
Слой служит основным фундаментом для двух архитектур: фотонных вычислений на основе слияний (PsiQuantum, Quandela, QuiX) и вычислений на непрерывных переменных с кодом Готтесмана–Китаева–Прескилла, GKP (Xanadu); альтернативным он служит ещё для пяти — бозонного сэмплера, спинов центров окраски в узлах сети, ионов QCCD, линейной ловушки Пауля с лазерной адресацией и ридберговского массива пинцетов на щелочных атомах. Он обеспечивает одиночные фотоны и сжатые моды, коммутаторы для маршрутизации и feed-forward, модуляторы, ввод кристалл—волокно и те электрооптические кристаллы, из которых строятся преобразователи. Охват разных семейств — пока перспектива, а не послужной список: лазерная доставка для ионов и формируемые на чипе атомные пинцеты — тоже изделия ФИС, и GlobalFoundries называет ионы в ловушках среди модальностей, которые обслуживает её квантовое подразделение C[353], но волноводы для ионов Quantinuum поставляет исследовательский комплекс Sandia (ct_ionlaser), а известные атомные чипы используют стеклянные волноводы или нитрид Aeponyx без указания фабрики (ct_pic_trap). Если за них возьмётся 300 mm линия, вложенный сюда капитал перестанет быть привязан к модальности — это наименее коррелированная ставка в производственном слое. Он замещает стол объёмной оптики, и обратный переход стоит площади, дрейфа юстировки и вообще любого пути за пределы нескольких сотен мод. Производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс на архитектуре слияний не определён, поскольку раунда синдрома там нет; этот слой вносит только транспорт, примерно 5 ns на метр задержки на кристалле, что пренебрежимо мало на фоне feed-forward класса 100 ns, которая нужна этой архитектуре D[169]. Соседние пустые слоты: рыночный 300 mm процесс коммутаторов BTO, второй источник интегрированных SNSPD, хоть какая-нибудь опубликованная приёмочная статистика на уровне пластины.
Свидетельства — как измерены числа
Потери измеряются двумя несовместимыми способами. Собственная добротность кольцевого резонатора даёт рекорд 0.060 dB/m D[810] — одна мода, одна геометрия, никакой разводки. Метод обрыва на спирали в производственном ретикле даёт 1.8 dB/m D[169] — это тот волновод, который использует машина, и единственная производственная цифра. Отметим, что «0.5 dB/m» из основного отчёта — это многомодовая цифра из статьи по Omega, тогда как одномодовый разводочный волновод в той же статье даёт 1.8 ± 0.2 dB/m: указывать нужно оба значения, они не являются конкурирующими измерениями D[169]. Точность белловского слияния, видность HOM и эффективность детектора — покомпонентные метрики на отобранных кристаллах, и нет ни протокола, переводящего их в бюджет потерь, по которому можно было бы оценить архитектуру, ни данных о старении. Ни одна вторая группа не воспроизвела ни одной цифры Omega на второй линии; единственная сторонняя проверка — валидация коммутаторов BTO, корпусирования и криогеники в рамках DARPA Stage C, результаты которой не публичны P[181]. Единственное противоречие между источниками — бюджет PIXEurope: ≈€400 M по данным imec/ICFO G[582] против €380 M в отраслевой прессе P[813]; доверять следует релизу консорциума.
Бюджет PIXEurope составляет ≈€400 M в G[582] и €380 M в релизе консорциума P[813]. Доминирование одного китайского поставщика пластин TFLN, работающего методом ионного скалывания, часто упоминается, но описывается лишь качественно. Не опубликовано: датированные данные о финансировании, мощностях или потерях LioniX International за 2025–2026 гг.; первоначальная федеральная субсидия AIM Photonics и диаметр пластин её линии в Олбани; цены квантовых MPW и комплектов фотошаблонов на 300 мм — ни у одной фабрики, поэтому стоимость на моду назвать нельзя; выход годных на уровне пластины или старение при термоциклировании до 2 K для переключателей BTO и интегрированных SNSPD — ни у одного участника; однородность публична только в виде разбросов толщины плёнки, эффективности и потерь у Omega.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| GlobalFoundries | поставщик (фабрика) | США | Fab 8, Malta NY: та самая 300 mm линия, несущая Omega; Quantum Technology Solutions запущено 2026-05-21 | C[353]D[169] |
| PsiQuantum | разработчик / заказчик | США, Австралия | Квалифицировала стек SiN + BTO + SNSPD + присоединение волокна при 2 K | D[169] |
| imec | исследовательская фабрика | Бельгия | КМОП и фотоника на 300 mm, наследие BTO-на-SOI, партнёр PIXEurope | D[189]G[582] |
| LIGENTEC | поставщик | Швейцария, Франция, Бельгия | SiN на 200 mm линии X-FAB; SOI добавлен в 2026 | C[812] |
| LioniX International | поставщик | Нидерланды | Волноводы TriPleX на SiN, сборка модулей | Cфакт |
| HyperLight | поставщик | США | Модуляторы TFLN, спин-офф Harvard | P[518] |
| AIM Photonics | исследования / фабрика | США | Институт DoD ManTech; PDK и Assembly Design Kit, 2026-05-25 | C[814] |
| Xanadu | разработчик | Канада | Кристаллы непрерывных переменных на TFLN/SiN; корпусирование 0.085 dB на грань; завод в Торонто | C[172]C[178] |
| Quandela | разработчик | Франция | Источники на квантовых точках GaAs; Lucy поставлена в CEA/TGCC | C[176]факт |
| QuiX Quantum | разработчик | Нидерланды | Процессоры на SiN; Carina поставлена в DLR, 2026-07 | C[177] |
Деньги.
- 2024-09 · HyperLight · раунд серии B · $37 M · Summit Partners · закрыт P[518]
- 2024-09 · Lightium · посевной раунд · $7 M · Vsquared Ventures, Lakestar · закрыт P[518]
- 2024-11-24 · PIXEurope · пилотная линия ЕС · ≈€400 M · Chips JU, Испания, Каталония · объявлено G[582]
- 2025-09-10 · PsiQuantum · раунд серии E · $1 B при оценке $7 B · BlackRock, Temasek, Baillie Gifford · закрыт факт
- 2026-03-26 · Xanadu · SPAC с Crane Harbor · ≈$302 M валовых · Nasdaq/TSX XNDU · закрыта факт
- 2026-05-21 · GlobalFoundries · протокол о намерениях по CHIPS · $375 M · Министерство торговли США · LOI, необязывающий G[300]
- 2026-05-21 · PsiQuantum · протокол о намерениях по CHIPS · $100 M · Министерство торговли США · LOI, необязывающий G[300]
- 2026-07-22 · PsiQuantum · расширение QBI Stage C (коммутаторы BTO, корпусирование, криогеника) · $125 M · DARPA · окончательное соглашение факт
- 2026-08-28 · Xanadu · федеральное финансирование, завод в Торонто · CAD 195 M · правительство Канады · объявлено C[178]
Рынок и цепочка поставок. Обеспечивающее оборудование — это обычные полупроводниковые капитальные средства (LPCVD/PECVD, иммерсионная литография, CMP, сращивание пластин, молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ)/PLD) от ASML, Lam, ASM, EVG и SUSS, на рынке, где квантовая тематика есть ошибка округления: хорошо для стоимости, плохо для влияния. Риск концентрации лежит на процессе, а не на оборудовании; удельную экономику указать невозможно. За этот слой платят G3 и G4, G6 — через волоконные связи и кристаллы преобразователей, G7 — через работу при 2 K вместо милликельвинов; G1 и G2 — только через ионную и атомную оптику, в G5 не платит ничто.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного числа патентов из поименованной базы для семейств по фотонным фабрикам получить не удалось; единственное фотонное семейство, проверенное для настоящего отчёта, — US 12,437,225 компании ORCA Computing на линейно-оптические измерения GHZ, выдан 2025-10-07 факт. Межфабричного стандарта PDK не существует — каждый комплект проектирования проприетарен и несовместим с прочими, и это практическая причина, по которой заказчик не может завести второго поставщика. Наиболее открытый комплект публикует AIM Photonics C[814].
Дорожные карты и послужной список. PsiQuantum, коммерчески полезная машина в Брисбене (обещано 2024-04 · к концу 2027 года · закладка сдвинулась на 2026-06-17 и перенесена в Моретон-Бей, поставка криогенной установки ожидается во 2H 2027 Cфакт, аппаратных публикаций 2026 года нет) Pфактфакт; в задании DARPA от 2026-07-22 та же цель сформулирована как отказоустойчивая машина «до 2033 года» P[181]. Xanadu, потери в 24.1× выше порога → 1.0× в 2030 году (обещано 2026-08-31 · срок пока не наступил) C[178]. Пилотная линия PIXEurope (обещано 2024-11 · с 2025 года и далее · о прогонах с открытым доступом не сообщалось) G[582]. GlobalFoundries Quantum Technology Solutions (обещано 2026-05-21 · LOI пока не стал окончательным) C[353]G[300]. Послужной список квалификации процесса до уровня производственной дисциплины есть только у GlobalFoundries; у PsiQuantum одна статья и ни одной второй линии; европейские поставщики поставляют на 200 mm, а не на том произведении потерь и масштаба, которого требует отказоустойчивость.
Стратегическое прочтение. Если слой состоится, победителем будет фабрика, а не модальность: GlobalFoundries собирает ренту с каждой пластины сразу по пяти кубитным технологиям C[353], тогда как дифференциация PsiQuantum сужается до архитектуры и криогеники. Если одномодовые потери застрянут около 1–2 dB/m, обе архитектуры встанут, а стоимость мигрирует в доставку лазерного излучения для ионов, атомные пинцеты (оптические) и сети — поэтому финансировать слой стоит в любом случае. Замещение: объёмная оптика ниже нескольких сотен мод. Переговорная сила у фабрики: смена линии означает полную переквалификацию и новый PDK.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если до конца 2027 года какой-либо участник опубликует распределение выхода годных на уровне пластины для коммутаторов BTO либо интегрированных SNSPD на 300 mm; если вторая линия (imec, AIM Photonics, участник PIXEurope) опубликует одномодовые потери SiN ≤ 1.8 dB/m с монолитными детекторами; либо если коэффициент потерь Xanadu опустится ниже 10× порога. Понизить, если PsiQuantum к середине 2027 года не опубликует ни одного аппаратного результата помимо Omega либо если протокол о намерениях CHIPS на $375 M утратит силу. Лучший сценарий к 2029 году: две квалифицированные 300 mm линии, разводка ниже 1 dB/m, коммутаторы менее 50 mdB, опубликованные карты пластин. Худший сценарий: один поставщик, одна статья и протокол о намерениях, который так и не превращается в договор.
Открытые вопросы. (1) Каков выход годных кристаллов для интегрированной матрицы SNSPD на 300 mm и почему этого никто не опубликовал? (2) Технологичен ли BTO в объёме производства или это материал рекордного кристалла, выяснение чего и оплачивает DARPA? (3) Кто станет вторым источником для этого слоя, если GlobalFoundries сменит приоритеты?
Литература
- [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/ Cxanadu-sets-new-industry-benchmark-in-photonic-chip-packaging-302796562.html - [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/ Cnewsroom/ 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/ Cquix-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/ C2026/ 08/ 31/ 3353211/ 0/ en/ xanadu-charts-path-to-over-1-000-logical-qubits-by-2031.html - [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 - [189] P. Steinacker et al., “Industry-compatible silicon spin-qubit unit cells exceeding 99% fidelity,” Nature, vol. 646, no. 8083, pp. 81–87, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09531-9. D
- [300] National Institute of Standards and Technology, “Department of Commerce Announces Letters of Intent With 9 Companies for $2 Billion to Accelerate U.S. Leadership in Quantum Computing,” NIST News, May 21, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/
news-events/ Gnews/ 2026/ 05/ department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [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/ . Cnews-release-details/ globalfoundries-launches-quantum-technology-solutions-scale-us - [518] optics.org, “Lithium niobate in vogue as thin-film developers raise cash,” Sep. 24, 2024. [Online]. Available: https://optics.org/
news/ Plithium-niobate-in-vogue-as-thin-film-developers-raise-cash - [582] imec, “The European Commission and Chips JU select the PIXEurope consortium to lead the European Pilot Line on Advanced Photonic Integrated Circuits,” Nov. 24, 2024. [Online]. Available: https://www.imec-int.com/
en/ Gpress/ european-commission-and-chips-ju-select-pixeurope-consortium-lead-european-pilot-line - [810] M. W. Puckett et al., “422 Million intrinsic quality factor planar integrated all-waveguide resonator with sub-MHz linewidth,” Nat. Commun., vol. 12, no. 1, Art. no. 934, Feb. 2021, doi: 10.1038/s41467-021-21205-4. D
- [811] C. Wang et al., “Integrated lithium niobate electro-optic modulators operating at CMOS-compatible voltages,” Nature, vol. 562, no. 7725, pp. 101–104, Oct. 2018, doi: 10.1038/s41586-018-0551-y. D
- [812] LIGENTEC, “About us_2026 - LIGENTEC.” [Online]. Available: https://www.ligentec.com/
about-our-story/ C - [813] PIC Magazine, “EU to establish €380 million pilot line for photonic integrated circuits,” Jan. 6, 2026. [Online]. Available: https://picmagazine.net/
article/ P123220/ EU_to_establish_%E2%82%AC380_million_pilot_line_for_photonic_integrated_circuits - [814] AIM Photonics, “News — AIM Photonics.” [Online]. Available: https://www.aimphotonics.com/
news C - [886] W. Sun et al., “A photonic integrated comb engine for ultracold quantum gases,” arXiv:2609.28294, Sep. 2026. P
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Литография сверхпроводниковых кубитов (переходы Al/AlOx/Al, разводка из Nb, 300 mm)
Литография переходов на 300 mm и последующая подгонка задают разброс частот, который наследует каждая сверхпроводниковая архитектура.
Вердикт. Реально: оптическая литография на 300 mm даёт 393/400 работоспособных кубитов при разбросе частот 5–7% (10–14% по сопротивлению переходов); подгонка выводит на цель 97.4%. Anderon — пока лишь письмо о намерениях: понизить, если к концу 2027 г. не отгружена ни одна пластина стороннему по отношению к IBM заказчику.
Λ = коэффициент подавления ошибок на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Джозефсоновский переход — это два сверхпроводника, разделённые оксидным барьером толщиной ~1–2 nm, площадь и степень окисления которого фиксируют критический ток, а значит, и частоту кубита. Данный узел — техпроцесс, формирующий такие переходы и их ниобиевую разводку в масштабе пластины, а не сам кубит. Происхождение: электронно-лучевые переходы Al/AlOx/Al по методу мостика Долана из трансмона 2007 года (Koch et al., Yale), затем иммерсионная литография 193 nm и травление на линиях КМОП D[293].
Атрибуты. Сродство к носителю 1.0 — полностью изготавливаемый объект: сам производственный шаг, без носителя, подвижности, считывания и управления. Производство — ниобиевая разводка и переходы Al/AlOx на кремнии или сапфире 200→300 mm; ошибка, передаваемая ниже по стеку, когерентна (смещение частоты, коллизия), а не стохастична.
Физика и пределы
Соотношение Амбегаокара — Баратоффа связывает критический ток с сопротивлением в нормальном состоянии, а f01≈(√8EJEC-EC)/h, поэтому разброс Rn доходит до частоты с половинным весом. imec измерила ~8% относительного СКО (RSD) сопротивления переходов по 300-mm пластине (7 872 тестовые структуры) и ~4% в пределах кристалла — обе цифры для крупных переходов; при размерах кубитных переходов добавляется разброс площади, и частоты кубитов разбросаны на 5–7% RSD, то есть на 10–14% по сопротивлению D[293]. Это проблема решётки, а не отдельного прибора: соседи с фиксированной частотой обязаны обходить окна коллизий шириной в десятки MHz на кубите ~5 GHz, поэтому разброс 5% (≈250 MHz, 1σ) в масштабе решётки не оставляет никакого бесколлизионного выхода годных. Подгонка здесь — предварительное условие, а не оптимизация: отжиг с поддержкой знакопеременным смещением (ABAA) меняет сопротивление перехода более чем на 70% и выводит на цель 97.4% переходов D[294].
Второй пол — диэлектрические потери: аморфный AlOx и межслойные оксиды содержат двухуровневые системы (TLS), ограничивающие T1 на уровне от десятков до низких сотен µs. Приборы imec на 300 mm дают медианное T1 75 µs, лучшее 161 µs, лучшее T2e 245 µs — при градиенте 42–113 µs от центра пластины к краю, который является сигнатурой процесса, а не разбросом D[293]. TLS дрейфуют на масштабе часов, а всплески квазичастиц задают пол, до которого литография не дотягивается Dфакт. Сдвигают его эпитаксиальные барьеры и базовый металл Ta/Nb; перестраиваемые элементы связи смягчают частотные коллизии первого пола, а не потери.
Достигнутый инженерный уровень
Лучший результат на настоящей 300-mm линии КМОП: работоспособны 393 кубита из 400 D[293] — но при указанном выше разбросе частот, так что подгонка или перестраиваемость ниже по стеку всё равно необходимы.
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2024-08 | Подгонка ABAA: 97.4% попаданий в цель, диапазон перестройки >70% | Rigetti | D[294] |
| 2024-09 | Трансмоны оптической литографии на 300 mm: 393/400 работоспособны, медианное T1 75 µs, RSD частоты 5–7% | imec | D[293] |
| 2025-11 | Loon на 300-mm линии в Albany: элементы связи c-coupler, многослойная малопотерьная разводка | IBM | C[49] |
| 2026-02 | Корпус масштаба пластины: >500 кубитов на 3-дюймовом сапфировом кристалле, медиана считывания 97.5% (n=54) | OQC | P[311] |
| 2026-05 | Anderon, специализированная 300-mm квантовая фабрика: $1 B по CHIPS + $1 B от IBM | IBM / US DoC | G[798] |
Доминирующее слагаемое ошибки — когерентная ошибка частоты: разброс, коллизии, дрейф. Ограниченное TLS время T1 — то, что техпроцесс убрать не может.
Производство, материалы и цепочка поставок
Большинство опубликованных кубитов до сих пор изготавливается теневым напылением через мостик Долана; маршрут КМОП означает литографию 193i, реактивное ионное травление, ниобиевую разводку, сквозные отверстия TSV и столбиковые соединения. Его преимущество — статистика и производительность, а не когерентность: медианное T1 у imec соответствует приборам электронно-лучевой литографии, её метрология — нет. Отраслевая пресса называет прирост выпуска приборов примерно в 30× по сравнению с 200 mm; в собственном релизе IBM никакого множителя не приводится P[299]. Оборудование ничем не примечательно, поэтому дефицитный актив — рецепт процесса и способность к подгонке; единые точки отказа — мощности по криостатам, высокоомный кремний и сапфир, а также экспертиза травления ниобия, общая с цепочкой быстрой одноквантовой логики (БОК). Стоимость пластины назвать нельзя. Экспортная уязвимость косвенная: правило BIS от 2024-09-06 контролирует криогенные зондовые установки для пластин (3B904), криогенную электронику ниже 4.5 K (3A901) и квантовые компьютеры по числу кубитов и ошибке C-NOT вместе, от 34 кубитов при ≤ 10⁻⁴ до любой ошибки начиная с 2 000 кубитов (4A906) факт, но литографию переходов не называет ни один ECCN G[301].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Собственных управления и считывания у узла нет; он задаёт потолок, в который упираются другие, — через плотность вывода трасс (escape density) и точность попадания в частоту. Текущую границу задаёт корпус OQC: >500 кубитов на одном кристалле, коаксиальные выводы из плоскости, ни одной проволочной разварки, 56 ячеек мультиплексирования считывания «девять в один» — и, в той конфигурации, в которой велись измерения, ни одной индивидуальной линии управления на кубит P[311], так что это результат по корпусированию, а не процессор. При 10³ на кристалл ограничением являются коллизии; при 10⁴ — плотность вывода и разводка, на что и нацелен Loon C[49]; при 10⁶ изготовленного проекта не существует.
Роль в стеке
Корневой узел сверхпроводникового семейства: сверху он не требует ничего и обеспечивает трансмон, флаксониум, потоковый кубит на ВЧ-СКВИДе и планарные бозонные моды, а также дальнодействующие элементы связи c-coupler, управление на БОК-логике при милликельвиновых температурах, мультиплексирование потоковыми ЦАП (flux-DAC), вертикальный подвод сигналов, многокристальную сборку, многокристальные модули с элементами связи l-coupler и криогенные СВЧ-линии связи. Обслуживаемые архитектуры: трансмон, бозонные кошачьи коды/коды Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP), двухрельсовое стирание (erasure), отжиг. Для бозонной моды он — планарная альтернатива механически обработанным объёмным резонаторам. Входящая степень связности равна нулю, зато его исходящая степень — самая широкая в семействе, и каждый нижележащий узел наследует его разброс и его выход годных. В производный такт он ничего не добавляет (производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс, 0.65 µs на решётке трансмонов), но ограничивает, сколько кубитов до этого такта доберётся.
Свидетельства — как измерены числа
Частота предсказывается по сопротивлению перехода через соотношение Амбегаокара — Баратоффа и затем подтверждается спектроскопически после корпусирования, поэтому значимой статистикой является RSD величины Rn — которую не публикует никто, кроме imec D[293]. RB, XEB и cycle benchmarking измеряют уже откалиброванную решётку и слепы к отбракованным кристаллам и к частоте коллизий до подгонки. Величина 97.4% у ABAA — это доля успешных попаданий в цель в оптимизированном исследовании, а не оценка худшего случая D[294]. Цифры OQC получены на подвыборке: считывание по 54 позициям из более чем 500, 105/108 работоспособны на охарактеризованном подмножестве P[311]. Противоречие: аннотация OQC даёт медиану ~100 µs для T1 и T2e вместе, а основной текст — T1 97 µs и T2e 129 µs по 105 кубитам P[311].
Релиз IBM от 2026-05-21 представляет Anderon как письмо о намерениях при условии подписания окончательных документов, и о подписании к 4 сентября 2026 г. не объявлено, однако релиз IBM о HRL от 2026-08-26 уже называет Anderon «its quantum wafer foundry». «≈30× больше устройств по сравнению с 200 мм» встречается только в отраслевой прессе [299]; собственный релиз IBM кратности не называет. Подсчёты PatSnap по H10N 60 [312] — это патентные записи по всему портфелю. Не опубликовано: стоимость на пластину или на кубит для какой-либо 300-мм линии сверхпроводниковых кубитов; датированное патентное семейство, специфичное для литографии переходов Nb/Al на 300 мм; является ли покупка Google в Голете производственной мощностью и каков диаметр пластин её фабрики в Санта-Барбаре [805]; совпадает ли стек ниобиевой разводки 300-мм линии imec, использующей перекрывающиеся переходы Al/AlOx/Al, с подходом IBM.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Anderon | поставщик | США | Предлагаемая специализированная 300-mm квантовая фабрика пластин | G[798] |
| IBM | разработчик | США | Изготавливает Nighthawk и Loon на 300-mm линии в Albany | C[49] |
| imec | исследования | Бельгия | Трансмоны оптической литографии на 300 mm, опубликованный выход годных | D[293] |
| Rigetti | разработчик | США | Подгонка переходов методом ABAA на собственной линии | D[294] |
| OQC | разработчик | Великобритания | Корпус масштаба пластины, >500 кубитов на кристалл | P[311] |
| GlobalFoundries | поставщик | США | Письмо о намерениях по CHIPS на $375 M, мультимодальная фабрика | G[300] |
| US Dept of Commerce | регулятор | США | Письма о намерениях по CHIPS, $2.013 B | G[300] |
Деньги.
- 2026-05-21 · Anderon · письмо о намерениях по CHIPS плюс доля IBM · $1 B по CHIPS + $1 B от IBM деньгами и ИС · US Dept of Commerce · в рамках $2.013 B на девять компаний · письмо о намерениях, не исполнено G[798]факт
- 2026-05-21 · GlobalFoundries · письмо о намерениях по CHIPS, мультимодальная фабрика · $375 M · US Dept of Commerce · — · письмо о намерениях G[300]
- 2026-06-02 · IBM · обязательство по квантовому направлению в целом · >$10 B за 5 лет · — · объявлено C[57]
- 2026-08-26 · IBM · завершено поглощение HRL с упоминанием сотрудничества с Anderon · сумма не раскрыта · — · завершено C[204]
Рынок и цепочка поставок. По состоянию на 4 сентября 2026 г. ни одна контрактная фабрика сверхпроводниковых кубитов не работает: 300-mm линии с опубликованными кубитными данными — это кэптивная линия IBM в Albany и исследовательский пилот imec, Google изготавливает кубиты на собственной фабрике в Santa Barbara с неопубликованным диаметром пластин P[805], а предполагаемая контрактная линия финансируется крупнейшим конкурентом своих будущих заказчиков. Связывающие дефициты — мощности по криостатам и технологическое ноу-хау, а не оборудование; удельную экономику назвать нельзя. Напрямую оплачивают G3 и G4, косвенно — G7; G1, G2, G5 и G6 не финансируют ничего.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Обзор PatSnap от 2026-06-30 насчитывает у IBM 783, а у Google 357 патентных записей в области сверхпроводниковых приборов (МПК H10N 60) P[312]факт. Ни одно патентное семейство, специфичное именно для литографии переходов на 300 mm, не имеет названного правообладателя и года; никакой орган по стандартизации эти процессы не регулирует.
Дорожные карты и послужной список. Anderon (обещано 2026-05-21 · фабрика, обслуживающая вендоров по всему миру · статус на 2026-09-03: только письмо о намерениях, при том что релиз IBM от 2026-08-26 уже называет её «своей квантовой фабрикой пластин») G[798]C[204]. Rigetti/ABAA (2024-08 · серийное попадание в целевую частоту · применяется в 108-кубитном продукте, у которого целевой показатель двухкубитной точности 99.5% сдвинулся на «более поздний период 2026 года») D[294]C[36]. Производственные вехи IBM выдерживаются по срокам; у её обещания открытого коммерческого доступа послужного списка нет.
Стратегическое прочтение. Если 300-mm производство сверхпроводниковых кубитов масштабируется, IBM выигрывает дважды: как вертикально интегрированный игрок и как арендодатель мощностей для всех остальных. Fabless-вендоры выигрывают лишь при наличии нейтральной фабрики, которой не существует. Проигрывают те вендоры, чьё отличие — мастерство изготовления, а не архитектура. Угроза здесь — захват, а не замещение: этот узел нужен каждой сверхпроводниковой архитектуре, и у поставщиков оборудования нет переговорной силы против его владельца.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к концу 2027 г., если Anderon подпишет окончательные документы по CHIPS и изготовит продукцию для названного заказчика, не являющегося IBM; понизить трактовку «контрактная фабрика», если появятся только проекты IBM. В лучшем случае к 2029 г.: две и более независимых 300-mm линии с опубликованной межфабричной однородностью и остаточным разбросом частоты после подгонки ниже 1% RSD. В худшем случае: Anderon остаётся кэптивной. Открытые вопросы: опубликует ли хоть одна линия выход годных по коллизиям после подгонки; способны ли эпитаксиальные барьеры поднять медианное T1 выше 200 µs; появится ли контрактная линия в Европе или Азии?
Литература
- [36] Rigetti Computing, Inc., “Rigetti Announces General Availability of 108-Qubit System,” Apr. 7, 2026. [Online]. Available: https://investors.rigetti.com/
news-releases/ Cnews-release-details/ rigetti-announces-general-availability-108-qubit-system - [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 - [57] IBM Quantum, “Why IBM is investing $10 billion into quantum computing,” Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ Cblog/ 10-billion-investment-faq - [204] IBM, “IBM Completes Acquisition of HRL Laboratories to Accelerate the Future of Quantum,” Aug. 26, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
2026-08-26-ibm-completes-acquisition-of-hrl-laboratories-to-accelerate-the-future-of-quantum C - [293] J. Van Damme et al., “Advanced CMOS manufacturing of superconducting qubits on 300 mm wafers,” Nature, vol. 634, no. 8032, pp. 74–79, Oct. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07941-9. D
- [294] D. P. Pappas et al., “Alternating-bias assisted annealing of amorphous oxide tunnel junctions,” Communications Materials, vol. 5, no. 1, Art. no. 150, Aug. 2024, doi: 10.1038/s43246-024-00596-z. D
- [299] L. James, “IBM spins off America's first quantum chip foundry with $2 billion in federal and private funding — newly-minted 'Anderon' foundry to offer 300mm quantum wafer fab and manufacturing services,” Tom's Hardware, May 26, 2026. [Online]. Available: https://www.tomshardware.com/
tech-industry/ Pquantum-computing/ ibm-spins-off-americas-first-quantum-chip-foundry-with-2-billion-in-federal-and-private-funding - [300] National Institute of Standards and Technology, “Department of Commerce Announces Letters of Intent With 9 Companies for $2 Billion to Accelerate U.S. Leadership in Quantum Computing,” NIST News, May 21, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/
news-events/ Gnews/ 2026/ 05/ department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [311] O. W. Kennedy et al., “Design and Operation of Wafer-Scale Packages Containing >500 Superconducting Qubits,” arXiv:2602.12773, Feb. 2026. P
- [312] PatSnap, “Quantum Computing Patent Landscape 2026,” Jun. 30, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ Pblog/ rd-blog/ quantum-computing-patent-landscape/ - [798] IBM, “IBM and U.S. Department of Commerce Announce America's First Purpose-Built Quantum Foundry, Supported by Proposed $1 Billion CHIPS Award,” May 21, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
ibm-and-u-s-department-of-commerce-announce-americas-first-purpose-built-quantum-foundry G - [805] I. Hamm, “Google Buys 83,000-Square-Foot Campus in Goleta for $32.5M,” The Santa Barbara Independent, Aug. 24, 2026. [Online]. Available: https://www.independent.com/
2026/ P08/ 24/ google-buys-83000-square-foot-campus-in-goleta-for-32-5m/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Изготовление ионных ловушек (планарные чипы; фрезерованные 3D ловушки-лезвия)
Планарные чипы с РЧ/DC-электродами, удерживающие и перемещающие ионы; изготавливаются на МЭМС-линиях или, всё чаще, на пластинах контрактных полупроводниковых фабрик.
Вердикт. Фальсифицируемо — если до конца 2027 г. ни один поставщик не опубликует данные по нагреву или выходу годных на уровне пластины, изготовление ловушек останется ремеслом, а риск срыва графика Sol/Apollo будет лежать в числе сигналов и корпусировании, а не в физике вентилей.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Ловушка с планарными электродами разворачивает ловушку Пауля в одну литографическую плоскость — электроды лежат рядом друг с другом, ион удерживается на высоте в десятки микрометров над ними, — так что геометрия ловушки сводится к топологии маски. NIST продемонстрировал её в 2006 г., удерживая ²⁴Mg⁺ примерно в 40 µm над планарным золотом и напрямую измерив скорость нагрева D[806]. Рядом с ней сохраняется механически изготовленная 3-D ловушка: ловушка Pine от AQT состоит из четырёх лезвийных электродов и двух торцевых, выточенных из позолоченного титана и закреплённых на держателе из оксида алюминия; лезвия отстоят от оси ловушки на 0.57 mm D[253]. Это слой под ионным носителем: он фиксирует число электродов, геометрию зон и переходов, а также химию поверхности над собой.
Атрибуты: сродство к носителю a = 0.0, естественный — обслуживаемый носитель есть ион; сама ловушка изготавливается, но изготовление ловушек по технологии микроэлектромеханических систем (МЭМС) — умолчание естественных носителей, поэтому технология стоит в естественной половине карты. Производство g = МЭМС-литография, переходящая на контрактные полупроводниковые линии 6–12 дюймов C[320].
Физика и пределы
Предел задаёт аномальный шум электрического поля с поверхности электродов, а не литографическое разрешение. В диапазоне высот иона 30–3 000 µm он спадает примерно как d⁻⁴ D[807]: уменьшение высоты вдвое ради более плотной укладки зон обходится в ~16× по нагреву. Нагрев переходит в ошибку вентиля, поскольку запутывающие вентили опираются на общую колебательную моду в течение десятков-сотен микросекунд, и вынуждает повторно охлаждать ион между шагами транспорта. Этот шум связан со слоем адсорбата, а не с объёмным свойством материала: охлаждение золотых ловушек до 6 K подавило нагрев примерно на 7 порядков D[808]; бомбардировка ионами аргона снизила его в 100 раз на уже чистой ловушке D[809]. Структура ошибки, которую видит код, когерентна и коррелирована — паразитный заряд на диэлектрических зазорах даёт микродвижение и дрейф фазы, общие для всей зоны, а один оборванный электрод убивает эту зону целиком. Что сдвигает предел: ниобиевые электроды, очистка в вакууме, экранированный диэлектрик, криогеника по умолчанию.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2006 | ²⁴Mg⁺ на высоте ~40 µm над планарным золотом; первое измерение нагрева | NIST | D[806] |
| 2012 | Снижение шума поля в 100×, очистка ионами аргона in situ | NIST | D[809] |
| 2025-10 | Ошибка двухкубитного вентиля 8.4×10⁻⁵, без лазеров, чип коммерческой фабрики | Oxford Ionics | D[102] |
| 2025-11 | 1 228 электродов, 273 независимых сигнала, 8 зон | Quantinuum | D[97] |
Чип Helios — самая крупная ловушка, работающая в составе поставленной системы; большинство групп по-прежнему используют заказные ловушки с десятками — до ~100 — электродов. Никто не публикует выход годных, долю дефектов или стоимость одной ловушки, поэтому у слоя нет публичной метрики качества, а измеряемая ошибка по-прежнему определяется нагревом, микродвижением и нагрузкой калибровки, а не литографическими дефектами.
Производство, материалы и цепочка поставок
Две линии происхождения. Исследовательские МЭМС-линии (комплекс MESA в Sandia, GTRI, университетские чистые комнаты) наносят золото или ниобий на сапфир, плавленый кварц или окисленный кремний в штучных объёмах G[501]. Живой сдвиг — контрактное изготовление: платформа Infineon в Villach обрабатывает пластины 6–12 дюймов с анодным сращиванием для Oxford Ionics, eleQtron C[129], Innsbruck и ETH Zurich; для её электродов Gen-3 с выносом из плоскости заявлено ~10× по удержанию, а скорость нагрева не опубликована C[320]. Honeywell изготавливает ловушки Quantinuum внутри группы, включая сеточную ловушку Sol R[118]; IonQ 2026-07-31 закрыла сделку по SkyWater ради проектирования, изготовления и корпусирования на линиях в США C[19]. Infineon — единая точка отказа: одна контрактная фабрика, несколько заказчиков, второй источник не назван. Экспортная уязвимость умеренная: правило BIS от 2024-09-06 перечисляет квантовые компьютеры (4A906) и электронику для температур ниже 4.5 K (3A901), но ни один ECCN не называет ловушки G[301].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Ловушка задаёт нижнюю границу по разводке ещё до того, как появится хоть одна оптическая или СВЧ-линия: 273 независимых сигнала на 98 ионов, 2.8 на кубит, только ради удержания и транспорта D[97], и каждый из них — это канал ЦАП, фильтр и вакуумный ввод. При таком отношении 10³ ионов требуют ~3 000 линий постоянного напряжения, что выходит за практически достижимое число вводов, а 10⁶ невозможны без коммутации под самой ловушкой. Опубликованный выход — коммутация на кристалле: схема WISE от Oxford Ionics управляет 1 000 полносвязных ионов от ~200 источников, но чип не изготовлен и бюджет рассеиваемой мощности не приведён S[325].
Роль в стеке
Этот слой лежит под всеми тремя ионными архитектурами — QCCD (Quantinuum), линейной ловушкой Пауля с лазерной адресацией (IonQ, AQT, Quantum Art P[125]) и электронными вентилями с управлением на кристалле (IonQ/Oxford Ionics, eleQtron) — и даёт носитель, геометрию переходов и сетки, а также проводники для интегрированного на чипе СВЧ-управления. Он заменяет заказную МЭМС-технологию изготовлением на фабрике, а платой за это становятся квалификация по проектным нормам и по сверхвысокому вакууму и повторные измерения нагрева, но не физика. Его вклад в такт косвенный и большой: производный такт = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс, а транспорт даёт 9.0 ms из 9.7 ms раунда, выведенного для QCCD, против вентиля ~70 µs D[97]; по измерениям на H2 транспорт занимал в среднем 60% времени схемы D[110], — поэтому число зон и качество переходов покупают больше такта, чем скорость вентиля. Соседнего пустого слота в графе технологий нет.
Свидетельства — как измерены числа
Числа электродов и сигналов сообщены самими поставщиками и не аудированы. Нагрев публикуется для отдельной ловушки в одной рабочей точке и никогда — как распределение по пластине или партии, и ни один поставщик не раскрывает выход годных. Вентиль с ошибкой 8.4×10⁻⁵ — это измерение на двух ионах без охлаждения в основное состояние, а не среднее по парку систем, и он не воспроизведён внешне по состоянию на 4 сентября 2026 г. D[102]. Датированных споров между поставщиками по поводу заявлений об изготовлении не обнаружено.
Ни один ECCN не называет ионные ловушки, и ни одно консультативное заключение BIS не относит голый кристалл ионной ловушки к 4A906 или за его пределы. Не опубликовано: доля дефектов и стоимость одной ловушки — ни IonQ, ни Quantinuum, ни Infineon, ни AQT, ни eleQtron по состоянию на 2026-09-04; изготовила ли Infineon кристалл, на котором получен результат 8.4×10⁻⁵, — связь Oxford Ionics и Infineon заявлена лишь на уровне компаний; скорость нагрева для внеплоскостных электродов Gen-3 у Infineon, поэтому их ~10-кратный выигрыш в удержании не измерен.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| IonQ | разработчик | США | Владеет дизайн-центром ловушек и фабрикой в США | C[19] |
| Oxford Ionics | разработчик | Великобритания | Чипы ловушек с электронными вентилями на линиях коммерческих фабрик | D[102] |
| Infineon Technologies | поставщик | Австрия | Коммерческое производство ловушек, Villach, пластины 6–12 дюймов | C[320] |
| SkyWater Technology | поставщик | США | Фабрика в США, восемь заказов квантовых компаний в 2025 г., принадлежит IonQ с 2026-07-31 | G[576]C[19] |
| Quantinuum | разработчик | США | Эксплуатирует ловушку на 1 228 электродов; Sol в валидации | D[97] |
Деньги.
- 2025-09-17 · IonQ · M&A (Oxford Ionics) · $1.075 B · — · сделка закрыта факт
- 2026-07-31 · IonQ · M&A (SkyWater) · ~$1.8 B ($15.00 денежными средствами + 0.4883 акции IonQ за акцию) · — · сделка закрыта C[19]факт
- 2026-02-25 · SkyWater · итоги FY2025 (год по 2025-12-28) · выручка $442.1 M, валовая маржа 19.7% по GAAP, выручка по квантовым заказам +30% год к году · отчёт подан G[576]
- 2025-11-06 · DARPA · QBI Stage B (IonQ, Quantinuum — из одиннадцати) · ≤$15 M каждому · объявлено G[65]факт
Рынок и цепочка поставок. Обеспечивающее оборудование — это обычные полупроводниковые капитальные вложения плюс детали сверхвысокого вакуума, и ничто из этого не сконцентрировано; концентрация сидит в фабрике — Infineon как контрактная, Honeywell как внутренняя, Sandia только исследовательская, плюс меморандум о взаимопонимании IonQ–Sandia по совместному проектированию от 2026-08-04 C[584]. Удельная экономика ловушки не опубликована; ближайшая доступная цифра — валовая маржа SkyWater 19.7% по GAAP при выручке $442.1 M за FY2025 G[576]. За этот слой платят G3 и G4, за стоечные модули — G7.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Обзор PatSnap 2026 г. называет ключевой интеграционной интеллектуальной собственностью патентные семейства MIT Lincoln Laboratory по интегрированным на кристалле источникам напряжения и по фотонике (2016, 2019), а также криогенную совместно изготавливаемую оптику ETH Zurich (2020), при этом отдельного счёта патентов именно по изготовлению ловушек не приводится P[375]. Ключевая архитектура разводки опубликована, а не огорожена S[325]; судебных разбирательств нет, стандарта приёмки нет.
Дорожные карты и послужной список. Quantinuum: Sol на сеточной ловушке производства Honeywell (обещано 2024-09-10 · на 2027 · в валидации по состоянию на 2026-09-03) R[118]; Helios поставлен в срок, поэтому доверие к обещаниям, связанным с изготовлением, высокое. IonQ: SkyWater (обещано 2026-01-26 · на Q2–Q3 2026 · сделка закрыта 2026-07-31) C[19], однако 10 000 ионов на одном чипе в 2027 г. не опираются ни на одну опубликованную цифру по нагреву или выходу годных для 2D-ловушки, а дорожная карта 2020 г. промахнулась по числу на 2026 г. примерно в 40×.
Стратегическое прочтение. Если изготовление на фабрике сработает, различие между игроками сместится с ремесла изготовления ловушек на управляющую электронику, корпусирование и коды. Выигрывают: IonQ, снимающая зависимость от чужой фабрики; Quantinuum, уже обеспеченный внутренним производством; Infineon, забирающий объёмы всех остальных. Проигрывают: линии национальных лабораторий теряют монополию. Угроза замещения — не конкурирующая ловушка, а такт: изготовление не исправит время слоя, которое в 10³–10⁵× медленнее сверхпроводникового, если только оно не размножит зоны. Власть находится у фабрики; IonQ купила её — и несёт её валовую маржу ~20%.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить или понизить к концу 2027 г.: удерживает ли ионы ловушка производства SkyWater в поставленной системе; проходит ли Sol валидацию в срок при 1 200+ электродах в 2D; публикует ли кто-нибудь выход годных или распределение нагрева по пластине. В лучшем случае к 2029 г.: пластины с ловушками от контрактных фабрик, снабжённые опубликованными данными приёмки, и коммутация, снижающая число сигналов на ион в пять раз. В худшем случае: число электродов выходит на полку около 10³, потому что стеной оказываются вакуумные вводы и каналы ЦАП, а более плотная 2D-геометрия повышает нагрев настолько, что сдвигает Apollo вправо. Открытые вопросы: сохранит ли 2D-сетка скорость нагрева линейной ловушки; можно ли вести коммутацию при 4 K в пределах бюджета рассеиваемой мощности; останется ли Infineon контрактной фабрикой.
Литература
- [19] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of SkyWater Technology,” Jul. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ Gprograms/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [97] A. Ransford et al., “A 98-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all connectivity,” Nature, vol. 655, no. 8121, pp. 81–86, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10676-4. arXiv:2511.05465. D
- [102] A. C. Hughes et al., “Trapped-ion two-qubit gates with >99.99% fidelity without ground-state cooling,” arXiv:2510.17286, Oct. 2025. D
- [110] S. A. Moses et al., “A Race Track Trapped-Ion Quantum Processor,” Phys. Rev. X, vol. 13, Art. no. 041052, Dec. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.041052. arXiv:2305.03828. 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/ Rquantinuum-unveils-accelerated-roadmap-to-achieve-universal-fault-tolerant-quantum-computing-by-2030 - [125] M. Abdel-Kareem, “Quantum Art Extends Series A to $140M to Scale Trapped-Ion Architecture,” Quantum Computing Report, Apr. 27, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
quantum-art-extends-series-a-to-140m-to-scale-trapped-ion-architecture/ P - [129] A. Cordes, “Quantum computing scale-up eleQtron secures €57 million in one of the largest Series A funding rounds worldwide,” eleQtron, May 5, 2026. [Online]. Available: https://eleqtron.com/
en/ Cquantum-computing-scale-up-eleqtron-secures-57-million-in-one-of-the-largest-series-a-funding-rounds-worldwide/ - [253] I. Pogorelov et al., “Compact Ion-Trap Quantum Computing Demonstrator,” PRX Quantum, vol. 2, no. 2, Art. no. 020343, Jun. 2021, doi: 10.1103/PRXQuantum.2.020343. arXiv:2101.11390. D
- [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [320] Infineon Technologies AG, “Trapped ion quantum computing.” [Online]. Available: https://www.infineon.com/
promo/ Ctrapped-ions - [325] M. Malinowski, D. Allcock, and C. Ballance, “How to Wire a 1000-Qubit Trapped-Ion Quantum Computer,” PRX Quantum, vol. 4, no. 4, Art. no. 040313, Oct. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.040313. arXiv:2305.12773. S
- [375] PatSnap, “Trapped Ion Quantum Computing: Technology Landscape 2026,” Apr. 23, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ Pblog/ rd-blog/ trapped-ion-quantum-computing-2026-patsnap-eureka/ - [501] T. Rummler, “In the Mountain West, a quantum computing collaboration announces major results,” Sandia Lab News, Aug. 27, 2026. [Online]. Available: https://www.sandia.gov/
labnews/ G2026/ 08/ 27/ in-the-mountain-west-a-quantum-computing-collaboration-announces-major-results/ - [576] SkyWater Technology, “SkyWater Technology Reports Fourth Quarter and Full Fiscal Year 2025 Results,” U.S. Securities and Exchange Commission, Feb. 2026. [Online]. Available: https://www.sec.gov/
Archives/ Gedgar/ data/ 1819974/ 000181997426000005/ skyt-20251228xex991.htm - [584] IonQ, “IonQ and Sandia National Laboratories Sign MOU to Accelerate Quantum Co-Design for National Security Applications,” Aug. 4, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Cionq-and-sandia-national-laboratories-sign-mou-to-accelerate-quantum-co-design-for-national-security-applications - [806] S. Seidelin et al., “Microfabricated Surface-Electrode Ion Trap for Scalable Quantum Information Processing,” Phys. Rev. Lett., vol. 96, no. 25, Art. no. 253003, Jun. 2006, doi: 10.1103/PhysRevLett.96.253003. arXiv:quant-ph/0601173. D
- [807] M. Brownnutt, M. Kumph, P. Rabl, and R. Blatt, “Ion-trap measurements of electric-field noise near surfaces,” Rev. Mod. Phys., vol. 87, no. 4, pp. 1419–1482, Dec. 2015, doi: 10.1103/RevModPhys.87.1419. arXiv:1409.6572. D
- [808] J. Labaziewicz et al., “Suppression of Heating Rates in Cryogenic Surface-Electrode Ion Traps,” Phys. Rev. Lett., vol. 100, no. 1, Art. no. 013001, Jan. 2008, doi: 10.1103/PhysRevLett.100.013001. arXiv:0706.3763. D
- [809] D. A. Hite et al., “100-Fold Reduction of Electric-Field Noise in an Ion Trap Cleaned with In Situ Argon-Ion-Beam Bombardment,” Phys. Rev. Lett., vol. 109, no. 10, Art. no. 103001, Sep. 2012, doi: 10.1103/PhysRevLett.109.103001. arXiv:1112.5419. D
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы)
Стек лазеров, сверхвысокого вакуума и оптики формирования изображения, который захватывает, охлаждает, адресует и считывает кубиты как на ионах в ловушках, так и на нейтральных атомах, — инфраструктура, а не кубит.
Вердикт. Обслуживает два семейства платформ, ионы и атомы, — фабрики фотонных ИС и КМОП обслуживают больше, — поэтому его поставщики безразличны к модальности; поставки сосредоточены в управлении пучком, у двух домов АОД, тогда как у лазеров есть лидер (TOPTICA) среди шести названных поставщиков, и доставка света в свободном пространстве становится стеной за пределами ~10⁴ позиций.
Λ = коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Общая инфраструктура лазеров, сверхвысокого вакуума и оптики формирования изображения, лежащая под ионами в ловушках (Quantinuum, AQT, IonQ) и массивами нейтральных атомов в оптических пинцетах (Harvard совместно с QuEra, Pasqal, Atom Computing, Infleqtion, Google). Она не хранит кубит и не выполняет вентиль: она подаёт свет охлаждения и адресации, вакуумное удержание, объективы с высокой числовой апертурой и управление пучком, расставляющее атомы. Отдельной дисциплиной со своими специализированными поставщиками она стала примерно с 2016 года.
Атрибуты: ни носителя, ни времени запутывания, ни канала считывания, ни собственной подвижности — физический слой, на котором едут другие узлы.
Производственная категория — оптика и механическая сборка; ошибка, которую она вносит ниже по цепочке, когерентна: дрейф, вибрация, шум наведения и частотный шум, а не стохастический паулиевский шум.
Физика и пределы
Частотный и амплитудный шум лазера превращается в когерентную дефазировку на каждом вентиле, который этим светом управляется. Давление остаточного газа задаёт время жизни атома — один из источников потерь атомов наряду с вентилями и регистрацией флуоресценции, — и в 448-атомной системе потери составляют свыше 80% всей утечки (leakage): они детектируемы, а значит допускают преобразование в стирания (erasure), что превращает борьбу с потерями, включая вакуум, в актив уровня кода D[4]. Числовая апертура объектива задаёт шаг пинцетов и перекрёстные помехи. Управление пучком задаёт скорость перестроения при двух ограничениях, тянущих в разные стороны: дефлектор различает столько позиций, сколько даёт произведение его ВЧ-полосы на время пробега звука через пучок, и то же время ограничивает скорость перенаведения ловушки, — тогда как жидкокристаллические модуляторы сменяют кадр лишь с частотой в десятки герц. Более жёсткий член масштабирования — мощность: ридберговский и рамановский свет делится между позициями, поэтому массив упирается в мощность раньше, чем в оптику. Нижний предел сдвигают фотонная интеграция и дефлекторы с большей полосой; ни то, ни другое не устраняет ни вакуума, ни объектива.
Достигнутый инженерный уровень
Главный результат — непрерывная работа: два конвейера на оптических решётках подают резервуары атомов в рабочую область, атомы извлекаются в пинцеты со скоростью 300 000 в секунду, и из этого потока система создаёт свыше 30 000 инициализированных кубитов в секунду — достаточно, чтобы удерживать массив более чем из 3 000 атомов дольше двух часов, пока хранимые кубиты сохраняют T₂ выше секунды: 1.34 s без помех, 1.15 s при загрузке новых атомов магнитооптической ловушкой, 1.09 s во время регистрации флуоресценции и сортировки D[144]. Обе скорости верны и относятся к разным величинам. В других работах: 11 000 атомов в 18 225 метаповерхностных пинцетах без вентилей D[145] и 6 100 атомов с когерентностью 12.6 s D[138]. Pasqal указывает 3 kW средней мощности и 2 500 kg для работающей при комнатной температуре стойки Orion Gamma C[438] — цифра из брошюры, а не аудированная.
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2024-03 | Пинцетный массив на 6 100 атомов, когерентность 12.6 s | Caltech | D[138] |
| 2025-11 | 3 kW средней мощности, 2 500 kg, комнатная температура | Pasqal Orion Gamma | C[438] |
| 2025-09 | 300 000 atoms/s в пинцеты, 30 000 инициализированных кубитов/s, >3 000 атомов удерживаются >2 h | Harvard совместно с QuEra | D[144] |
| 2026-06 | 11 000 атомов в 18 225 метаповерхностных пинцетах, без вентилей | Tsinghua | D[145] |
Производство, материалы и цепочка поставок
У лазеров есть лидер, но не монополист: TOPTICA Photonics (Munich) заявляет выручку EUR 140 M и 600 сотрудников и называет квантовые технологии своим исходным рынком C[815]; её же называют основным поставщиком для разработчиков ионных систем наряду с MOGLabs, Menlo Systems, Coherent, Thorlabs и NKT P[322]. Поставки сосредоточены в управлении пучком, на практике это дуополия: во всей просмотренной литературе по нейтральным атомам встречаются лишь два дома дефлекторов — AA Opto-Electronic, чьи скрещённые акустооптические дефлекторы (АОД) DTSX-400 стоят в 448-атомной системе рядом с модулятором и камерой Hamamatsu, генераторами сигналов произвольной формы Spectrum Instrumentation, источником Rohde & Schwarz и объективом Special Optics с NA 0.65 D[4], и Gooch & Housego — в работах на 3 000 и 6 100 атомов P[504]. Вакуум диверсифицирован сильнее (Pfeiffer, Edwards и Leybold под Atlas Copco, Agilent, Kurt J. Lesker, VACOM), но консолидируется: в декабре 2025 г. подписан меморандум о взаимопонимании Universal Quantum–Atlas Copco P[502]. Экспортная уязвимость косвенная: правило BIS от 2024-09-06 контролирует собранные квантовые компьютеры по ECCN 4A906 лишь тогда, когда число кубитов и ошибка двухкубитного вентиля (C-NOT) попадают в один диапазон — от 34–99 кубитов при ошибке ≤ 10⁻⁴ до любой ошибки начиная с 2 000 кубитов, — и ни один ECCN не называет ионные ловушки, вакуум атомных массивов или пинцетную оптику G[301]: ни одна квантовая позиция не достаёт до подсистем, а готовая машина попадает под контроль только внутри этих диапазонов.
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Этот уровень не несёт нагрузку ввода-вывода, а создаёт её. Helios требует не менее семи длин волн — статья называет шесть, от 369 до 1762 nm, а барий и иттербий загружаются фотоионизацией — против 1 228 электродов ловушки D[97]; пинцетному массиву нужен один порядок дефлектора или одна голограмма на каждую адресуемую позицию. При 10³ позициях адресующая оптика и деление мощности уже составляют основную стоимость интеграции; при 10⁴ упираются полоса управления пучком и оптическая мощность; при 10⁶ доставка в свободном пространстве неправдоподобна — поэтому отслеживаемым направлением служит доставка через фотонные интегральные схемы (ФИС).
Роль в стеке
Он лежит под шестью архитектурами — как основная сборка под пинцетными массивами щелочных и щёлочноземельных атомов и аналоговым симулятором на нейтральных атомах и как альтернативная под всеми тремя ионными архитектурами (QCCD, линейная ловушка Пауля с лазерной адресацией, электронные вентили) — и даёт ионам лазеры и вакуум, обоим атомным семействам — пинцеты, щёлочноземельным — часовые лазеры, а атом-фотонной связи — резонаторы. Он ничего не требует выше по цепочке, ничего не заменяет и ни с чем не конфликтует: общий ресурс в экономическом смысле и невидимка в архитектурном. Собственного производного такта он не задаёт, но ограничивает такт каждой архитектуры через время захвата частоты лазера, регистрации флуоресценции и перестроения — одна только регистрация занимает 0.5–1 ms из атомного цикла в 1–4.5 ms. Пустых слотов не отмечено.
Свидетельства — как измерены числа
Мощность и масса у Pasqal несут тег заявления компании, а не тег измерения C[438]. Выручка и численность персонала TOPTICA подтверждены её собственной страницей C[815]; «доминирующий поставщик» держится на одном вторичном источнике P[322].
Special Optics, производитель объектива 0.65-NA для системы на 448 атомов, — единственный поставщик объективов, названный в опубликованной литературе; для ионных систем ни один не назван. Во всей опубликованной литературе фигурируют только два поставщика AOD, что не означает, что их существует только два.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| TOPTICA Photonics | поставщик | Германия | Лазеры для ионных и атомных платформ; выручка EUR 140 M, 600 сотрудников | C[815] |
| AA Opto-Electronic | поставщик | Франция | Скрещённые АОД DTSX-400 в 448-атомной системе | D[4] |
| Gooch & Housego | поставщик | Великобритания | Дефлекторы в работах на 3 000 и 6 100 атомов | P[504] |
| Atlas Copco (Edwards, Leybold) | поставщик | Швеция | Меморандум об индустриализации высоковакуумных систем | P[502] |
| Pasqal | пользователь | Франция | Стойка Orion Gamma: 3 kW, 2 500 kg, комнатная температура | C[438] |
| Harvard совместно с QuEra | пользователь | США | Конвейерная дозагрузка, удержание >3 000 атомов >2 h | D[144] |
| Quantinuum | пользователь | США–Великобритания | Helios: ≥7 длин волн на 1 228 электродов | D[97] |
Деньги.
- 2022-11-02 · Universal Quantum · государственный контракт · EUR 67 M · DLR · закрыто P[328]
- 2023-12-05 · Alpine Quantum Technologies · продажа системы Leibniz Supercomputing Centre · ≈EUR 9.8 M за 20 кубитов · закрыто C[323]
- 2026-06 · Atom Computing · долевое финансирование плюс письмо о намерениях CHIPS · >USD 300 M, включая LOI на USD 100 M · закрыто C[154]
- 2026-08-28 · Pasqal · завершение сделки SPAC · ~USD 360 M наличными, выручка EUR 16.5 M за 2025 г. · закрыто P[156]
Рынок и цепочка поставок. Уровень обслуживает два семейства платформ — ионы и атомы, — поэтому его поставщикам безразлично, какое из них победит. Удельная экономика на двух концах различается примерно в 7.5 раза: QuNorth заказала у Atom Computing и Microsoft систему Magne на 1 225 физических и 50 логических кубитов за EUR 80 M, ~EUR 65 k на атом P[12], тогда как AQT поставила 20 ионов в ловушках за EUR 9.8 M, ~EUR 0.5 M на ион C[323]. Пинцетная оптика амортизируется по тысячам позиций; ионная оптика масштабируется ближе к «на каждый ион». За этот уровень платят все классы от G1 до G7.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированных фактов о патентных семействах именно по лазерной, вакуумной или объективной ИС по состоянию на 2026-09-04 не найдено. Ни один орган по стандартизации этот уровень не покрывает; стандарты на вакуумные фланцы, лазерную безопасность и оптические крепления появились раньше квантовых вычислений — компоненты товарные, интеграция — нет.
Дорожные карты и послужной список. Universal Quantum (обещано 2022-11 · два компьютера для DLR в течение четырёх лет, то есть к 2026-11 · о поставке по состоянию на 2026-09-30 не объявлено) P[328] — под угрозой, но срок ещё не истёк. Pasqal (обещано 2024-03 · 10 000 физических в 2026 г. · сдвинуто на 2028 г.) R[166]. QuEra (обещано 2024-01 · 100 логических в 2026 г. · заменено на Libra в 2028 г.) R[162]. Сторона поставщиков проверяемых дорожных карт не публикует.
Стратегическое прочтение. Поставщики этого уровня обладают переговорной силой, которой нет ни у одного поставщика, привязанного к конкретному носителю или вентилю: ставка на TOPTICA или Atlas Copco — это ставка сразу и на ионы, и на атомы. Угроза здесь не конкурент, а смена форм-фактора: если придёт доставка через фотонную интеграцию, ценность мигрирует к фабрикам ФИС, и дуополия АОД окажется уязвимым звеном. Разработчики, интегрирующие оптику собственными силами, меняют стоимость на контроль; те, кто отдаёт её на сторону, меняют контроль на бюджет индустриализации поставщика.
Перспективы и открытые вопросы
Фальсифицируемо в течение 12–24 месяцев: подтвердить/понизить, что Universal Quantum и Atlas Copco поставят вакуумную систему, выйдя за стадию меморандума; что в серийной ионной системе будет назван второй поставщик лазеров; что какой-либо массив в свободном пространстве будет перестраивать больше ~10⁴ позиций в темпе коррекции ошибок. В лучшем случае к 2029 г.: доставка через фотонную интеграцию снимает чувствительность к наведению, и стоимость оптики на одну позицию падает. В худшем случае: поставки остаются сконцентрированными, а когерентная ошибка этого уровня остаётся доминирующим членом неточности. Открыто: вытеснит ли кто-нибудь TOPTICA; появится ли в литературе поставщик объективов помимо Special Optics; сохранится ли разрыв удельной стоимости между ионами и атомами.
Литература
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661. D
- [12] M. Abdel-Kareem, “Denmark's QuNorth to Acquire 50-Logical-Qubit Magne Quantum Computer from Atom Computing and Microsoft,” Quantum Computing Report, Jul. 17, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
denmarks-qunorth-to-acquire-50-logical-qubit-magne-quantum-computer-from-atom-computing-and-microsoft/ P - [97] A. Ransford et al., “A 98-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all connectivity,” Nature, vol. 655, no. 8121, pp. 81–86, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10676-4. arXiv:2511.05465. D
- [138] H. J. Manetsch, G. Nomura, E. Bataille, K. H. Leung, X. Lv, and M. Endres, “A tweezer array with 6100 highly coherent atomic qubits,” Nature, vol. 647, pp. 60–67, 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09641-4. arXiv:2403.12021. D
- [144] N.-C. Chiu et al., “Continuous operation of a coherent 3,000-qubit system,” Nature, vol. 646, no. 8087, pp. 1075–1080, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09596-6. D
- [145] Y. Wang et al., “Trapping 11,000 Atoms in a Tweezer Array Generated by a Single Metasurface,” arXiv:2606.02715, Jun. 2026. D
- [154] Atom Computing, “Atom Computing Raises More Than $300 Million to Accelerate Deployment of Fault-Tolerant, Neutral-Atom Quantum Computers,” PR Newswire, Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ Catom-computing-raises-more-than-300-million-to-accelerate-deployment-of-fault-tolerant-neutral-atom-quantum-computers-302800832.html - [156] M. Swayne, “Pasqal Completes SPAC Merger With $360 Million in Cash,” The Quantum Insider, Aug. 28, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P08/ 28/ pasqal-completes-spac-merger-with-360-million-in-cash/ - [162] QuEra Computing, “QuEra Announces 2028 Fault-Tolerant Quantum Computer and Expanded Multi-Year Strategic Collaboration with AWS,” Jun. 15, 2026. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ Rquera-announces-2028-fault-tolerant-quantum-computer-and-expanded-multi-year-strategic-collaboration-with-aws - [166] Pasqal, “Pasqal Releases 2025 Roadmap Showcasing Upgradable Platform from Today's Quantum Solutions to Tomorrow's Fault-Tolerant Systems,” Jun. 12, 2025. [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
newsroom/ Rpasqal-releases-2025-roadmap/ - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [322] M. Ivezic, “The Optical Table's Hidden Supply Chain: Who Really Wins If Trapped-Ion Quantum Computing Wins,” PostQuantum.com, Oct. 1, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-ecosystem/ Ptrapped-ion-quantum-ecosystem/ - [323] AQT, “AQT lands million euro contract,” Dec. 5, 2023. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
aqt-lands-million-euro-contract/ C - [328] A. Ingall, “German government tasks Sussex spin-out with building a powerful quantum computer in €67M contract,” University of Sussex Broadcast, Nov. 2, 2022. [Online]. Available: https://www.sussex.ac.uk/
broadcast/ Pread/ 59206 - [438] Pasqal and O. Q.-C. P. brochure, “The Power of Neutral Atom Quantum Processors by Pasqal — Unlock Quantum Computing for Real-World Solutions,” Pasqal, product brochure (PDF). [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
wp-content/ Cuploads/ 2025/ 11/ 2509_Pasqal_Quantum-Computing-Processor_Brochure-RVB-V8.pdf - [502] M. Abdel-Kareem, “Universal Quantum and Atlas Copco Partner to Industrialize Vacuum Systems for Scalable Quantum Computers,” Quantum Computing Report, Dec. 18, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
universal-quantum-and-atlas-copco-partner-to-industrialize-vacuum-systems-for-scalable-quantum-computers/ P - [504] Gooch & Housego (G&H), “G&H Acousto-Optic Deflectors Referenced in Nature Papers Demonstrating 3,000 & 6,100 Qubit Quantum Systems,” G&H, Mar. 2026. [Online]. Available: https://gandh.com/
news-and-resources/ Pg-and-h-acousto-optic-deflectors-in-nature-papers - [815] TOPTICA Photonics, “About the TOPTICA Group.” [Online]. Available: https://www.toptica.com/
company C
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Объёмные сверхпроводниковые резонаторы (механическая обработка)
Корпуса резонаторов из алюминия или ниобия, изготовленные на станках с ЧПУ, с собственной добротностью Q выше 0.5×10⁹; сантиметровый корпус на каждую моду — структурная цена бозонных кодов на резонаторах.
Вердикт. Техпроцесс покупает лучшую структуру ошибок в сверхпроводниковой аппаратуре и расплачивается за неё объёмом; по состоянию на 2026-09-04 ни один поставщик не опубликовал дорожной карты по выходу годных, стоимости или плотности.
Λ — коэффициент подавления ошибок на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (этап A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 — классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Прецизионно обработанные цельнометаллические корпуса — коаксиальные шлейфовые геометрии λ/2 или λ/4 и волноводные геометрии из алюминия либо ниобия высокой чистоты, — в которых живёт бозонная мода. Алюминиевые резонаторы Yale 2013 года достигли Q > 0.5×10⁹ и времени жизни фотона 10 ms, что вывело техпроцесс на кубитный уровень D[318]. Это производственный шаг, а не работающее устройство: ни модальности управления, ни считывания, ни времени вентиля у него нет. Он определяет потери фотонов в той моде, которую несёт.
Физика и пределы
Преимущество геометрическое: поле живёт в вакууме, а не на литографированной границе металл–диэлектрик, поэтому коэффициент участия поверхности — и связанные с двухуровневыми системами потери, ограничивающие планарные резонаторы, — падают на порядки D[318]. Остаются поверхностный оксид, проводимость шва и радиационные утечки (leakage), на которые отвечают электрополировкой, индиевыми уплотнениями и индивидуальной подстройкой. Это ремесленные операции, и потому в резонаторах, построенных для кубитных экспериментов, предел сдвигается медленно: время жизни фотона 10 ms в 2013 году, 25.6 ms при когерентности 34 ms в 2023 — рост времени жизни в 2.6 раза за десятилетие D[318]D[319]. Ускорительная техника показывает, как низко может опуститься предел: ниобиевые резонаторы Fermilab, у которых вакуумный отжиг при 340–450 °C подавил потери на двухуровневых системах в оксиде ниобия, удерживали фотоны 0.5–2 s при примерно 10 mK, при измерениях вплоть до нескольких фотонов, — голые, без кубита и без анциллы Dфакт. Чтобы перенести это в кубитную память, нужны обработка поверхностей и бесшовная геометрия, а также развязка моды от её анциллы D[319].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Дата | Показатель | Кто | Тег |
|---|---|---|---|
| 2013 | Механически изготовленный алюминиевый резонатор, Q > 0.5×10⁹, время жизни фотона 10 ms | Yale | D[318] |
| 2020-03 | Ниобиевые ускорительные резонаторы без кубита: время жизни фотона 0.5–2 s при ~10 mK | Fermilab | Dфакт |
| 2023-09 | Резонаторный кубит: T1 25.6 ms, T2 34 ms | Weizmann Institute | D[319] |
| 2026-08 | Спаренные коаксиальные корпуса λ/4 для двухрельсовых кубитов | Quantum Circuits | D[84] |
Ограничивающий показатель — объём, а не Q: ни выхода годных на корпус, ни стоимости, ни времени подстройки не опубликовано.
Показатель 34 ms принадлежит Институту Вейцмана (T1 25.6 ms, T2 34 ms), а не группе йельской линии. Добротность 2013 года Q > 0.5×10⁹ превзойдена независимо — ниобиевые ускорительные резонаторы Fermilab удерживали фотоны 0.5–2 s при примерно 10 mK, без подключённого кубита или вспомогательного элемента факт, — но время жизни резонаторного кубита 2023 года независимо не воспроизведено. AWS [80] не использует фрезерованный корпус. Не опубликовано: покрыт ли резонатор Института Вейцмана ниобием; выход годных, время настройки или стоимость на один корпус — ни у одного поставщика; какие компоненты корпуса изготовила JPL и участвовала ли она в механической обработке корпусов резонаторов [281]; как Nord Quantique изготавливает свой корпус резонатора с двумя штырями из алюминия высокой чистоты [82].
Производство, материалы и цепочка поставок
Корпуса вытачиваются на ЧПУ или электроэрозионно из заготовок высокой чистоты, полируются, герметизируются и подстраиваются поштучно. Связывающее ограничение — объём криостата, а не площадь пластины: картина, обратная планарной дорожной карте. Ничто не интегрировано на кристалле, поэтому каждая мода тянет собственный коаксиал до комнатной температуры; на уровне 10³ мод стеной становятся число коаксиалов и площадь холодной плиты, а 10⁴–10⁶ недостижимы. Оба поставщика кошачьих кубитов строят планарно: в Ocelot от AWS бозонные моды — копланарные волноводные резонаторы на двух кристаллах, соединённых бампами D[80], а кристаллы Alice & Bob — схемы из тантала на сапфире, и память Boson 3 — четвертьволновый копланарный резонатор факт; мода кода Готтесмана–Китаева–Прескилла (GKP) у Nord Quantique остаётся в резонаторе с двумя штырями (double-post) из высокочистого алюминия D[82]. Механическая обработка у каждого поставщика своя, сторонней фабрики резонаторов не найдено; единственный названный поблизости внешний поставщик — NASA Jet Propulsion Laboratory — изготовил ключевые компоненты многокристального корпуса криогенного управления D-Wave, а не корпуса резонаторов C[281]. Рефрижераторы сконцентрированы на Bluefors, которой принадлежит и Cryomech факт. Правил экспортного контроля, специфичных для корпусов резонаторов, не найдено; экспозиция идёт через общие ограничения на станочное оборудование.
Роль в стеке
Даёт корпуса для бозонной моды резонатора и, следовательно, для кошачьих и GKP-кодирований, двухрельсового стирания (erasure) и вентилей через анциллу. Заменяет планарную литографию и конфликтует с плотной 2D-укладкой: сантиметровые корпуса не могут последовать за трансмонами к 10⁴–10⁶ на одном кристалле. В производный такт он не вносит ничего — 1.44 µs производного раунда против измеренных 2.8 µs на архитектуре кошачьих кубитов и 2.8 µs против измеренных ~2 µs на двухрельсовой, — задавая время жизни, а не тайминг. Смежный пустой слот — групповой или пластинный (wafer-scale) техпроцесс изготовления бозонных мод. Верификация: время жизни 2023 года — результат одной группы; Q 2013 года с тех пор независимо превзойдён ниобиевыми резонаторами Fermilab без анциллы Dфакт; для корпусов λ/4 2026 года опубликованы времена жизни резонаторов 231–652 µs, то есть Q порядка 1–3×10⁷ D[84].
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Nord Quantique | разработчик | Канада | GKP-кубит в резонаторе с двумя штырями из высокочистого алюминия | D[82] |
| D-Wave | разработчик | США | Участок в New Haven делает пары коаксиальных резонаторов λ/4 для двухрельсовых кубитов; материал и способ обработки не опубликованы | D[84] |
| NASA JPL | поставщик | США | Изготовил ключевые компоненты многокристального корпуса криогенного управления D-Wave | C[281] |
| Bluefors | поставщик | Финляндия | Рефрижераторы растворения — тот объём, за который борются эти корпуса | факт |
Деньги.
2026-01-20 · D-Wave · поглощение Quantum Circuits · $550 M · — · закрыто факт
2026-01-06 · D-Wave · кристальное криогенное управление, ключевые компоненты корпуса изготовлены в JPL · — · объявлено C[281]
2026-08-06 · D-Wave · отчёт за 2-й квартал · заказы за 1-е полугодие $35.5 M, обязательства $40.7 M · отражено в отчётности факт
Рынок и цепочка поставок. Рынка механической обработки резонаторов не существует: у каждого поставщика свой небольшой внутренний участок, и он же — единая точка отказа. Переговорная сила находится у изготовителей криостатов. Платят G1 и G3; G4 не платит.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства, специфичного для этого механического техпроцесса, не найдено, и ни один стандарт не покрывает квалификацию резонаторов.
Дорожные карты и послужной список. Дорожной карты по плотности или стоимости резонаторов не существует. Лестница D-Wave DR17 → DR49 → DR181 подразумевает рост числа корпусов без какого-либо производственного плана Rфакт и молчит там, где дорожная карта по ASIC была бы предельно конкретной.
Стратегическое прочтение. Именно этот техпроцесс объясняет, почему у бозонной ветви хороша структура ошибок и плоха плотность; он превращается в обузу в тот момент, когда планарный двухрельсовый подход или кристальный GKP выйдут на такие же доли стирания.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить к 2028, если какой-либо поставщик опубликует выход годных на корпус или корпус размером меньше сантиметра при сопоставимой Q; понизить оценку, если механические участки будут молчать и дальше, пока планарные кубиты со стиранием масштабируются. В лучшем случае к 2029 г.: массивы резонаторов группового изготовления. В худшем случае: корпуса ручной обработки бессрочно, что удерживает ветвь на уровне около 10² мод. Открытые вопросы: повышает ли бесшовная обработка Q; какова реальная стоимость одной моды? Следить за DR49 у D-Wave и за тем, выйдет ли Nord Quantique за пределы одной моды резонатора.
Литература
- [80] H. Putterman et al., “Hardware-efficient quantum error correction via concatenated bosonic qubits,” Nature, vol. 638, no. 8052, pp. 927–934, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-08642-7. D
- [82] S. Turcotte et al., “Quantum error correction of a grid-state qubit with state preparation and measurement errors below 10⁻³,” arXiv:2607.06718, Jul. 2026. D
- [84] N. Mehta et al., “An entangling gate for dual-rail erasure qubits,” Nature, vol. 656, no. 8126, pp. 47–53, Aug. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10822-y. arXiv:2503.10935. D
- [281] D-Wave, “D-Wave Demonstrates First Scalable, On-Chip Cryogenic Control of Gate-Model Qubits,” Jan. 6, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ Cnewsroom/ press-release/ d-wave-demonstrates-first-scalable-on-chip-cryogenic-control-of-gate-model-qubits/ - [318] M. Reagor et al., “Reaching 10 ms single photon lifetimes for superconducting aluminum cavities,” arXiv:1302.4408, Feb. 2013. D
- [319] O. Milul et al., “Superconducting Cavity Qubit with Tens of Milliseconds Single-Photon Coherence Time,” PRX Quantum, vol. 4, no. 3, Art. no. 030336, Sep. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.030336. D
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Сборка из объёмной оптики и волокна (фотонные сэмплеры)
Фотонные процессоры, собранные из дискретных деталей — источников сжатого света и интерферометров в свободном пространстве, волоконных петель задержки, модуляторов с волоконным вводом и криогенных детекторов одиночных фотонов, — которые юстируются и стабилизируются вручную и сервосистемами, а не формируются литографией на пластине.
Вердикт. Способ получить задержку и сжатие с наименьшими потерями, и именно так был построен каждый фотонный сэмплер за пределами классических возможностей — от Jiuzhang 1.0 (2020) до Jiuzhang 4.0 (2026); по состоянию на 2026-09-26 ни один опубликованный проект отказоустойчивой фотонной машины не собирает свой процессор таким образом, и на чиповые машины переходят лишь волоконные задержки и связи.
OPO = оптический параметрический генератор (optical parametric oscillator); (PP)KTP = (периодически поляризованный) титанил-фосфат калия; EOM = электрооптический модулятор; MZI = интерферометр Маха–Цендера; SNSPD = сверхпроводниковый нанопроволочный детектор одиночных фотонов; TES = сенсор на краю сверхпроводящего перехода (transition-edge sensor); ФИС = фотонная интегральная схема; ECCN = американский классификационный номер экспортного контроля (Export Control Classification Number); USTC = Научно-технический университет Китая (University of Science and Technology of China); G1–G7 = классы целей отчёта (G1: аналоговое и NISQ-моделирование).
Сущность и происхождение
Кристаллы в резонаторах в свободном пространстве сжимают свет, светоделители или волоконные ответвители сводят его в интерференцию, катушки волокна задерживают его, криогенные детекторы с волоконным вводом его считают. Jiuzhang 1.0 подавал 50 сжатых состояний в 100-модовый интерферометр «со сверхнизкими потерями», при этом вся установка была захвачена по фазе D[460]; Borealis перенёс интерференцию во время — волоконные петли на 1, 6 и 36 временных бинов при тактовой частоте 6 MHz D[270]; Jiuzhang 4.0 соединяет три 16-модовых интерферометра через два массива из 16 волоконных задержек D[175]. ORCA продаёт стойки из «оптоволоконных компонентов телекоммуникационного класса», работающие при комнатной температуре C[464]. Атрибуты: сродство к носителю 0.25 (узел несёт моды, а не кубиты); собственных характерного времени, считывания, подвижности и модальности управления нет; ошибка — потери; оптическое производство.
Физика и пределы
Волокно почти ничего не стоит на метр: ≤0.18 dB/km на 1550 nm, групповой показатель преломления 1.4682 G[816]. Поэтому 36-биновая петля Borealis (6.0 µs, ≈1.2 km) обходится в стекле в ≈0.22 dB, а самая длинная задержка Jiuzhang 4.0 (12 µs, ≈2.4 km) — в ≈0.44 dB S[175], [270]; фабричный нитрид кремния при 0.5–1.8 dB/m взял бы за 1.2 km ~600–2 200 dB S[169]. Задержка остаётся в волокне; потери сидят на переходах и в активных элементах. Потери ограничивают и сжатие: при пропускании η измеряемая дисперсия квадратуры η·e^(−2r) + (1 − η) не может опуститься ниже 1 − η — потолок 16.0 dB при η = 0.975, той эффективности, что стоит за рекордными 15 dB от резонатора PPKTP в свободном пространстве D[344], но лишь 1.7 dB при ~33% у Borealis S[270]. Фаза — второй предел: остаточный фазовый шум петель Borealis растёт с длиной — 0.02, 0.03 и 0.15 rad для петель 0–2 D[270]. У сборки нет эффекта масштаба — каждый элемент размещается, сопрягается и стабилизируется поодиночке, — тогда как Xanadu считает, что для отказоустойчивости потребовалось бы сократить в 20–30× (в децибелах) вносимые потери каждого компонента S[173].
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2016-09-06 | Наблюдено сжатие 15 dB; полумонолитный резонатор PPKTP 9.3 mm; полная эффективность детектирования 0.975 | Vahlbruch et al., AEI Hannover | D[344] |
| 2020-11-23 | SNSPD с волоконным вводом, системная эффективность детектирования 98.0 ± 0.5% на 1550 nm | NIST | D[618] |
| 2020-12-18 | 50 сжатых состояний, 100 мод, 100 детекторов, установка захвачена по фазе | USTC, Jiuzhang 1.0 | D[460] |
| 2022-06-01 | 216 мод от трёх волоконных петель; 16 TES с 95%; суммарное пропускание ~33%; 10 kHz | Xanadu, Borealis | D[270] |
| 2025-01-22 | Чиповая машина, связанная стабилизированными волоконными модулями задержки; потери ~14 dB | Xanadu, Aurora | D[173] |
| 2026-05-13 | 8 176 мод; источник 92%, система 51%, 16 SNSPD с 93%; фаза удерживается до ~λ/200 | USTC, Jiuzhang 4.0 | D[175] |
Поскольку источник (92%) и детекторы (93%) Jiuzhang 4.0 близки к единице, ~40% (≈2.2 dB), теряемые между ними, приходятся на фильтры, сетки интерферометров, задержки и сопряжения S[175]; его фильтрующий каскад из трёх несбалансированных MZI пропускает 99.8% D[175]. Borealis теряет ~20% в своём наборе фильтров и ~15% в демультиплексоре D[270]. Доминирующий член: переходы и переключение, а не распространение.
Производство, материалы и цепочка поставок
Источник сжатого света Borealis — кристалл KTP длиной 10 mm в OPO с накачкой на 775 nm; светоделители его петель — заказные EOM от QUBIG GmbH; его детекторы TES достигают 95%, и среди авторов — Lita, Gerrits и Nam из NIST Boulder D[270]. Поставки SNSPD — это горстка фирм: Single Quantum (Нидерланды) сообщила о своей 400-й системе SNSPD в июле 2026 года P[621]; Photon Spot (США) указывает «>90% квантовой эффективности около 1550nm» C[630]; ID Quantique через контрольный пакет перешла к IonQ, производителю компьютеров C[633]. Страница ORCA о PT-2 называет финансируемое Eurostars сотрудничество с Pixel Photonics (детекторы), Sparrow Quantum и Niels Bohr Institute (источники) C[465]. Американское правило от 2024-09-06 определяет квантовые компьютеры 4A906 через ≥34 физических кубита и ошибку C-NOT и не называет ни детекторов одиночных фотонов, ни источников сжатого света, ни каких-либо фотонных изделий G[301]; сэмплер, не имеющий ни того, ни другого, этим правилом очевидным образом не охвачен S[301].
Управление, считывание и нагрузка на ввод-вывод
Нагрузка — это сервосистемы, а не вентили. Borealis стабилизирует каждую петлю встречно распространяющимся лазером, пьезоэлементами и синхронным (lock-in) детектированием, перезахватывая фазу в течение 35 µs из каждых 100 µs, — отсюда 10 kHz D[270]; Jiuzhang 4.0 задаёт фазы задержек быстрыми пьезорастяжителями волокна, а фазы сеток — термически D[175]. Электрооптическая нагрузка (ct_eo) мала: три светоделителя петель на EOM и демультиплексор 1-на-16 из 15 EOM с контрастом выше 200:1 D[270]. Временное мультиплексирование — единственный рычаг масштабирования: 16 детекторов считывают 216 или 8 176 мод, а время восстановления SNSPD 43 ns у Jiuzhang 4.0 задаёт его бин 50 ns D[175], [270]. Криогенные здесь только детекторы.
Роль в стеке
Производственный слот архитектуры Бозонный сэмплер (ph_sampler, G1), общий с fab_pic. Он требует ct_eo — модуляторов с волоконным вводом и петель задержки; он не даёт ни одного ребра; он ничего не заменяет, тогда как fab_pic заменяет его (фотонная фабрика против сборки из объёмной оптики). Замещение частичное: Aurora перенесла сжатие и интерференцию на чипы, но связывает их волоконными модулями задержки D[173]. Это отвечает на пробел G-bulkoptics: рекордные сэмплеры построены не на 300 mm фабрике ФИС и не с помощью ионной и атомной оптики fab_optics; Атлас добавил эту технологию вместо того, чтобы распространять fab_optics на ph_cv и ph_fusion, чьи процессоры изготавливаются литографией D[169], [173]. Носители в реестре (7, из них основных (primary) — 7): Borealis (Xanadu, развёрнут 2022-06), Jiuzhang 1.0, 2.0 и 3.0 (USTC, продемонстрированы в 2020–2023, ныне выведены из эксплуатации), Jiuzhang 4.0 (USTC, продемонстрирован 2026-05-13), PT-1 (ORCA, развёрнут в 2023) и PT-2 (ORCA, развёртывания 2024–2026).
Свидетельства — как измерены числа
Ячеек с ✅ — 3. Две опираются на статьи с описанием архитектуры: раздел Methods у Borealis (волоконные линии задержки, светоделители на EOM, ввод в волокно выше 97%) D[270] и Extended Data Fig. 1 у Jiuzhang 4.0 (несбалансированный MZI в свободном пространстве на зеркале с PZT-приводом), причём текст этой статьи подтверждает волоконные петли задержки, но о 16-модовых интерферометрах сообщает лишь, что они «включают тепловую перестройку» D[175]; ячейка PT-1 опирается на продуктовую страницу ORCA: «монтируется в стойку, работает при комнатной температуре и собран из оптоволоконных компонентов» Cфакт. PT-2 остаётся 🔎: его страница не приводит архитектуры C[465], а прочтение в пользу волокна опирается на страницу ORCA о технологии C[464]. Остаются 🔎 и Jiuzhang 1.0–3.0: их ячейки выведены из преемственности линии, а не прочитаны по рисунку. По состоянию на 2026-09-26 ни один сэмплер не опубликовал ни выхода годных при сборке, ни распределения потерь по элементам, ни интервала между переюстировками.
99.8% у Jiuzhang 4.0 может относиться как к отдельному фильтрующему MZI, так и ко всему каскаду; версия arXiv v3 не уточняет. Ни одна позиция правила США от 2024-09-06 не называет SNSPD, TES или источники сжатого света. Не опубликовано: пропускание на петлю у Borealis — её текст в Nature приводит лишь ~33% в целом, ~20% для набора фильтров, ~15% для демультиплексора и связь с волокном выше 97%, — поэтому показатель в dB на петлю не приводится; производитель SNSPD для Jiuzhang 4.0; завершение покупки GXC компанией ORCA или какой-либо продукт PT на технологии GXC.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно они делают с этой технологией | Свидетельства |
|---|---|---|---|---|
| USTC | разработчик | Китай | Jiuzhang: фильтры в свободном пространстве, массивы волоконных задержек, считывание на SNSPD | D[175] |
| Xanadu | разработчик | Канада | Волоконные петли Borealis; волоконные модули задержки, сохранённые в Aurora | D[173], [270] |
| ORCA Computing | разработчик | Великобритания | Стойки PT из телекоммуникационных волоконных деталей; купила подразделение интегральной фотоники GXC | C[464]P[817] |
| NIST Boulder | исследования | США | TES для Borealis; SNSPD с 98% | D[270], [618] |
| QUBIG GmbH | поставщик | Германия | Заказные EOM в петлях Borealis | D[270] |
| Single Quantum; Photon Spot; ID Quantique | поставщики | Нидерланды; США; Швейцария | Системы SNSPD | P[621]C[630]C[633] |
Деньги.
- 2024-01-30 · ORCA Computing · приобретение подразделения интегральной фотоники GXC, Остин, Техас · не раскрыто · объявлено P[817]
- 2025-05-06 · IonQ · контрольный пакет в ID Quantique · в релизе не раскрыто · закрыто C[633]
Рынок и цепочка поставок. Из 7 носителей как системы продаются только PT-1 и PT-2 от ORCA; USTC — академическая организация, хотя Jiuzhang 4.0 указывает Jiuzhang Quantum Technology Co. Ltd. среди аффилиаций D[175]; Borealis предоставлялся через облако, а не продавался, и реестр числит его в эксплуатации, лишь в поле дорожной карты отмечая, что его сменила Aurora. Дефицитные входы: детекторы с разрешением числа фотонов, источники сжатого света с низкими потерями. Работает только на G1.
Интеллектуальная собственность и стандарты. По состоянию на 2026-09-26 не найдено ни количества патентов, ни стандарта, специфичных для сборки.
Дорожные карты и послужной список. USTC прошёл путь от 100 до 8 176 мод в 2020–2026 годах за счёт мультиплексирования, а не добавления деталей D[175], [460]; Xanadu ушла от сборки в течение трёх лет после Borealis, сохранив волокно D[173]; ORCA представила GXC как шаг к «масштабируемым отказоустойчивым квантовым вычислениям» P[817], но по состоянию на 2026-09-26 ни одного продукта PT на этой основе не опубликовано.
Стратегическое прочтение. Сборка выигрывает там, где показатель качества — пропускание одной машины в конкретный день; отказоустойчивости же нужно, чтобы эти потери воспроизводились со статистикой, а это даёт только литография, — поэтому архитектура сэмплера здесь и заканчивается, тогда как архитектуры на непрерывных переменных (CV) и на основе слияний (fusion) перешли на ФИС. Устойчивая ценность остаётся у поставщиков волоконных задержек, источников сжатого света и детекторов, которые чиповые машины по-прежнему покупают.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить, если до 2027-12-31 собранный сэмплер превзойдёт сквозную эффективность 51% у Jiuzhang 4.0 при ≥8 000 модах или если ORCA опубликует число петель и потери PT; понизить, если следующий Jiuzhang или PT-3 перенесёт свои интерферометры на чип, оставив технологии лишь задержки и детекторы. Открытые вопросы. (1) Каково пропускание за полный обход у каждой петли Borealis? (2) 16-модовые интерферометры Jiuzhang 4.0 — объёмные, волоконные или интегральные? (3) Как часто петлевой сэмплер нужно переюстировать и во что это обходится в доле времени работы? (4) Может ли задержка на чипе приблизиться к ~0.2 dB/km волокна, или каждый фотонный компьютер сохранит катушки волокна? (5) Охватывает ли какая-либо позиция экспортного контроля помимо американских квантовых ECCN 2024 года системы SNSPD или TES?
Литература
- [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
- [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
- [175] H.-L. Liu et al., “Gaussian boson sampling with 1,024 squeezed states in 8,176 modes,” Nature, vol. 653, no. 8115, pp. 687–692, May 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10523-6. arXiv:2508.09092. D
- [270] L. S. Madsen et al., “Quantum computational advantage with a programmable photonic processor,” Nature, vol. 606, no. 7912, pp. 75–81, Jun. 2022, doi: 10.1038/s41586-022-04725-x. D
- [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [344] H. Vahlbruch, M. Mehmet, K. Danzmann, and R. Schnabel, “Detection of 15 dB Squeezed States of Light and their Application for the Absolute Calibration of Photoelectric Quantum Efficiency,” Phys. Rev. Lett., vol. 117, no. 11, Art. no. 110801, Sep. 2016, doi: 10.1103/PhysRevLett.117.110801. D
- [460] H.-S. Zhong et al., “Quantum computational advantage using photons,” Science, vol. 370, no. 6523, pp. 1460–1463, Dec. 2020, doi: 10.1126/science.abe8770. arXiv:2012.01625. D
- [464] ORCA Computing, “Technology — ORCA Computing.” [Online]. Available: https://orcacomputing.com/
technology/ C - [465] ORCA Computing, “ORCA PT-2 — ORCA Computing.” [Online]. Available: https://orcacomputing.com/
orca-pt-2/ C - [618] D. V. Reddy, R. R. Nerem, S. W. Nam, R. P. Mirin, and V. B. Verma, “Superconducting nanowire single-photon detectors with 98% system detection efficiency at 1550 nm,” Optica, vol. 7, no. 12, p. 1649, Dec. 2020, doi: 10.1364/OPTICA.400751. D
- [621] TipRanks, “Single Quantum Hits 400-System Milestone as It Deepens European Quantum Partnerships,” Jul. 4, 2026. [Online]. Available: https://www.tipranks.com/
news/ Pprivate-companies/ single-quantum-hits-400-system-milestone-as-it-deepens-european-quantum-partnerships - [630] Photon Spot, “Photon Spot — Cryogenic & Quantum Detection Systems.” [Online]. Available: https://www.photonspot.com/ C
- [633] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of ID Quantique, Cementing Leadership in Quantum Networking and Secure Communications,” May 6, 2025. [Online]. Available: https://investors.ionq.com/
news/ Cnews-details/ 2025/ IonQ-Completes-Acquisition-of-ID-Quantique-Cementing-Leadership-in-Quantum-Networking-and-Secure-Communications/ default.aspx - [816] Corning Incorporated, “Corning® SMF-28® Ultra Optical Fiber — Product Information (PI-1424-AEN),” Jul. 2025. [Online]. Available: https://www.corning.com/
media/ Gworldwide/ coc/ documents/ Fiber/ product-information-sheets/ PI-1424-AEN.pdf - [817] Tech.eu, “ORCA Computing acquires GXC's integrated photonics division,” Jan. 30, 2024. [Online]. Available: https://tech.eu/
2024/ P01/ 30/ orca-computing-acquires-gxcs-integrated-photonics-division/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Гетероструктуры A3B5 (МЛЭ; проволоки InAs–Pb, КТ-источники)
Молекулярно-лучевая эпитаксия наноструктур A3B5 со сверхпроводящими оболочками, наносимыми без разрыва вакуума, для майорановских проводов, а также квантовых точек для однофотонных источников.
Вердикт. Процесс работает и имеет единственный источник; фальсифицируется как воспроизводимая платформа, если к 2028 году группа вне Microsoft не опубликует независимо выращенный прибор InAs–Pb с сопоставимыми признаками чётности.
Λ = коэффициент подавления ошибки на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Два никак не связанных между собой прибора используют один класс оборудования. Первый — нанопровод или 2DEG на основе A3B5, выращенный молекулярно-лучевой эпитаксией, со сверхпроводником, осаждённым в том же вакууме, так что граница раздела никогда не выносится на воздух: алюминий вплоть до 2025 года, свинец — в тетроне 2026 года как оболочка с большей щелью D[21]. Второй — квантовые точки на основе GaAs в качестве однофотонных источников: те же реакторы, другая физика факт. Родословная восходит к 2015 году, когда в Копенгагене вырастили алюминий эпитаксиально на нанопроводах InAs без разрыва вакуума Dфакт; громкий результат области 2018 года, квантованная майорановская проводимость в проводах InSb–Al, был отозван 2021-03-08 D[365].
a преимущественно изготовлен (0.75) · b это процесс, а не такт · c нет · d нет
e нет · f доминирует беспорядок · g молекулярно-лучевая эпитаксия
Физика и пределы
Пол задаётся беспорядком. Непреднамеренное легирование, шероховатость границы раздела и напряжения в оболочке порождают тривиальные подщелевые андреевские состояния, чьи сигнатуры имитируют майорановские моды, — в этом и состоит спор на страницах Nature: Легг доказывает, что области, используемые для считывания чётности, разупорядочены и бесщелевые D[22]. Свинец поднимает щели выше алюминиевых: в тетронном стеке Microsoft собственная щель плёнки свинца ≈1.3 meV, а наводимая ею в проводе ≈570 µeV — против 295 µeV и 129 µeV с алюминием, тогда как топологическая щель по верхней квинтили измеренных значений лишь удваивается, с ~30 до ~70 µeV D[21], факт; эпитаксиальный Pb на нанопроводах InAs держит жёсткую щель 1.25 meV вплоть до 8.5 T (Копенгаген, 2021) Dфакт. Сдвинуть этот пол означает получить длину свободного пробега существенно выше длины когерентности, подтверждённую опубликованной подвижностью или метрикой беспорядка, а не результатами приборов. Для InAs–Al Microsoft такие метрики опубликовала — подвижность 60 000–100 000 cm²/V·s, плотность заряженных дефектов 2.7 × 10¹² cm⁻² Dфакт, — а для стека с Pb лишь значения, полученные на холловских мостиках его активной области: поверхностная плотность заряда ≈2 × 10¹² cm⁻² и подвижность в заглублённой яме выше 350 000 cm²/V·s D[21]; ни одно не измерено на приборе, потому-то материаловедческий спор и идёт через транспортные данные.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2018 | Заявление о квантованной майорановской проводимости в проводах InSb–Al; отозвано 2021-03-08 | Delft (Kouwenhoven et al.) | D[365] |
| 2025-02 | Стек InAs–Al обеспечивает ошибку отнесения чётности 1% | Microsoft Azure Quantum | D[13] |
| 2026-06 | Стек InAs–Pb, оболочка с большей щелью, переключение чётности ~20 s, один провод | Microsoft Quantum | D[21] |
Ни выхода годных, ни однородности не опубликовано ни для одного из стеков, а показатели беспорядка стека с Pb получены на холловских мостиках, а не на приборах; единственное публичное подспорье для масштабирования — радиочастотный метод, разрешающий расщепление концевых состояний провода до µeV для поприборного вывода на режим D[21].
Для InAs–Al Microsoft опубликовала наведённую щель 129 µeV, топологические щели 20–60 µeV, подвижность и плотность заряженных дефектов (Physical Review B, 2023) факт по протоколу измерения щели, трактовку которого оспаривает Legg D[22]; для стека InAs–Pb статья о тетроне приводит щель плёнки свинца (≈1.3 meV), наведённую щель (≈570 µeV), топологическую щель верхнего квинтиля (~70 µeV), а также плотность заряда и подвижность по холловским мостикам [21]. ECCN 3C907 охватывает только кремний или германий с изотопной примесью ниже 0.08% G[301]; подпадает ли конкретный стек III-V под 3C001.d, зависит от его слоёв и легирования, и решения BIS по этому вопросу нет. Не опубликовано: метрика выхода годных для любого из двух стеков и датированная выручка или рыночная доля поставщиков MBE-установок.
Производство, материалы и цепочка поставок
Выращивание требует реактора молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) для A3B5 в сверхвысоком вакууме с осаждением сверхпроводника in situ, удерживающего границу раздела достаточно чистой для жёсткой щели. Рецептура Microsoft разработана внутри компании, и с 2025-11-13 полное ядро майорановского чипа изготавливается в Люнгбю в Дании Pфакт; никто снаружи эквивалентного стека не вырастил, так что одна рецептура в одном здании и есть единая точка отказа всей этой архитектуры D[22]. Независимая база A3B5 существует для другой геометрии: выращенные в Эйндховене провода InSb несут на себе кубитные приборы QuTech на цепочках Китаева D[216]. Экспортная уязвимость старше квантовых правил: оборудование для выращивания методом МЛЭ давно внесено в список товаров двойного назначения Вассенаарских договорённостей (экспортный классификационный номер США 3B001.a.3), а гетероэпитаксиальная пластина A3B5 подпадает, если подпадает вообще, под 3C001.d факт; правило BIS от 2024-09-06 добавило 3C907 лишь для эпитаксиальных слоёв изотопно обогащённых кремния или германия, так что стек InAs–Pb под него не попадает G[301]P[818].
Роль в стеке
Всё в топологической архитектуре стоит на этом стеке: кодирование, считывание и непостроенный вентиль наследуют его беспорядок. Он не даёт ни такта, ни точности (fidelity), а лишь потолок для всех остальных; его единственный несущий факт отрицателен: независимого воспроизведения нет D[22]. Тот же класс оборудования поставляет однофотонные источники на квантовых точках архитектуре фотоники на основе слияний (fusion) факт. Реестр числит 4 машины, использующие его, среди них Lucy, Belenos, Majorana 1 и Majorana 2. Верификация здесь — это верификация материалов, и её не существует: обмен репликами в Nature от 2026-06-24 оспаривает транспортные данные, полученные на пластинах одной лаборатории, причём Microsoft не уступает ничего D[22]; планарный стек с Pb не вырастила ни одна вторая лаборатория, хотя в Копенгагене эпитаксиальный Pb на нанопроводах InAs получили ещё в 2021 году Dфакт.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что делают | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| Microsoft Quantum | разработчик | США | Выращивают и потребляют стек InAs–Pb; фабрика в Люнгбю | Pфакт |
| DARPA | инвестор | США | Финансирует обоих пользователей: финальная стадия US2QC, QBIT Stage A | факт |
Деньги. 2025-02-06 · Microsoft · US2QC входит в финальную стадию · сумма не раскрыта · DARPA · объявлено факт. 2025-11-13 · Microsoft · производство ядра майорановского чипа в Люнгбю (Дания) · >DKK 1 bn совокупно по стране, собственные затраты Microsoft не раскрыты · объявлено Pфакт. 2026-06-16 · Quandela · отбор в DARPA QBIT Stage A · объявлено факт.
Рынок и цепочка поставок. Реакторы МЛЭ — небольшой коммерческий рынок, но узкое место не в оборудовании: оно в рецептуре, а она не продаётся. За провода платят G3/G4, за фотонные источники — G6.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного числа патентов именно по этому процессу по состоянию на 4 сентября 2026 г. нет; ни один стандарт эти границы раздела не покрывает.
Дорожные карты и послужной список. (три поколения проводов, InSb–Al в 2018 → InAs–Al в 2025 → InAs–Pb в 2026, обещаны как база для отказоустойчивости к 2029 году; статус на 4 сентября 2026 г.: материалы поставлены, метрики выхода годных не опубликовано) C[215]. Люнгбю открылся, как и было объявлено; отозванный результат 2018 года — вот почему внешние наблюдатели дисконтируют все последующие.
Стратегическое прочтение. Пока рецептура остаётся секретной, любое утверждение выше неё нефальсифицируемо снаружи; независимое воспроизведение — с любым исходом — стоит больше, чем ещё один прибор Microsoft. Успех означает стек, который никто не сможет продублировать вторым источником; провал переносит стоимость на базу InSb.
Перспективы и открытые вопросы
Фальсифицируемо за 12–24 месяца: сторонняя лаборатория публикует независимо выращенный планарный прибор InAs–Pb со считыванием чётности; опубликованный выход годных или метрика беспорядка, измеренная на приборах Microsoft с Pb, а не на холловских мостиках. Подтверждение — по первому пункту; без него спор неразрешим. В лучшем случае академическая группа воспроизводит стек; в худшем — рецептура остаётся закрытой, а архитектура неаудируемой вплоть до 2029 года. Открытые вопросы: разброс топологических щелей за цифрой верхней квинтили ~70 µeV; выход годных на пластину; вырастит ли кто-нибудь вне Microsoft планарный стек с Pb.
Литература
- [13] Microsoft Azure Quantum, “Interferometric single-shot parity measurement in InAs–Al hybrid devices,” Nature, vol. 638, no. 8051, pp. 651–655, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-024-08445-2. D
- [21] M. Aghaee et al., “20 Second Parity Lifetime in an InAs–Pb Tetron Device,” arXiv:2606.03884, Jun. 2026. D
- [22] H. F. Legg, “On the robustness of topological gap detection via transport,” Nature, vol. 654, no. 8120, pp. E22–E26, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10567-8. arXiv:2503.08944. D
- [215] C. Nayak, “Majorana 2 – Microsoft's Scalable Quantum Processor With Reliable, Long-Lasting Qubits,” Microsoft Quantum. [Online]. Available: https://quantum.microsoft.com/
en-us/ Cinsights/ blogs/ majorana-2-scalable-quantum-processor - [216] N. van Loo et al., “Single-shot parity readout of a minimal Kitaev chain,” Nature, vol. 650, no. 8101, pp. 334–339, Feb. 2026, doi: 10.1038/s41586-025-09927-7. D
- [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [365] H. Zhang et al., “Quantized Majorana conductance,” Nature, vol. 556, no. 7699, pp. 74–79, Mar. 2018, doi: 10.1038/nature26142. Retracted: Nature, vol. 591, p. E30, Mar. 2021, doi: 10.1038/s41586-021-03373-x. D
- [818] J. P. Barker et al., “Commerce Implements Export Controls on Semiconductor, Additive Manufacturing, and Quantum Computing Items,” Arnold & Porter, Sep. 10, 2024. [Online]. Available: https://www.arnoldporter.com/
en/ Pperspectives/ advisories/ 2024/ 09/ semiconductor-additive-manufacturing-and-quantum-computing
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
Выращивание алмаза / имплантация (NV, SiV, SnV)
Плазменное CVD-выращивание монокристаллического алмаза, ионная имплантация и отжиг для формирования NV-, SiV- или SnV-центров, а также подтравливание для построения нанофотоники вокруг них.
Вердикт. Две независимые лотереи — где остановится ион и как ляжет на него резонатор — определяют выход годных приборов, а его никто не публикует: QuTech охарактеризовал 327 SnV-резонаторов при комнатной температуре, нашёл связанные центры в 7 из 9 охлаждённых и измерил у двух кооперативность выше единицы.
Λ = коэффициент подавления ошибки на один шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Плазменный CVD выращивает монокристаллический алмаз на затравке; имплантируется азот, кремний или олово; высокотемпературный отжиг подвижняет вакансии, которые связываются с примесью в цветовой центр; затем оптическая структура вырезается из объёма. Именно последний шаг является определяющим ограничением: не существует ни пластины «алмаз-на-изоляторе», ни жертвенного слоя, поэтому резонаторы освобождаются подтравливанием того самого кристалла, в котором находится дефект. Технология изготовления на основе имплантации созрела примерно к 2010 году; исследование SnV-резонаторов, выполненное QuTech в 2026 году, задаёт ориентир Dфакт.
Атрибуты: инженерное размещение природного дефекта, отсутствие подвижности и шага управления, ошибка паулиевского типа после изготовления, алмазное производство без КМОП-аналога.
Физика и пределы
В одной точке должны одновременно сойтись три независимых обстоятельства. Ион обязан остановиться там, где задумано: разброс пробега составляет десятки нанометров — на порядок хуже, чем при размещении доноров сканирующим туннельным микроскопом (СТМ). Он должен превратиться в оптически качественный центр — лишь часть ионов принимает нужное зарядовое состояние, а остаточные радиационные повреждения уширяют линию. Далее вытравленный резонатор должен поместить максимум своего поля на этот центр: кооперативность идёт как g²/κγ, где g определяется положением внутри моды размером в несколько сотен нанометров. Три частных выхода перемножаются, и ни один не опубликован по целому чипу: из 327 резонаторов, охарактеризованных при комнатной температуре, охладили 9, в 7 из них оказался связанный SnV-центр, а у двух, измеренных полностью, когерентная кооперативность достигла 8.3 и 1.6 Dфакт. Сдвинуть этот пол способны только детерминированная одноионная имплантация с детектированием события либо дельта-легирование в процессе выращивания с регистрацией положения; ни того, ни другого на уровне приборов не существует.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
| Год | Показатель | Кто | Тег+ключ |
|---|---|---|---|
| 2024-05-15 | имплантированные SiV-узлы нанофотоники с 0.69(7) через 35 km волокна | Harvard | D[209] |
| 2025-11-27 | волоконный микрорезонатор вокруг объёмного NV поднимает сбор с ~0.05% до ~0.5% | QuTech | D[359] |
| 2026-06 | 327 SnV-нанорезонаторов на двух чипах, средняя Q 1.1×10⁴ при комнатной температуре; связанные центры в 7 из 9 охлаждённых; когерентная кооперативность до 8.3 | QuTech | Dфакт |
Доминирующий член: выход годных приборов. Волоконный микрорезонатор — ответ настолько же производственный, насколько и оптический: резонатор располагается вне кристалла, что снимает лотерею подтравливания.
Исследование SnV на 327 резонаторах, впервые известное по новостной заметке [362], опубликовано в Physical Review X факт: все 327 резонаторов охарактеризованы при комнатной температуре, охлаждены лишь 9, и два устройства «излучатель–резонатор», измеренные полностью, превысили кооперативность единица; результат из одного источника и не воспроизведён. Имплантация ¹²⁰Sn при 350 keV даёт глубину 88 ± 16 nm факт — разброс в десятки нанометров. Лидерство Element Six как поставщика алмаза для большинства компаний, работающих с NV-центрами, опирается на вторичный обзор [364]. Не опубликовано: доля из 327 резонаторов с кооперативностью выше единицы, поэтому выход годных устройств неизвестен; боковой разброс имплантации и выход преобразования ионов в пригодные центры; датированные мощности, выручка или инвестиции квантового сегмента Element Six; стоимость устройства, число пластин или производительность для какого-либо алмазного квантового процесса.
Производство, материалы и цепочка поставок
Element Six — главный коммерческий поставщик, продающий пластины по каталогу; его марка DNV-B1 (2020-06-15) ориентирована на ансамбли NV, тогда как работа с одиночными дефектами требует монокристалла электронного качества C[361]. Его мощности по выращиванию расположены в Великобритании и Калифорнии C[361]; два источника поменьше — Diatope, компания, выделившаяся из Ульмского университета (2021) и продающая инженерный NV-алмаз, и фабрика квантового алмаза Quantum Brilliance в Мельбурне, открытая в 2025 г., чтобы выпускать алмаз квантового качества в промышленном масштабе P[364]. Имплантация выполняется на ускорителях общего назначения; выращивание с обогащением по ¹²C стоит дороже. Ничто не находится на маршруте 300 mm: пластины миллиметрового масштаба обрабатываются поштучно, без публикуемого числа пластин, стоимости или производительности. Экспортная уязвимость не нулевая: с 2022-08-15 экспортный классификационный номер США (ECCN) 3C005.a называет алмазные полупроводниковые подложки, слитки и були с удельным сопротивлением выше 10⁴ Ω·cm, а 3C006 — эпитаксиальный слой алмаза на такой подложке факт; считается ли пластина электронного качества для квантовых задач полупроводниковой подложкой, официально не разъяснено, а цветовые центры не называет ни один ECCN. Нагрузка, передаваемая вверх: лазер и детектор на каждый узел.
Роль в стеке
Обеспечивает кристалл-носитель, необходимый спинам цветовых центров и их вентилям, — отсюда архитектура на дефектных узлах. Это дополнение к водородной СТМ-литографии, а не её замена: имплантация покупает производительность по площади ценой порядка величины в точности размещения, и ни один из маршрутов не публикует распределение выхода годных. Верификация: исследование 327 резонаторов выполнено одним институтом, объявлено в пресс-релизе P[362] и опубликовано в рецензируемом журнале Physical Review X Dфакт, и сопоставить его не с чем.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| QuTech | исследования | Нидерланды | Изготовление SnV-нанорезонаторов и их криогенная характеризация | Dфакт |
| Element Six | поставщик | Великобритания | Коммерческие CVD-пластины алмаза | C[361] |
| Diatope | поставщик | Германия | Инженерный NV-алмаз; компания, выделившаяся из Ульмского университета (2021) | P[364] |
| Harvard | исследования | США | Имплантированная SiV-нанофотоника | D[209] |
| Quantum Brilliance | разработчик | Австралия | Установки, работающие при комнатной температуре; фабрика квантового алмаза в Мельбурне (2025) | P[364] |
| QuantumDiamonds | разработчик | Германия | NV-микроскопия, Мюнхен | P[364] |
Деньги. 2026-07 · QuantumDiamonds · грант и капитал · EUR 91 M, из них EUR 76 M по EU Chips Act · финансирование мюнхенского производства на EUR 152 M · сделка закрыта P[364]. 2025-01 · Quantum Brilliance · раунд A · USD 20 M · ~USD 58 M накопленным итогом · сделка закрыта P[364]. Ни одна стадия QBI не называет алмазное производство.
Рынок и цепочка поставок. Один доминирующий поставщик подложек — вот риск концентрации, а две альтернативы появились лишь в 2021 и 2025 гг.; ускорители и травильное оборудование универсальны. Юнит-экономика не публикуется. Работает на G6 и на сенсорику.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Датированного патентного семейства из названной базы данных по состоянию на 4 сентября 2026 г. нет; марки DNV от Element Six являются де-факто ориентиром.
Дорожные карты и послужной список. QuTech (программа модульных вычислений · в графике) P[362]. QuantumDiamonds (мюнхенское производство, 2026-07 · слишком свежо для оценки) P[364]. Quantum Brilliance (установки в трёх лабораториях · поставлены, даты не указаны) P[364]. Ни один участник не публикует датированной цели по выходу годных.
Стратегическое прочтение. Element Six выигрывает при любом сценарии: он продаёт подложки участникам, которые конкурируют друг с другом, а не с ним. Волоконный микрорезонатор — тихая угроза: резонатор вне кристалла снимает бо́льшую часть проблемы нанофабрикации.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить/понизить (12–24 месяца): детерминированная одноионная имплантация с детектированием события либо опубликованная по целому чипу доля резонаторов с кооперативностью выше единицы подтверждает; ещё два года без того и другого понижают это до исследовательского процесса. В лучшем случае к 2029: массивы масштаба чипа с десятками пригодных узлов. В худшем случае: каждый узел так и остаётся отобранным вручную. Открытые вопросы: (1) может ли точность имплантации приблизиться к одному нанометру; (2) вырастут ли Diatope или фабрика Quantum Brilliance во второй источник масштаба Element Six; (3) вытеснит ли связь с внешним резонатором монолитную нанофотонику.
Литература
- [209] C. M. Knaut et al., “Entanglement of nanophotonic quantum memory nodes in a telecom network,” Nature, vol. 629, no. 8012, pp. 573–578, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07252-z. D
- [359] J. Fischer et al., “Spin-photon correlations from a Purcell-enhanced diamond nitrogen-vacancy center coupled to an open microcavity,” Nat. Commun., vol. 16, no. 1, Art. no. 11680, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41467-025-66722-8. D
- [361] Element Six, “Element Six launches DNV-B1™ – its first commercially-available, general-purpose quantum grade diamond,” Jun. 15, 2020. [Online]. Available: https://www.e6.com/
en/ Cabout/ news/ dnv-b1-launch - [362] QuTech, “Coherent coupling of diamond colour centre to a nanocavity,” Jun. 25, 2026. [Online]. Available: https://qutech.nl/
2026/ P06/ 25/ a-step-toward-faster-quantum-networks/ - [364] M. U. Rehman, “Top Diamond NV-Centre Quantum Computing Companies in 2026,” The Quantum Insider, Jul. 10, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ P07/ 10/ 8-quantum-computing-companies-working-with-nv-centre-in-diamond-technology/
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
СТМ-литография (доноры)
Остриё сканирующего туннельного микроскопа десорбирует водород с пассивированной поверхности Si(100), открывая одиночные площадки, фосфин легирует их, а эпитаксиальный кремний заращивает доноры — атомарно точно, последовательно и без фабричного эквивалента.
Вердикт. Одиннадцать кубитов с атомарной точностью подтверждают физику; но при единственном исполнителе, отсутствии установки на рынке и неопубликованной схеме параллельной записи это остаётся штучным процессом, что бы ни утверждала цель на 2033 год.
Λ = коэффициент подавления ошибки на шаг кодового расстояния; QBI = DARPA Quantum Benchmarking Initiative (Stage A — концепция → B — план НИОКР → C — государственная V&V); G1–G7 = классы целей отчёта (см. «Участники и экономика»).
Сущность и происхождение
Резистом служит поверхность Si(100), терминированная водородом. Остриё снимает водород с выбранных димеров электронно-стимулированной десорбцией; фосфин адсорбируется только на оголённом кремнии; отжиг встраивает фосфор в узлы решётки по механизму замещения; низкотемпературная эпитаксия заращивает результат. Формирование рисунка по водородному резисту старше своего кубитного применения на два десятилетия; группа Simmons в UNSW изготовила одноатомный транзистор в 2012 году D[357], а SQC, давшая маршруту имя PAQMan, — 11-кубитный процессор в 2025-м D[192].
Атрибуты: инженерно заданное размещение естественной примеси, ни подвижности, ни собственного шага управления, паулиевская ошибка после изготовления, класс производства без аналога в КМОП.
Физика и пределы
Полом здесь структурно является производительность: одно остриё посещает по одной площадке за раз, поэтому процесс масштабируется как O(N) по кубитам там, где фотолитография масштабируется как O(1) по пластинам. Совмещение в плоскости внутри окна десорбции близко к постоянной решётки, но конечное положение донора несёт ~3 nm неопределённости из-за сегрегации и диффузии при встраивании и заращивании: ограничивающий шаг тепловой, а не литографический. Настоящий размен — температура заращивания: достаточная для хорошей эпитаксии сдвигает доноры, а достаточно низкая, чтобы их заморозить, оставляет дефекты, дефазирующие электрон. Закон масштабирования меняет только параллельная экспозиция.
Достигнутый инженерный уровень
таблица
Доминирующий член: число изготовленных приборов. Каждое донорное устройство на сканирующем туннельном микроскопе (СТМ) изготавливается поштучно; параллельного процесса не существует ни в каком масштабе, а распределение выхода годных по размещению не опубликовано.
Не опубликовано: первичное измерение распределения положений встроенных доноров, стоящее за точностью размещения ~3 nm; суммы инвестиции Firgun Ventures, соглашения со SkyWater и сотрудничества с AMD, а также разбивка общей суммы NRFC в A$60 M по траншам; схема распараллеливания размещения доноров с помощью СТМ — ни у SQC, ни у какой-либо другой группы; какое-либо заявление SQC о приобретении SkyWater компанией IonQ.
Производство, материалы и цепочка поставок
Установку для размещения доноров «под ключ» не продаёт никто: оборудование (СТМ в сверхвысоком вакууме, обращение с фосфином, эпитаксия) рыночное, а рецепт — нет, поэтому второй источник закупить негде. Исходное сырьё больше не в дефиците: обогащённый ²⁸Si от ASP Isotopes и, с 2026-07-16, силан US DOE с чистотой 99.9999% по ²⁸Si P[348]. SkyWater поставляет резонаторы и корпусирование в США (2025-11-20) C[276], а IonQ, поставщик конкурирующей платформы, 2026-07-31 закрыла приобретение SkyWater примерно за USD 1.8 B G[19] — самый острый риск поставок здесь. Экспортный контроль бьёт по сырью, а не по инструменту: СТМ-литографию не покрывает ни один экспортный классификационный номер (ECCN), но правило США от 2024-09-06 ввело ECCN для изотопно обогащённых кремния и германия — кремний подпадает под них, если в нём менее 0.08% изотопа ²⁹Si, обладающего ядерным спином, — в виде эпитаксиальных слоёв (3C907), гидридов вроде силана (3C908) и объёмного материала или оксида (3C909), что охватывает и силан US DOE; ECCN того же правила для квантовых компьютеров, 4A906, начинается с 34 кубитов и ниже 2 000 действует лишь при ошибке двухкубитного вентиля (C-NOT) ниже потолка, заданного для каждого диапазона размеров, так что устройство на одиннадцать кубитов под него не попадает G[301]. Нагрузка при масштабировании неизвестна — устройств более чем на одиннадцать кубитов не существует.
Роль в стеке
Производственный слой архитектуры донорных спинов в кремнии: предоставляет носитель «донорный спин», а через него — регистры с вентилями по сверхтонкой связи и спин-зарядовое считывание; на шаге размещения замещает фабричный КМОП, разменивая производительность по пластинам на непревзойдённую точность позиционирования. Больше ничто в стеке его не требует — в этом и стратегическая слабость: дефект здесь нельзя обойти маршрутом, а прогресс в нём не даёт выигрыша ни одному другому узлу. Верификация: точности (fidelity) на 11 кубитах происходят из одной статьи единственной группы, практикующей этот процесс D[192] — второго изготовителя нет, а формулировок точности три: в препринте, в журнале и в основном отчёте.
Участники и экономика
Кто.
| Организация | Роль | Страна | Что именно делает с технологией | Свидетельство |
|---|---|---|---|---|
| SQC | разработчик | Австралия | Единственный практик СТМ-размещения доноров | D[192] |
| SkyWater Technology | поставщик | США | Резонаторы и корпусирование | C[276] |
| IonQ | поставщик | США | Владеет SkyWater с 2026-07-31 | G[19] |
| NVIDIA | поставщик | США | Межсоединение NVQLink, SQC среди 17 разработчиков | C[531] |
| AMD | поставщик | США | Аппаратура для управления кубитами и их считывания, вычислительные мощности для моделирования (сотрудничество объявлено 2026-04-07) | C[358] |
Деньги. 2025-11-06 · SQC · QBI Stage B · до USD 15 M · DARPA · присуждён факт. 2026-03-24 и 2026-06-11 · SQC · вхождение в капитал · A$60 M суммарно · Australia's NRFC · закрыто факт. 2026-06-11 · SQC · инвестиция · сумма не раскрыта · Firgun Ventures · объявлено C[358]. 2026-07-31 · IonQ · приобретение поставщика SkyWater · ~USD 1.8 B · закрыто G[19].
Рынок и цепочка поставок. Рынка нет: один оператор, рыночного процесса не существует. Стоимость одного размещённого донора не публикуется, поэтому юнит-экономику невозможно сверить с целью на 2033 год. Финансирует G2 и G3; для G4 нужно распараллеливание, которого нет.
Интеллектуальная собственность и стандарты. Базовые патенты восходят к линии UNSW/Simmons; датированного подсчёта семейств по поименованной базе по состоянию на 4 сентября 2026 г. нет, и размещение с атомарной точностью не покрыто ни одним стандартом.
Дорожные карты и послужной список. SQC (2026-06 · коммерческий масштаб к 2033 Rфакт · не выполнено, опубликовано одиннадцать кубитов). «Непрерывное масштабирование» и «миллион кубитов» фигурируют в материалах компании без опубликованного механизма C[358], так что цель скорее нефальсифицируема, чем амбициозна.
Стратегическое прочтение. Если схема параллельной записи появится, десятилетие накопленного знания рецептов сложится в настоящий защитный ров. Без неё та самая точность, которая делает процесс привлекательным, его же и ограничивает, а стоимость мигрирует к тому, кто встроит доноры в фабричный маршрут.
Перспективы и открытые вопросы
Подтвердить/понизить (12–24 месяца): датированный анонс параллельного изготовления или устройство более чем на одиннадцать кубитов подтверждают наличие пути за пределы штучного масштаба; отсутствие того и другого к 2028 году понижает технологию до физического инструмента. В лучшем случае к 2029: свыше пятидесяти доноров с опубликованным выходом годных. В худшем случае: возможность, замкнутая на одну лабораторию. Открыто: (1) осуществима ли экспозиция несколькими остриями или по шаблону; (2) сохранит ли новый владелец SkyWater эти отношения; (3) опубликует ли кто-нибудь распределение выхода годных по размещению.
Литература
- [19] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of SkyWater Technology,” Jul. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ Gionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [192] H. Edlbauer et al., “An 11-qubit atom processor in silicon,” Nature, vol. 648, no. 8094, pp. 569–575, Dec. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09827-w. arXiv:2506.03567. D
- [276] Silicon Quantum Computing, “SkyWater x SQC: Advancing Hybrid Quantum-Classical Computing,” Nov. 20, 2025. [Online]. Available: https://sqc.com/
news/ Cskywater-and-sqc-advancing-hybrid-quantum-classical-computing - [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/ G2024/ 09/ 06/ 2024-19633/ commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies - [348] U.S. Department of Energy, “DOE Advances Domestic Supply of Silicon, Germanium Isotopes for Quantum Computing,” HPCwire, Jul. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
off-the-wire/ Pdoe-advances-domestic-supply-of-silicon-germanium-isotopes-for-quantum-computing/ - [357] M. Fuechsle et al., “A single-atom transistor,” Nat. Nanotechnol., vol. 7, no. 4, pp. 242–246, Apr. 2012, doi: 10.1038/nnano.2012.21. D
- [358] Silicon Quantum Computing, “Silicon Quantum Computing — News,” sqc.com. [Online]. Available: https://sqc.com/
news/ C - [531] NVIDIA, “NVIDIA Introduces NVQLink — Connecting Quantum and GPU Computing for 17 Quantum Builders and Nine Scientific Labs,” Oct. 28, 2025. [Online]. Available: https://nvidianews.nvidia.com/
news/ Cnvidia-nvqlink-quantum-gpu-computing
הטקסט בעברית נטען…
The English text is loading…
9Литература
Номер обозначает одну работу во всём Атласе — здесь, в каждом обзоре по технологии и в последующих изданиях. В этом списке — все 900 работ, на которые ссылается Атлас, в общей нумерации: 1–347 — работы, на которые ссылается отчёт, в порядке первого цитирования; работы после них вошли через обзоры по технологиям, которые повторяют свои записи под своим текстом. Онлайн-источники просмотрены в сентябре 2026 г.
- [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.
- [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.
- [3] T. He et al., “Experimental Quantum Error Correction below the Surface Code Threshold via All-Microwave Leakage Suppression,” Phys. Rev. Lett., vol. 135, no. 26, Art. no. 260601, Dec. 2025, doi: 10.1103/rqkg-dw31.
- [4] D. Bluvstein et al., “A fault-tolerant neutral-atom architecture for universal quantum computation,” Nature, vol. 649, no. 8095, pp. 39–46, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09848-5. arXiv:2506.20661.
- [5] N. Berthusen et al., “Experimental validation of a compact fault-tolerant architecture for trapped ions,” arXiv:2609.03194, Sep. 2026.
- [6] M. E. Beverland et al., “Assessing requirements to scale to practical quantum advantage,” arXiv:2211.07629, Nov. 2022.
- [7] C. Gidney, “How to factor 2048 bit RSA integers with less than a million noisy qubits,” arXiv:2505.15917, May 2025.
- [8] Y. Wu, S. Kolkowitz, S. Puri, and J. D. Thompson, “Erasure conversion for fault-tolerant quantum computing in alkaline earth Rydberg atom arrays,” Nat. Commun., vol. 13, Art. no. 4657, 2022, doi: 10.1038/s41467-022-32094-6. arXiv:2201.03540.
- [9] H. Neven, “Building superconducting and neutral atom quantum computers,” Google, Mar. 24, 2026. [Online]. Available: https://blog.google/
innovation-and-ai/ technology/ research/ neutral-atom-quantum-computers/ - [10] IBM, “IBM to Acquire HRL Laboratories to Power the Future of Quantum,” Jul. 23, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
2026-07-23-ibm-to-acquire-hrl-laboratories-to-power-the-future-of-quantum - [11] Novo Nordisk Foundation, “New quantum computer with great potential to boost Nordic research and innovation,” Novo Nordisk Fonden, Jul. 17, 2025. [Online]. Available: https://novonordiskfonden.dk/
en/ news/ new-quantum-computer-with-great-potential-to-boost-nordic-research-and-innovation/ - [12] M. Abdel-Kareem, “Denmark's QuNorth to Acquire 50-Logical-Qubit Magne Quantum Computer from Atom Computing and Microsoft,” Quantum Computing Report, Jul. 17, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
denmarks-qunorth-to-acquire-50-logical-qubit-magne-quantum-computer-from-atom-computing-and-microsoft/ - [13] Microsoft Azure Quantum, “Interferometric single-shot parity measurement in InAs–Al hybrid devices,” Nature, vol. 638, no. 8051, pp. 651–655, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-024-08445-2.
- [14] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Announces Agreement to Acquire Quantum Circuits Inc., Establishing World's Leading Quantum Computing Company,” Jan. 7, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ newsroom/ press-release/ d-wave-to-acquire-quantum-circuits-inc-establishing-world-s-leading-quantum-computing-company/ - [15] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Reports Second Quarter 2026 Results,” Aug. 6, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ newsroom/ press-release/ d-wave-reports-second-quarter-2026-results/ - [16] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Reports Fourth Quarter and Year-End 2025 Results,” Feb. 26, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ newsroom/ press-release/ d-wave-reports-fourth-quarter-and-year-end-2025-results/ - [17] D-Wave Quantum, “D-Wave Announces the Resignation of Chief Financial Officer,” dwavequantum.com, Aug. 25, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ newsroom/ press-release/ d-wave-announces-the-resignation-of-chief-financial-officer/ - [18] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of Oxford Ionics, Rapidly Accelerating Its Quantum Computing Roadmap,” Sep. 17, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ 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/ ionq-completes-acquisition-of-skywater-technology - [20] M. Aghaee et al., “Distinct Lifetimes for X and Z Loop Measurements in a Majorana Tetron Device,” arXiv:2507.08795, Jul. 2025.
- [21] M. Aghaee et al., “20 Second Parity Lifetime in an InAs–Pb Tetron Device,” arXiv:2606.03884, Jun. 2026.
- [22] H. F. Legg, “On the robustness of topological gap detection via transport,” Nature, vol. 654, no. 8120, pp. E22–E26, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10567-8. arXiv:2503.08944.
- [23] Microsoft Quantum, “Reply to: On the robustness of topological gap detection via transport,” Nature, vol. 654, no. 8120, pp. E27–E28, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10568-7.
- [24] J. J. Goings et al., “Reliably assessing the electronic structure of cytochrome P450 on today's classical computers and tomorrow's quantum computers,” Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 119, no. 38, Art. no. e2203533119, Sep. 2022, doi: 10.1073/pnas.2203533119. arXiv:2202.01244.
- [25] J. Lee et al., “Even more efficient quantum computations of chemistry through tensor hypercontraction,” PRX Quantum, vol. 2, no. 3, Art. no. 030305, Jul. 2021, doi: 10.1103/PRXQuantum.2.030305. arXiv:2011.03494.
- [26] I. D. Kivlichan et al., “Improved Fault-Tolerant Quantum Simulation of Condensed-Phase Correlated Electrons via Trotterization,” Quantum, vol. 4, Art. no. 296, Jul. 2020, doi: 10.22331/q-2020-07-16-296. arXiv:1902.10673.
- [27] D. Litinski, “How to compute a 256-bit elliptic curve private key with only 50 million Toffoli gates,” arXiv:2306.08585, Jun. 2023.
- [28] R. Babbush et al., “Securing Elliptic Curve Cryptocurrencies against Quantum Vulnerabilities: Resource Estimates and Mitigations,” PRX Quantum, vol. 7, no. 3, Aug. 2026, doi: 10.1103/j3xf-bw18. arXiv:2603.28846.
- [29] P. Webster et al., “The Pinnacle Architecture: Reducing the cost of breaking RSA-2048 to 100 000 physical qubits using quantum LDPC codes,” arXiv:2602.11457, Feb. 2026.
- [30] M. Cain et al., “Shor's algorithm is possible with as few as 10,000 reconfigurable atomic qubits,” arXiv:2603.28627, Mar. 2026.
- [31] H. Zhou et al., “Resource Analysis of Low-Overhead Transversal Architectures for Reconfigurable Atom Arrays,” Proc. 52nd Annu. Int. Symp. Comput. Archit. (ISCA), 2025, doi: 10.1145/3695053.3731039. arXiv:2505.15907.
- [32] Y. Chen and M. Devoret, “Our quantum hardware: the engine for verifiable quantum advantage,” Google Blog, Oct. 22, 2025. [Online]. Available: https://blog.google/
innovation-and-ai/ technology/ research/ quantum-hardware-verifiable-advantage/ - [33] IBM, “IBM Quantum Computing — Hardware and roadmap.” [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ hardware - [34] IBM Quantum, “What's new at IBM Quantum - Q2 2026.” [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ blog/ whats-new-q2-2026 - [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.
- [36] Rigetti Computing, Inc., “Rigetti Announces General Availability of 108-Qubit System,” Apr. 7, 2026. [Online]. Available: https://investors.rigetti.com/
news-releases/ news-release-details/ rigetti-announces-general-availability-108-qubit-system - [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.
- [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.
- [39] W.-J. Lin, H. Cho, Y. Chen, M. G. Vavilov, C. Wang, and V. E. Manucharyan, “24 days-stable CNOT-gate on fluxonium qubits with over 99.9% fidelity,” arXiv:2407.15783, Jul. 2024.
- [40] L. Ding et al., “High-Fidelity, Frequency-Flexible Two-Qubit Fluxonium Gates with a Transmon Coupler,” Phys. Rev. X, vol. 13, no. 3, Art. no. 031035, Sep. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.031035.
- [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.
- [42] E. Rosenfeld et al., “Magic state cultivation on a superconducting quantum processor,” arXiv:2512.13908, Dec. 2025.
- [43] W. Lin et al., “Surface code logical operations on a superconducting quantum processor,” arXiv:2607.01473, Jul. 2026.
- [44] Y. Wang et al., “A superconducting surface-code processor with lattice-surgery logical operations,” arXiv:2606.06598, Jun. 2026.
- [45] A. Kandala, A. Javadi-Abhari, and J. Gambetta, “Researchers demonstrate quantum advantage through trusted quantum computation,” IBM Quantum Computing Blog, Jul. 30, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ blog/ quantum-advantage - [46] S. Martiel et al., “Sampling hard circuits with verifiably high fidelity,” arXiv:2607.25941, Jul. 2026.
- [47] H. Manabe, H. Gu, and F. Pan, “Classical Simulation and Design Frontiers for IBM's Doped Clifford Sampling Experiment,” arXiv:2608.13110, Aug. 2026.
- [48] T. Maurer et al., “Real-time decoding of the gross code memory with FPGAs,” arXiv:2510.21600, Oct. 2025.
- [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 - [50] C. Dundon, S. Hall, M. Hollister, and A. Lindler, “IBM's new modular architecture for cryogenic systems,” IBM Quantum Computing Blog, Aug. 19, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ blog/ modular-cryogenics - [51] Fujitsu Limited and RIKEN, “Fujitsu and RIKEN develop world-leading 256-qubit superconducting quantum computer,” Fujitsu Global, Apr. 22, 2025. [Online]. Available: https://info.archives.global.fujitsu/
global/ about/ resources/ news/ press-releases/ 2025/ 0422-01.html - [52] M. Abdel-Kareem, “Fujitsu to Develop 10,000-Plus Qubit Superconducting Quantum Computer for 2030,” Quantum Computing Report, Aug. 1, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
fujitsu-to-develop-10000-plus-qubit-superconducting-quantum-computer-for-2030/ - [53] M. Abdel-Kareem, “SEEQC Reports Integrated Qubit Control Logic Operating at Millikelvin Temperatures,” Quantum Computing Report, Mar. 21, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
seeqc-reports-integrated-qubit-control-logic-operating-at-millikelvin-temperatures/ - [54] M. Abdel-Kareem, “SEEQC and IBM Collaborate on SFQ Control Integration Under DARPA's Quantum Benchmarking Initiative,” Quantum Computing Report, Jun. 12, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
seeqc-and-ibm-collaborate-on-sfq-control-integration-under-darpas-quantum-benchmarking-initiative/ - [55] M. Swayne, “Atlantic Quantum Joins Google Quantum AI,” The Quantum Insider, Oct. 3, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ 10/ 03/ atlantic-quantum-joins-google-quantum-ai/ - [56] R. Neeman, “Superconductor Electronics Monitor,” Qodeh, 2026, doi: 10.5281/zenodo.21860767. [Online]. Available: https://qodeh.com/
publications/ superconductor-electronics-monitor-2026/ - [57] IBM Quantum, “Why IBM is investing $10 billion into quantum computing,” Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ blog/ 10-billion-investment-faq - [58] IQM Quantum Computers, “IQM Quantum Computers Becomes First European Quantum Computing Company Listed on a Major U.S. Exchange,” Jul. 2, 2026. [Online]. Available: https://iqm.tech/
press-releases/ iqm-quantum-computers-becomes-first-european-quantum-computing-company-listed-on-a-major-u-s-exchange/ - [59] IQM Quantum Computers, “IQM to Deliver Its 1st Quantum Computer in South America to Brazil's Eldorado Research Institute,” HPCwire (press release), Sep. 18, 2026. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
off-the-wire/ iqm-to-deliver-its-1st-quantum-computer-in-south-america-to-brazils-eldorado-research-institute/ - [60] A. Curbison, “OQC raises £260m in Europe's largest ever private quantum computing funding round,” OQC, Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://oqc.tech/
company/ newsroom/ series-c - [61] Rigetti Computing, “Rigetti Computing Reports Second Quarter 2026 Financial Results,” Rigetti Investor Relations, Aug. 6, 2026. [Online]. Available: https://investors.rigetti.com/
news-releases/ news-release-details/ rigetti-computing-reports-second-quarter-2026-financial-results - [62] NIST / U.S. Department of Commerce, “Department of Commerce Announces Finalization of CHIPS R&D Award with Rigetti,” Sep. 8, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/
news-events/ news/ 2026/ 09/ department-commerce-announces-finalization-chips-rd-award-rigetti - [63] Rigetti Computing, “Rigetti Signs Definitive Agreement for $100M with U.S. Government to Accelerate R&D for Superconducting Quantum Computing,” GlobeNewswire, Sep. 8, 2026. [Online]. Available: https://www.globenewswire.com/
news-release/ 2026/ 09/ 08/ 3357469/ 0/ en/ rigetti-signs-definitive-agreement-for-100m-with-u-s-government-to-accelerate-r-d-for-superconducting-quantum-computing.html - [64] D. Finke, “Google Quantum AI is Now Accepting Proposals for Early Access to their Willow Quantum Processor,” Quantum Computing Report, Apr. 19, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
google-quantum-ai-is-now-accepting-proposals-for-early-access-to-their-willow-quantum-processor/ - [65] DARPA, “Stage B selection,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
research/ programs/ quantum-benchmarking-initiative/ stage-b-selection - [66] D. Finke, “DARPA's Quantum Benchmarking Initiative (QBI) Advances with Eleven Teams Moving to Stage B,” Quantum Computing Report, Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
darpas-quantum-benchmarking-initiative-qbi-advances-with-eleven-teams-moving-to-stage-b/ - [67] IBM, “IBM Sets the Course to Build World's First Large-Scale, Fault-Tolerant Quantum Computer at New IBM Quantum Data Center,” Jun. 10, 2025. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
2025-06-10-IBM-Sets-the-Course-to-Build-Worlds-First-Large-Scale,-Fault-Tolerant-Quantum-Computer-at-New-IBM-Quantum-Data-Center - [68] D. Finke, “IBM Extends Roadmap Up to 4,158 Qubits Using Multiprocessing and Advanced Software,” Quantum Computing Report, May 10, 2022. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
ibm-extends-roadmap-up-to-4158-qubits-using-multiprocessing-and-advanced-software/ - [69] Rigetti Computing, “Rigetti Computing Provides Update on 108-Qubit System,” Jan. 9, 2026. [Online]. Available: https://investors.rigetti.com/
news-releases/ news-release-details/ rigetti-computing-provides-update-108-qubit-system - [70] IQM Quantum Computers, “Development Roadmap,” Jan. 5, 2026. [Online]. Available: https://iqm.tech/
technology/ roadmap - [71] IQM Quantum Computers, “IQM to deliver world-leading 300-qubit quantum computer to Finland,” May 20, 2025. [Online]. Available: https://iqm.tech/
press-releases/ iqm-to-deliver-world-leading-300-qubit-quantum-computer-to-finland/ - [72] IBM, “Quantum Roadmap.” [Online]. Available: https://www.ibm.com/
roadmaps/ quantum/ - [73] D. McKay et al., “How to measure the performance of a quantum computer,” IBM, Jul. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ blog/ hardware-metrics-2026 - [74] K. Wang et al., “Demonstration of low-overhead quantum error correction codes,” Nat. Phys., 2026, doi: 10.1038/s41567-025-03157-4. arXiv:2505.09684.
- [75] Fujitsu, “Fujitsu Quantum.” [Online]. Available: https://global.fujitsu/
en-global/ technology/ research/ quantum - [76] Fujitsu Limited, “Fujitsu starts official development of plus-10,000 qubit superconducting quantum computer targeting completion in 2030,” Aug. 1, 2025. [Online]. Available: https://global.fujitsu/
en-global/ pr/ news/ 2025/ 08/ 01-01-en - [77] N. Coppola, “Alice & Bob Shares Preliminary Results Vastly Surpassing Previous Bit-Flip Time Record,” Alice & Bob, Sep. 25, 2025. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
newsroom/ alice-bob-surpasses-bit-flip-stability-record - [78] N. Coppola, “Alice & Bob Improves Error Suppression in Quantum Computers by 'Squeezing' Cat Qubits,” Alice & Bob, Mar. 11, 2025. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
newsroom/ squeezed-cat-qubit/ - [79] R. Rousseau et al., “Enhancing dissipative cat qubit protection by squeezing,” arXiv:2502.07892, Feb. 2025.
- [80] H. Putterman et al., “Hardware-efficient quantum error correction via concatenated bosonic qubits,” Nature, vol. 638, no. 8052, pp. 927–934, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-08642-7.
- [81] Y. Ye et al., “Bias-preserving cat-cat CNOT gate via vacuum-conditional beam-splitter,” arXiv:2607.22852, Jul. 2026.
- [82] S. Turcotte et al., “Quantum error correction of a grid-state qubit with state preparation and measurement errors below 10⁻³,” arXiv:2607.06718, Jul. 2026.
- [83] B. L. Brock et al., “Quantum error correction of qudits beyond break-even,” Nature, vol. 641, no. 8063, pp. 612–618, May 2025, doi: 10.1038/s41586-025-08899-y.
- [84] N. Mehta et al., “An entangling gate for dual-rail erasure qubits,” Nature, vol. 656, no. 8126, pp. 47–53, Aug. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10822-y. arXiv:2503.10935.
- [85] J. S.-C. Hung et al., “Fast, High-Fidelity Erasure Detection of Dual-Rail Qubits with Symmetrically Coupled Readout,” arXiv:2604.16292, Apr. 2026.
- [86] Quantum Circuits, “Quantum Circuits Makes Error-Detecting Qubits,” Nov. 19, 2024. [Online]. Available: https://quantumcircuits.com/
resources/ quantum-circuits-make-error-detecting-qubits/ - [87] N. Coppola, “Alice & Bob Unveils First Quantum System, Helium,” Alice & Bob, Jun. 10, 2026. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
newsroom/ alice-bob-unveils-first-quantum-system/ - [88] N. Coppola, “Alice & Bob announces Series B Extension,” Alice & Bob, May 22, 2026. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
newsroom/ alice-bob-announces-series-b-extension/ - [89] Nord Quantique, “Nord Quantique Reaches $1.4 Billion USD Valuation with Latest Investment,” Business Wire, May 18, 2026. [Online]. Available: https://www.businesswire.com/
news/ home/ 20260518358351/ en/ Nord-Quantique-Reaches-$1.4-Billion-USD-Valuation-with-Latest-Investment - [90] HPCwire, “Canada's Nord Quantique Selected for 2nd Phase of DARPA Quantum Benchmarking Initiative,” Nov. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
off-the-wire/ canadas-nord-quantique-selected-for-2nd-phase-of-darpa-quantum-benchmarking-initiative/ - [91] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Finalizes Agreement with U.S. Department of Commerce for Up to $100 Million,” dwavequantum.com, Sep. 8, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ newsroom/ press-release/ d-wave-finalizes-agreement-with-u-s-department-of-commerce-for-up-to-100-million/ - [92] Alice & Bob, “Alice & Bob: Our Quantum Computing Roadmap,” Jun. 22, 2026. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
roadmap.md - [93] Nord Quantique, “Company website.” [Online]. Available: https://www.nordquantique.com/
- [94] M. Swayne, “D-Wave's New Gate-Model Roadmap Puts Pin in 2032 For 100 Logical-Qubit System,” The Quantum Insider, Jun. 1, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 06/ 01/ d-waves-new-gate-model-roadmap-puts-pin-in-2032-for-100-logical-qubit-system/ - [95] É. Gouzien, D. Ruiz, F.-M. Le Régent, J. Guillaud, and N. Sangouard, “Performance Analysis of a Repetition Cat Code Architecture: Computing 256-bit Elliptic Curve Logarithm in 9 Hours with 126133 Cat Qubits,” Phys. Rev. Lett., vol. 131, Art. no. 040602, Jul. 2023, doi: 10.1103/PhysRevLett.131.040602. arXiv:2302.06639.
- [96] D. Ruiz, J. Guillaud, A. Leverrier, M. Mirrahimi, and C. Vuillot, “LDPC-cat codes for low-overhead quantum computing in 2D,” Nat. Commun., vol. 16, Art. no. 1040, 2025, doi: 10.1038/s41467-025-56298-8. arXiv:2401.09541.
- [97] A. Ransford et al., “A 98-qubit trapped-ion quantum computer with all-to-all connectivity,” Nature, vol. 655, no. 8121, pp. 81–86, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10676-4. arXiv:2511.05465.
- [98] Quantinuum, “Quantum Volume.” [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
glossary-item/ quantum-volume - [99] IonQ, “IonQ Forte: High-Performance Commercial Quantum Computer.” [Online]. Available: https://www.ionq.com/
quantum-systems/ forte - [100] J.-S. Chen et al., “Benchmarking a trapped-ion quantum computer with 30 qubits,” Quantum, vol. 8, Art. no. 1516, Nov. 2024, doi: 10.22331/q-2024-11-07-1516. arXiv:2308.05071.
- [101] IonQ, “IonQ Tempo: 100-Qubit Quantum Computer (#AQ 64).” [Online]. Available: https://ionq.com/
quantum-systems/ tempo - [102] A. C. Hughes et al., “Trapped-ion two-qubit gates with >99.99% fidelity without ground-state cooling,” arXiv:2510.17286, Oct. 2025.
- [103] M. C. Smith, A. D. Leu, K. Miyanishi, M. F. Gely, and D. M. Lucas, “Single-qubit gates with errors at the 10⁻⁷ level,” Phys. Rev. Lett., vol. 134, no. 23, Art. no. 230601, Jun. 2025, doi: 10.1103/42w2-6ccy. arXiv:2412.04421.
- [104] P. Wang et al., “Single ion-qubit exceeding one hour coherence time,” Nat. Commun., vol. 12, Art. no. 233, Jan. 2021, doi: 10.1038/s41467-020-20330-w. arXiv:2008.00251.
- [105] S. Dasu et al., “Computing with many encoded logical qubits beyond break-even,” arXiv:2602.22211, Feb. 2026.
- [106] Quantinuum, “Teleporting to new heights,” May 27, 2025. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
blog/ teleporting-to-new-heights - [107] S. Dasu et al., “Breaking even with magic: demonstration of a high-fidelity logical non-Clifford gate,” arXiv:2506.14688, Jun. 2025.
- [108] M. A. Perlin et al., “Fault-tolerant execution of error-corrected quantum algorithms,” arXiv:2603.04584, Mar. 2026.
- [109] E. Tham et al., “Breakeven demonstration of quantum low-density parity-check codes,” arXiv:2606.06455, Jun. 2026.
- [110] S. A. Moses et al., “A Race Track Trapped-Ion Quantum Processor,” Phys. Rev. X, vol. 13, Art. no. 041052, Dec. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.041052. arXiv:2305.03828.
- [111] M. Ye, A. Maksymov, and N. Delfosse, “Real-time decoder for a MegaQuOp quantum computer using a single CPU,” arXiv:2608.25027, Aug. 2026.
- [112] T. Häner et al., “Computing 256-bit elliptic curve discrete logarithms in 26 days on a fault-tolerant trapped-ion quantum computer with 20,000 qubits,” arXiv:2609.05625, Sep. 2026.
- [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.
- [114] W. C. Burton, B. Estey, I. M. Hoffman, A. R. Perry, C. Volin, and G. Price, “Transport of multispecies ion crystals through a junction in an RF Paul trap,” Phys. Rev. Lett., vol. 130, Art. no. 173202, Apr. 2023, doi: 10.1103/PhysRevLett.130.173202. arXiv:2206.11888.
- [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.
- [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.
- [117] M. Akhtar et al., “A high-fidelity quantum matter-link between ion-trap microchip modules,” Nat. Commun., vol. 14, no. 1, Art. no. 531, Feb. 2023, doi: 10.1038/s41467-022-35285-3.
- [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/ quantinuum-unveils-accelerated-roadmap-to-achieve-universal-fault-tolerant-quantum-computing-by-2030 - [119] IonQ, “IonQ Launches Superion Product Line: Industry-Leading, Upgradeable Platform Designed to Scale Manufacturable Fault Tolerant Quantum Computing,” Sep. 8, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ ionq-launches-superion-product-line-industry-leading-upgradeable-platform-designed-to-scale-manufacturable-fault-tolerant-quantum-computing - [120] Quantinuum, “Quantinuum Finalizes $100 Million CHIPS R&D Award with U.S. Department of Commerce to Advance Trapped-Ion Quantum Computer Manufacturing in the US,” ir.quantinuum.com, Sep. 8, 2026. [Online]. Available: https://ir.quantinuum.com/
news-releases/ news-release-details/ quantinuum-finalizes-100-million-chips-rd-award-us-department - [121] S.-A. Guo et al., “A site-resolved two-dimensional quantum simulator with hundreds of trapped ions,” Nature, vol. 630, no. 8017, pp. 613–618, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07459-0.
- [122] Honeywell, “Honeywell Announces $600 Million Capital Raise for Quantinuum at $10B Pre-Money Equity Valuation to Advance Quantum Computing at Scale,” Sep. 4, 2025. [Online]. Available: https://www.honeywell.com/
us/ en/ news/ press-releases/ 2025/ 09/ honeywell-announces-600-million-capital-raise-for-quantinuum-at-10b-pre-money-equity-valuation-to-advance-quantum-computing-at-scale - [123] Quantinuum, “Quantinuum Announces Pricing of Upsized Initial Public Offering,” Jun. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
press-releases/ quantinuum-announces-pricing-of-upsized-initial-public-offering - [124] Quantinuum, “Quantinuum Reports Second Quarter 2026 Results,” Aug. 11, 2026. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
press-releases/ quantinuum-reports-second-quarter-2026-results - [125] M. Abdel-Kareem, “Quantum Art Extends Series A to $140M to Scale Trapped-Ion Architecture,” Quantum Computing Report, Apr. 27, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
quantum-art-extends-series-a-to-140m-to-scale-trapped-ion-architecture/ - [126] Quantum Computing Report, “German Government Selects QUDORA-Led Consortium for €122 Million ($138.8 USD) NFQC-1k Trapped-Ion Quantum Computer Project,” quantumcomputingreport.com, Sep. 23, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
german-government-selects-qudora-led-consortium-for-e122-million-138-8-usd-nfqc-1k-trapped-ion-quantum-computer-project/ - [127] Quantum Spectator, “Six consortia selected to compete in Germany's Quantum Computing Competition with €640 million in planned funding,” quantumspectator.com, Sep. 23, 2026. [Online]. Available: https://quantumspectator.com/
six-consortia-selected-to-compete-in-germanys-quantum-computing-competition-with-e640-million-in-planned-funding/ - [128] Alpine Quantum Technologies GmbH, “AQT Sets New European Industry Standard: Introducing the ‘LYNX’ Series with Record-Breaking Quantum Volume,” AQT, May 5, 2026. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
lynx-quantum-volume-record/ - [129] A. Cordes, “Quantum computing scale-up eleQtron secures €57 million in one of the largest Series A funding rounds worldwide,” eleQtron, May 5, 2026. [Online]. Available: https://eleqtron.com/
en/ quantum-computing-scale-up-eleqtron-secures-57-million-in-one-of-the-largest-series-a-funding-rounds-worldwide/ - [130] IonQ, “IonQ Superion 256 to Power NVIDIA Quantum Research Center,” Sep. 23, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ ionq-to-advance-quantum-supercomputing-by-bringing-first-qpu-to-nvidia-accelerated-quantum-research-center - [131] IonQ, “IonQ's Superion 256 Platform Selected by Florida International University for Flagship Deployment,” Sep. 22, 2026. [Online]. Available: https://ionq.com/
news/ ionqs-superion-256-platform-selected-by-florida-international-university-for-flagship-deployment - [132] IonQ, “IonQ's Accelerated Roadmap: Turning Quantum Ambition into Reality,” Jun. 13, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
blog/ ionqs-accelerated-roadmap-turning-quantum-ambition-into-reality - [133] M. Ivezic, “IonQ,” PostQuantum, May 22, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-computing-companies/ ionq/ - [134] S. J. Evered et al., “High-fidelity entangling gates and nonlocal circuits with neutral atoms,” arXiv:2604.25987, Apr. 2026.
- [135] J. A. Muniz et al., “High-fidelity universal gates in the ¹⁷¹Yb ground state nuclear spin qubit,” arXiv:2411.11708, Nov. 2024.
- [136] R. B.-S. Tsai, X. Sun, A. L. Shaw, R. Finkelstein, and M. Endres, “Benchmarking and linear response modeling of high-fidelity Rydberg gates,” arXiv:2407.20184, Jul. 2024.
- [137] QuEra Computing Inc., “Gemini-Class Gate-Model Quantum Computer.” [Online]. Available: https://www.quera.com/
gemini - [138] H. J. Manetsch, G. Nomura, E. Bataille, K. H. Leung, X. Lv, and M. Endres, “A tweezer array with 6100 highly coherent atomic qubits,” Nature, vol. 647, pp. 60–67, 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09641-4. arXiv:2403.12021.
- [139] Caltech, “Caltech Team Sets Record with 6,100-Qubit Array,” Sep. 24, 2025. [Online]. Available: https://www.caltech.edu/
about/ news/ caltech-team-sets-record-with-6100-qubit-array - [140] J. Wang, Z. Wang, L. Li, F. Wang, S. Liang, and K. Yan, “Neutral Atom Quantum Computing: Principles, Routes, Progress, and Challenges,” arXiv:2608.05010, Aug. 2026.
- [141] S. Ma et al., “High-fidelity gates with mid-circuit erasure conversion in a metastable neutral atom qubit,” Nature, vol. 622, p. 279, 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06438-1. arXiv:2305.05493.
- [142] B. Zhang et al., “Logical qubits with erasure conversion using metastable neutral atoms,” Nat. Phys., vol. 22, no. 6, pp. 910–916, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03309-0. arXiv:2506.13724.
- [143] P. Scholl, A. L. Shaw, R. B.-S. Tsai, R. Finkelstein, J. Choi, and M. Endres, “Erasure conversion in a high-fidelity Rydberg quantum simulator,” Nature, vol. 622, p. 273, 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06516-4. arXiv:2305.03406.
- [144] N.-C. Chiu et al., “Continuous operation of a coherent 3,000-qubit system,” Nature, vol. 646, no. 8087, pp. 1075–1080, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09596-6.
- [145] Y. Wang et al., “Trapping 11,000 Atoms in a Tweezer Array Generated by a Single Metasurface,” arXiv:2606.02715, Jun. 2026.
- [146] D. Lim et al., “Defect-free arrays at the thousand-atom scale in a 4-K cryogenic environment,” PRX Quantum, vol. 7, Art. no. 033032, Apr. 2026, doi: 10.1103/45t1-vl5y. arXiv:2604.07205.
- [147] P. S. Rodriguez et al., “Experimental demonstration of logical magic state distillation,” Nature, vol. 645, no. 8081, pp. 620–625, Jul. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09367-3.
- [148] Atom Computing and Collaborators, “Quantum error correction with the toric code,” arXiv:2606.04079, Jun. 2026.
- [149] B. W. Reichardt et al., “Fault-tolerant quantum computation with a neutral atom processor,” arXiv:2411.11822, Nov. 2024.
- [150] L. Roady, “Infleqtion Unveils New Architecture to Accelerate Its Quantum Computing Roadmap To Achieve 1000 Logical Qubits by 2030,” Infleqtion, Sep. 17, 2025. [Online]. Available: https://infleqtion.com/
infleqtion-unveils-new-architecture-to-accelerate-its-quantum-computing-roadmap-to-achieve-1000-logical-qubits-by-2030/ - [151] Infleqtion, “Demonstration of 30 Logical Qubits on Sqale,” Sep. 24, 2026. [Online]. Available: https://infleqtion.com/
demonstration-of-30-logical-qubits-on-sqale/ - [152] H. Zhou et al., “Low-Overhead Transversal Fault Tolerance for Universal Quantum Computation,” Nature, vol. 646, no. 8084, pp. 303–308, 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09543-5. arXiv:2406.17653.
- [153] QuEra Computing, “QuEra Expands $230 Million Financing Round Advancing Quantum-Accelerated Supercomputing,” Sep. 9, 2025. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ quera-expands-230-million-financing-round-advancing-quantum-accelerated-supercomputing - [154] Atom Computing, “Atom Computing Raises More Than $300 Million to Accelerate Deployment of Fault-Tolerant, Neutral-Atom Quantum Computers,” PR Newswire, Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ atom-computing-raises-more-than-300-million-to-accelerate-deployment-of-fault-tolerant-neutral-atom-quantum-computers-302800832.html - [155] L. Roady, “Infleqtion Becomes First Neutral-Atom Quantum Company to Go Public,” Infleqtion, Feb. 17, 2026. [Online]. Available: https://infleqtion.com/
infleqtion-becomes-first-neutral-atom-quantum-company-to-go-public/ - [156] M. Swayne, “Pasqal Completes SPAC Merger With $360 Million in Cash,” The Quantum Insider, Aug. 28, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 08/ 28/ pasqal-completes-spac-merger-with-360-million-in-cash/ - [157] Pasqal, “Pasqal Reports First Half 2026 Financial Results,” Sep. 24, 2026. [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
newsroom/ pasqal-reports-first-half-2026-financial-results/ - [158] M. Swayne, “Google Paves a Two-Lane Quantum Roadmap by Adding Neutral Atom Systems,” The Quantum Insider, Mar. 24, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 03/ 24/ google-paves-a-two-lane-quantum-roadmap-by-adding-neutral-atom-systems/ - [159] The Quantum Insider, “Oratomic Raises $300 Million Series A,” thequantuminsider.com, Jul. 7, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 07/ 07/ oratomic-raises-300-million-series-a/ - [160] planqc, “planqc selected for Germany's Quantum Computing Competition with LOGIQC,” Sep. 22, 2026. [Online]. Available: https://planqc.eu/
news/ planqc-selected-for-germany-s-quantum-computing-competition-with-logiqc - [161] planqc, “MAQCS takes shape as first quantum computing hardware arrives at LRZ,” Sep. 9, 2026. [Online]. Available: https://planqc.eu/
news/ maqcs-takes-shape-as-first-quantum-computing-hardware-arrives-at-lrz - [162] QuEra Computing, “QuEra Announces 2028 Fault-Tolerant Quantum Computer and Expanded Multi-Year Strategic Collaboration with AWS,” Jun. 15, 2026. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ quera-announces-2028-fault-tolerant-quantum-computer-and-expanded-multi-year-strategic-collaboration-with-aws - [163] P. James, “QuEra: 100-Qubit Error Correction by 2026,” Quantum Zeitgeist, Jan. 9, 2024. [Online]. Available: https://quantumzeitgeist.com/
quera-computing-roadmap-100-logical-qubits/ - [164] QuNorth, “Magne.” [Online]. Available: https://qunorth.com/
magne - [165] The Quantum Insider, “QuNorth Clears Facility Milestone for MAGNE Quantum Computer,” thequantuminsider.com, Sep. 2, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 09/ 02/ qunorth-clears-facility-milestone-for-magne-quantum-computer/ - [166] Pasqal, “Pasqal Releases 2025 Roadmap Showcasing Upgradable Platform from Today's Quantum Solutions to Tomorrow's Fault-Tolerant Systems,” Jun. 12, 2025. [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
newsroom/ pasqal-releases-2025-roadmap/ - [167] J. Russell, “PASQAL Issues Roadmap to 10,000 Qubits in 2026 and Fault Tolerance in 2028,” HPCwire, Mar. 13, 2024. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
2024/ 03/ 13/ pasqal-issues-roadmap-to-10000-qubits-in-2026-and-fault-tolerance-in-2028/ - [168] Infleqtion, “Infleqtion Achieves 30 Entangled Logical Qubits on Its Sqale Quantum Computer,” Sep. 24, 2026. [Online]. Available: https://infleqtion.com/
infleqtion-achieves-30-entangled-logical-qubits-on-its-sqale-quantum-computer/ - [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.
- [170] X. Ding et al., “High-efficiency single-photon source above the loss-tolerant threshold for efficient linear optical quantum computing,” arXiv:2311.08347, Nov. 2023.
- [171] P. Zahalka et al., “A photonic source with half-a-GHz single-photon flux,” arXiv:2609.05387, Sep. 2026.
- [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 - [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.
- [174] M. V. Larsen et al., “Integrated photonic source of Gottesman–Kitaev–Preskill qubits,” Nature, vol. 642, no. 8068, pp. 587–591, Jun. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09044-5.
- [175] H.-L. Liu et al., “Gaussian boson sampling with 1,024 squeezed states in 8,176 modes,” Nature, vol. 653, no. 8115, pp. 687–692, May 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10523-6. arXiv:2508.09092.
- [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/ 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/ 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/ 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.
- [180] PsiQuantum, “News.” [Online]. Available: https://www.psiquantum.com/
news-import - [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/ - [182] GlobalFoundries, “GlobalFoundries and U.S. Department of Commerce finalize $375M R&D award to advance American quantum leadership,” gf.com, Sep. 8, 2026. [Online]. Available: https://gf.com/
news-and-events/ news/ globalfoundries-and-us-department-of-commerce-finalize-375m-r-and-d-award-to-advance-american-quantum-leadership/ - [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/ innovation/ psiquantums-stalled-quantum-plant-to-break-ground-after-location-switch/ - [184] M. Abdel-Kareem, “Xanadu to List on Nasdaq and TSX Following Shareholder Merger Approval,” Quantum Computing Report, Mar. 19, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
xanadu-to-list-on-nasdaq-and-tsx-following-shareholder-merger-approval/ - [185] Xanadu Quantum Technologies; ASML, “Xanadu and ASML Announce Collaboration to Advance Lithography for Photonic Quantum Hardware,” globenewswire.com, Sep. 9, 2026. [Online]. Available: https://www.globenewswire.com/
news-release/ 2026/ 09/ 09/ 3358504/ 0/ en/ xanadu-and-asml-announce-collaboration-to-advance-lithography-for-photonic-quantum-hardware.html - [186] M. Abdel-Kareem, “Photonic Inc. Reaches $2B Valuation with $200M Final Close,” Quantum Computing Report, May 12, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
photonic-inc-reaches-2b-valuation-with-200m-final-close/ - [187] Photonic Inc., “Photonic Inc. unveils Project VANGUARD, a proposal for a $500M specialized semiconductor manufacturing facility to accelerate commercialization of quantum, AI and defence innovation in Canada,” Sep. 14, 2026. [Online]. Available: https://photonic.com/
news/ photonic-inc-unveils-project-vanguard/ - [188] M. Swayne, “DARPA Selects Quandela For Stage A of The Quantum Benchmarking Initiative,” The Quantum Insider, Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 06/ 16/ darpa-selects-quandela-for-stage-a-of-the-quantum-benchmarking-initiative/ - [189] P. Steinacker et al., “Industry-compatible silicon spin-qubit unit cells exceeding 99% fidelity,” Nature, vol. 646, no. 8083, pp. 81–87, Sep. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09531-9.
- [190] Members of the HRL Quantum Team and Collaborators, “A digitally controlled silicon quantum processing unit,” arXiv:2604.16216, Apr. 2026.
- [191] HRL Laboratories, “HRL demonstrates a silicon quantum processor that runs itself,” Jul. 29, 2026. [Online]. Available: https://www.hrl.com/
news/ 2026/ 07/ 29/ hrl-demonstrates-a-silicon-quantum-processor-that-runs-itself - [192] H. Edlbauer et al., “An 11-qubit atom processor in silicon,” Nature, vol. 648, no. 8094, pp. 569–575, Dec. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09827-w. arXiv:2506.03567.
- [193] Y. Matsumoto et al., “Two-qubit logic and teleportation with mobile spin qubits in silicon,” Nature, vol. 653, no. 8114, pp. 391–397, May 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10423-9.
- [194] J. Y. Huang et al., “High-fidelity spin qubit operation and algorithmic initialization above 1 K,” Nature, vol. 627, no. 8005, pp. 772–777, Mar. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07160-2.
- [195] J. Dijkema et al., “Simultaneous operation of an 18-qubit modular array in germanium,” arXiv:2604.01063, Apr. 2026.
- [196] M. De Smet et al., “High-fidelity single-spin shuttling in silicon,” Nat. Nanotechnol., vol. 20, no. 7, pp. 866–872, Jun. 2025, doi: 10.1038/s41565-025-01920-5.
- [197] A. Nickl et al., “Eight-qubit operation of a 300 mm SiMOS foundry-fabricated device,” Nat. Commun., vol. 17, no. 1, Art. no. 5878, Jul. 2026, doi: 10.1038/s41467-026-74597-6.
- [198] C. Zhang et al., “Universal logical operations in a silicon quantum processor,” Nat. Nanotechnol., vol. 21, no. 5, pp. 635–641, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41565-026-02140-1.
- [199] H. C. George et al., “12-spin-qubit arrays fabricated on a 300 mm semiconductor manufacturing line,” Nano Lett., vol. 25, no. 2, pp. 793–799, Dec. 2024, doi: 10.1021/acs.nanolett.4c05205. arXiv:2410.16583.
- [200] Quantum Motion, “Quantum Motion Delivers the Industry's First Full-Stack Silicon CMOS Quantum Computer,” Sep. 15, 2025. [Online]. Available: https://quantummotion.com/
quantum-motion-delivers-the-industrys-first-full-stack-silicon-cmos-quantum-computer/ - [201] Quobly, “Quobly demonstrates key quantum operations on single industrial silicon chip, advancing toward large-scale quantum computing,” Sep. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.quobly.io/
press-releases/ quobly-demonstrates-key-quantum-operations-on-single-industrial-silicon-chip-advancing-toward-large-scale-quantum-computing/ - [202] J. Pelloux-Prayer et al., “Highly uniform first-electron position in qubit arrays fabricated on dedicated QSOI(R) 300mm commercial platform,” arXiv:2609.20043, Sep. 2026.
- [203] UNSW, “UNSW engineers help crack key challenge in scaling quantum computers,” Jun. 26, 2025. [Online]. Available: https://www.unsw.edu.au/
newsroom/ news/ 2025/ 06/ unsw-engineers-crack-challenge-scaling-quantum-computers - [204] IBM, “IBM Completes Acquisition of HRL Laboratories to Accelerate the Future of Quantum,” Aug. 26, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
2026-08-26-ibm-completes-acquisition-of-hrl-laboratories-to-accelerate-the-future-of-quantum - [205] Quantum Motion, “Quantum Motion secures additional investment to accelerate scalable silicon quantum computing,” quantummotion.com, Sep. 3, 2026. [Online]. Available: https://quantummotion.com/
quantum-motion-secures-additional-investment-to-accelerate-scalable-silicon-quantum-computing/ - [206] Equinix; Diraq, “Diraq and Equinix to Deploy Australia's First Quantum Computer Inside a Data Centre,” newsroom.equinix.com, Aug. 31, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.equinix.com/
2026-09-01-Diraq-and-Equinix-to-Deploy-Australias-First-Quantum-Computer-Inside-a-Data-Centre - [207] L. Hesla, “Argonne launches silicon quantum processor collaboration with Intel,” Argonne National Laboratory, Jan. 6, 2026. [Online]. Available: https://www.anl.gov/
article/ argonne-launches-silicon-quantum-processor-collaboration-with-intel - [208] M. Swayne, “Fujitsu And QuTech Realize High-Precision Quantum Gates,” The Quantum Insider, Mar. 28, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ 03/ 28/ fujitsu-and-qutech-realize-high-precision-quantum-gates/ - [209] C. M. Knaut et al., “Entanglement of nanophotonic quantum memory nodes in a telecom network,” Nature, vol. 629, no. 8012, pp. 573–578, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07252-z.
- [210] Fujitsu, “Fujitsu develops diamond-spin quantum computer prototype,” global.fujitsu, Sep. 8, 2026. [Online]. Available: https://global.fujitsu/
en-global/ pr/ news/ 2026/ 09/ 08-01 - [211] F. Elliott, “Diraq charts course to utility-scale quantum computing with millions of spin qubits on a single silicon chip,” Diraq, Aug. 27, 2026. [Online]. Available: https://www.diraq.com/
newsdesk/ diraq-sets-roadmap-for-utility-scale-quantum-computing-with-millions-of-qubits-on-a-single-silicon-chip - [212] M. Swayne, “Diraq Demonstrates Scaled Foundry-Fabricated Silicon-Based Qubit Array Made at imec,” The Quantum Insider, Jul. 9, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 07/ 09/ diraq-demonstrates-scaled-foundry-fabricated-silicon-based-qubit-array-made-at-imec/ - [213] Diraq; Iceberg Quantum, “Iceberg Quantum and Diraq Confirm Pinnacle's Logical Advantage for Spin Qubits Using NVIDIA CUDA-Q Logical,” diraq.com, Sep. 14, 2026. [Online]. Available: https://www.diraq.com/
newsdesk/ iceberg-quantum-and-diraq-confirm-pinnacles-logical-advantage-for-spin-qubits-using-nvidia-cuda-q-logical - [214] P. Ball, “Experts Weigh in on Microsoft's Topological Qubit Claim,” Physics, vol. 18, p. 57, 2025. [Online]. Available: https://physics.aps.org/
articles/ v18/ 57 - [215] C. Nayak, “Majorana 2 – Microsoft's Scalable Quantum Processor With Reliable, Long-Lasting Qubits,” Microsoft Quantum. [Online]. Available: https://quantum.microsoft.com/
en-us/ insights/ blogs/ majorana-2-scalable-quantum-processor - [216] N. van Loo et al., “Single-shot parity readout of a minimal Kitaev chain,” Nature, vol. 650, no. 8101, pp. 334–339, Feb. 2026, doi: 10.1038/s41586-025-09927-7.
- [217] F. Zatelli et al., “Majorana parity qubit in coupled minimal Kitaev chains,” arXiv:2607.09511, Jul. 2026.
- [218] DARPA, “DARPA selects two discrete utility-scale quantum computing approaches for evaluation,” Feb. 6, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
news/ 2025/ quantum-computing-approaches - [219] C. Tahan, “Microsoft's quantum research center is open for discovery in Maryland,” Microsoft Quantum blog, Sep. 22, 2026. [Online]. Available: https://quantum.microsoft.com/
en-us/ insights/ blogs/ microsoft-quantum-research-center-maryland - [220] M. Swayne, “D-Wave Announces General Availability of Advantage2 Quantum Computer,” The Quantum Insider, May 20, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ 05/ 20/ d-wave-announces-general-availability-of-advantage2-quantum-computer/ - [221] A. D. King et al., “Beyond-classical computation in quantum simulation,” Science, vol. 388, pp. 199–204, 2025, doi: 10.1126/science.ado6285. arXiv:2403.00910.
- [222] J. Tindall, A. Mello, M. Fishman, M. Stoudenmire, and D. Sels, “Dynamics of disordered quantum systems with two- and three-dimensional tensor networks,” Science, vol. 392, pp. 868–872, 2026, doi: 10.1126/science.adx2728. arXiv:2503.05693.
- [223] L. Mauron and G. Carleo, “Challenging the Quantum Advantage Frontier with Large-Scale Classical Simulations of Annealing Dynamics,” arXiv:2503.08247, Mar. 2025.
- [224] A. Nocera, J. Raymond, W. Bernoudy, M. H. Amin, and A. D. King, “Evaluating classical simulations with a quantum processor,” arXiv:2508.15759, Aug. 2025.
- [225] T. I. Andersen et al., “Thermalization and criticality on an analogue–digital quantum simulator,” Nature, vol. 638, no. 8049, pp. 79–85, Feb. 2025, doi: 10.1038/s41586-024-08460-3.
- [226] D. González-Cuadra et al., “Observation of string breaking on a (2 + 1)D Rydberg quantum simulator,” Nature, vol. 642, no. 8067, pp. 321–326, Jun. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09051-6.
- [227] R. Haghshenas et al., “Digital quantum magnetism on a trapped-ion quantum computer,” Nature, vol. 653, pp. 56–62, 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10445-3. arXiv:2503.20870.
- [228] IBM / Anderon, “Anderon, an IBM Company, Finalizes Agreement with the U.S. Department of Commerce for a $1 Billion CHIPS Award to Accelerate R&D for U.S.-Based Pure-Play Quantum Foundry,” newsroom.ibm.com, Sep. 16, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
2026-09-16-anderon,-an-ibm-company,-finalizes-agreement-with-the-u-s-department-of-commerce-for-a-1-billion-chips-award-to-accelerate-r-d-for-u-s-based-pure-play-quantum-foundry Also https://quantumcomputingreport.com/anderon-finalizes-1-billion-chips-act-award-to-scale-300mm-pure-play-quantum-wafer-foundry/ . - [229] NVIDIA, “NVIDIA Expands Open Source CUDA-Q Platform for Fault-Tolerant Quantum Computing,” Sep. 14, 2026. [Online]. Available: https://nvidianews.nvidia.com/
news/ nvidia-expands-open-source-cuda-q-platform-for-fault-tolerant-quantum-computing - [230] Google Quantum AI and Collaborators, “Observation of constructive interference at the edge of quantum ergodicity,” Nature, vol. 646, no. 8086, pp. 825–830, Oct. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09526-6.
- [231] M. Liu et al., “Certified randomness using a trapped-ion quantum processor,” Nature, vol. 640, no. 8058, pp. 343–348, Mar. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-08737-1.
- [232] G. S. Hartnett et al., “Fast, accurate, high-resolution simulation of large-scale Fermi-Hubbard models on a digital quantum processor,” arXiv:2605.04025, May 2026.
- [233] E. Leviatan et al., “Resolving Structure in Prethermal Floquet Dynamics with Precision Quantum Computation,” arXiv:2607.24937, Jul. 2026.
- [234] R. Babbush, J. McClean, M. Newman, C. Gidney, S. Boixo, and H. Neven, “Focus beyond quadratic speedups for error-corrected quantum advantage,” PRX Quantum, vol. 2, Art. no. 010103, 2021, doi: 10.1103/PRXQuantum.2.010103. arXiv:2011.04149.
- [235] S. P. Jordan et al., “Optimization by Decoded Quantum Interferometry,” Nature, vol. 646, pp. 831–836, 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09527-5. arXiv:2408.08292.
- [236] Infleqtion, “Infleqtion and Cisco Announce Collaboration to Advance Networked Quantum Technology,” Sep. 10, 2026. [Online]. Available: https://infleqtion.com/
infleqtion-and-cisco-announce-collaboration-to-advance-networked-quantum-technology/ - [237] Equal1, “Equal1 Unveils World's First Hybrid Rack-Mounted Silicon-Spin Quantum Computer,” May 14, 2026. [Online]. Available: https://www.equal1.com/
insights/ equal1-unveils-worlds-first-hybrid-rack-mounted-silicon-spin-quantum-computer - [238] A. B. Ziad et al., “Local clustering decoder as a fast and adaptive hardware decoder for the surface code,” Nat. Commun., vol. 16, no. 1, Art. no. 11048, Dec. 2025, doi: 10.1038/s41467-025-66773-x.
- [239] M. Abdel-Kareem, “IQM and Zurich Instruments Develop Real-Time QEC via NVIDIA NVQLink,” Quantum Computing Report, Mar. 17, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
iqm-and-zurich-instruments-develop-real-time-qec-via-nvidia-nvqlink/ - [240] IonQ, “IonQ Demonstrates Industry's First End-to-End Real-Time Quantum Error Decoder,” Sep. 22, 2026. [Online]. Available: https://ionq.com/
news/ ionq-demonstrates-industrys-first-end-to-end-real-time-quantum-error-decoder - [241] U.S. Department of Energy, Office of Science, “DOE Launches Competition to Accelerate Development of World's First Fault-Tolerant Quantum Computer,” energy.gov, Sep. 17, 2026. [Online]. Available: https://www.energy.gov/
science/ articles/ doe-launches-competition-accelerate-development-worlds-first-fault-tolerant - [242] M. Troyer, C. Nayak, and J. Martinis, “Scalable logical qubits,” arXiv:2609.20549, Sep. 2026.
- [243] DARPA, “DARPA eyes companies targeting industrially useful quantum computers,” Apr. 3, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
news/ 2025/ companies-targeting-quantum-computers - [244] DARPA, “Quantum Benchmarking Initiative expands quest to separate hype from reality,” Mar. 10, 2026. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
news/ 2026/ qbi-stage-a-qbit - [245] DARPA, “Quantum Benchmarking Initiative (QBI) - Q&A,” Feb. 14, 2025. [Online]. Available: https://www.darpa.mil/
sites/ default/ files/ attachment/ 2025-04/ darpa-qbi-q-a-2025.pdf - [246] planqc, “News.” [Online]. Available: https://planqc.eu/
news - [247] M. Ivezic, “Planqc,” PostQuantum, May 22, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-computing-companies/ planqc/ - [248] S. Bravyi et al., “High-threshold and low-overhead fault-tolerant quantum memory,” Nature, vol. 627, no. 8005, pp. 778–782, Mar. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07107-7. arXiv:2308.07915.
- [249] C. Liu et al., “Single Flux Quantum-Based Digital Control of Superconducting Qubits in a Multichip Module,” PRX Quantum, vol. 4, no. 3, Art. no. 030310, Jul. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.030310.
- [250] J. Wills, M. T. Haque, and B. Vlastakis, “Error-detected coherence metrology of a dual-rail encoded fixed-frequency multimode superconducting qubit,” arXiv:2506.15420, Jun. 2025.
- [251] J. Mai et al., “A biased-erasure cavity qubit with hardware-efficient quantum error detection,” arXiv:2601.21616, Jan. 2026.
- [252] C. Monroe et al., “Large Scale Modular Quantum Computer Architecture with Atomic Memory and Photonic Interconnects,” Phys. Rev. A, vol. 89, Art. no. 022317, Aug. 2012. arXiv:1208.0391.
- [253] I. Pogorelov et al., “Compact Ion-Trap Quantum Computing Demonstrator,” PRX Quantum, vol. 2, no. 2, Art. no. 020343, Jun. 2021, doi: 10.1103/PRXQuantum.2.020343. arXiv:2101.11390.
- [254] L. Egan et al., “Fault-tolerant control of an error-corrected qubit,” Nature, vol. 598, no. 7880, pp. 281–286, Oct. 2021, doi: 10.1038/s41586-021-03928-y. arXiv:2009.11482.
- [255] L. Postler et al., “Demonstration of fault-tolerant universal quantum gate operations,” Nature, vol. 605, pp. 675–680, 2022, doi: 10.1038/s41586-022-04721-1. arXiv:2111.12654.
- [256] D. Schwerdt et al., “Scalable Architecture for Trapped-Ion Quantum Computing Using rf Traps and Dynamic Optical Potentials,” Phys. Rev. X, vol. 14, Art. no. 041017, Nov. 2023. arXiv:2311.01168.
- [257] C. Löschnauer et al., “Scalable, High-Fidelity All-Electronic Control of Trapped-Ion Qubits,” PRX Quantum, vol. 6, no. 4, Art. no. 040313, Oct. 2025, doi: 10.1103/h4wk-v31j. arXiv:2407.07694.
- [258] K. Tınmaz, “Jülich And eleQtron Launch JION, Germany's First Integrated Trapped-Ion Quantum Computer,” theroboticsmedia.com, Sep. 8, 2026. [Online]. Available: https://theroboticsmedia.com/
article/ julich-eleqtron-jion-trapped-ion-quantum-computer-juniq-nrw-september-3-2026 - [259] F. Gyger et al., “Continuous operation of large-scale atom arrays in optical lattices,” Phys. Rev. Research, vol. 6, no. 3, Art. no. 033104, Feb. 2024, doi: 10.1103/PhysRevResearch.6.033104. arXiv:2402.04994.
- [260] Yaqumo, “Fujitsu and Yaqumo begin testing quantum computing architecture and basic software on neutral-atom quantum computer hardware,” Sep. 9, 2026. [Online]. Available: https://yaqumo.com/
en/ news/ 499/ - [261] R. Yokoyama et al., “Minimally Destructive Fast Imaging of Single Atoms in an Optical Tweezer Array with Coherent Excitation,” arXiv:2605.24175, Jun. 2026. Also https://arxiv.org/
abs/ .2605.24175 - [262] J. Wurtz et al., “Aquila: QuEra's 256-qubit neutral-atom quantum computer,” arXiv:2306.11727, Jun. 2023.
- [263] S. Buob, J. Höschele, V. Makhalov, A. Rubio-Abadal, and L. Tarruell, “A strontium quantum-gas microscope,” PRX Quantum, vol. 5, Art. no. 020316. arXiv:2312.14818.
- [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.
- [265] N. Maring et al., “A general-purpose single-photon-based quantum computing platform,” arXiv:2306.00874, Jun. 2023.
- [266] Quandela, “A Spin-Optical Quantum Computing Architecture,” arXiv:2311.05605, Nov. 2023.
- [267] J. E. Bourassa et al., “Blueprint for a Scalable Photonic Fault-Tolerant Quantum Computer,” Quantum, vol. 5, Art. no. 392, Feb. 2021. arXiv:2010.02905.
- [268] C. S. Hamilton et al., “Gaussian Boson Sampling,” Phys. Rev. Lett., vol. 119, no. 17, Art. no. 170501, Oct. 2017, doi: 10.1103/PhysRevLett.119.170501. arXiv:1612.01199.
- [269] H. Qi, D. J. Brod, N. Quesada, and R. García-Patrón, “Regimes of Classical Simulability for Noisy Gaussian Boson Sampling,” Phys. Rev. Lett., vol. 124, no. 10, Art. no. 100502, Mar. 2020, doi: 10.1103/PhysRevLett.124.100502. arXiv:1905.12075.
- [270] L. S. Madsen et al., “Quantum computational advantage with a programmable photonic processor,” Nature, vol. 606, no. 7912, pp. 75–81, Jun. 2022, doi: 10.1038/s41586-022-04725-x.
- [271] J. Park, S. Stepney, and I. D'Amico, “Benchmarking the ORCA PT-2 Boson Sampler using Minimum Dominating Set Problems,” arXiv:2605.30935, May 2026.
- [272] S. Subramanian and S. Pellerano, “Intel's Millikelvin Quantum Research Control Chip Provides Denser Integration with Qubits,” Intel Community, Jun. 20, 2024. [Online]. Available: https://community.intel.com/
t5/ Blogs/ Tech-Innovation/ Data-Center/ Intel-s-Millikelvin-Quantum-Research-Control-Chip-Provides/ post/ 1608558 - [273] Equal1, “UnityQ.” [Online]. Available: https://www.equal1.com/
technology - [274] D. Donovan, “Top Silicon Spin Quantum Computing Companies 2026: Complete Vendor Guide,” quantumzeitgeist.com, Jun. 9, 2026. [Online]. Available: https://quantumzeitgeist.com/
top-silicon-spin-quantum-computing-companies/ - [275] Quantum Computing Report, “Silicon Quantum Computing (SQC) Demonstrates Scaling Advantage with 11-Qubit Processor,” quantumcomputingreport.com, Feb. 4, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
silicon-quantum-computing-sqc-demonstrates-scaling-advantage-with-11-qubit-processor/ - [276] Silicon Quantum Computing, “SkyWater x SQC: Advancing Hybrid Quantum-Classical Computing,” Nov. 20, 2025. [Online]. Available: https://sqc.com/
news/ skywater-and-sqc-advancing-hybrid-quantum-classical-computing - [277] Silicon Quantum Computing, “Hours to Minutes: Automating Atomic-Precision Semiconductor Manufacturing,” sqc.com, Sep. 9, 2026. [Online]. Available: https://sqc.com/
news/ automating-atomic-precision-semiconductor-manufacturing - [278] M. Ivezic, “Quantum Brilliance,” PostQuantum.com, Jul. 4, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-computing-companies/ quantum-brilliance - [279] M. U. Rehman, “Photonic and TELUS Demonstrate Quantum Teleportation Over Commercial Fibre Network,” The Quantum Insider, Feb. 13, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 02/ 13/ photonic-telus-quantum-teleportation-commercial-fibre/ - [280] Photonic Inc., “Quantum Error Correction with QLDPC — Photonic Inc.” [Online]. Available: https://photonic.com/
technology/ error-correction/ - [281] D-Wave, “D-Wave Demonstrates First Scalable, On-Chip Cryogenic Control of Gate-Model Qubits,” Jan. 6, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ newsroom/ press-release/ d-wave-demonstrates-first-scalable-on-chip-cryogenic-control-of-gate-model-qubits/ - [282] J. Koch et al., “Charge-insensitive qubit design derived from the Cooper pair box,” Phys. Rev. A, vol. 76, no. 4, Art. no. 042319, Oct. 2007, doi: 10.1103/PhysRevA.76.042319. arXiv:cond-mat/0703002.
- [283] H. Paik et al., “Observation of High Coherence in Josephson Junction Qubits Measured in a Three-Dimensional Circuit QED Architecture,” Phys. Rev. Lett., vol. 107, no. 24, Art. no. 240501, Dec. 2011, doi: 10.1103/PhysRevLett.107.240501. arXiv:1105.4652.
- [284] R. Barends et al., “Superconducting quantum circuits at the surface code threshold for fault tolerance,” Nature, vol. 508, no. 7497, pp. 500–503, Apr. 2014, doi: 10.1038/nature13171. arXiv:1402.4848.
- [285] X. Y. Jin et al., “Thermal and Residual Excited-State Population in a 3D Transmon Qubit,” Phys. Rev. Lett., vol. 114, no. 24, Art. no. 240501, Jun. 2015, doi: 10.1103/PhysRevLett.114.240501. arXiv:1412.2772.
- [286] C. Choucair, “Oxford Researchers Demonstrate Fast, 99.8% Fidelity Two-Qubit Gate Using Simplified Circuit Design,” The Quantum Insider, Mar. 26, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ 03/ 26/ oxford-researchers-demonstrate-fast-99-8-fidelity-two-qubit-gate-using-simplified-circuit-design/ - [287] A. Kandala et al., “Demonstration of a High-Fidelity CNOT Gate for Fixed-Frequency Transmons with Engineered ZZ Suppression,” Phys. Rev. Lett., vol. 127, no. 13, Art. no. 130501, Sep. 2021, doi: 10.1103/PhysRevLett.127.130501.
- [288] M. P. Bland et al., “2D transmons with lifetimes and coherence times exceeding 1 millisecond,” arXiv:2503.14798, Mar. 2025.
- [289] M. McEwen et al., “Resolving catastrophic error bursts from cosmic rays in large arrays of superconducting qubits,” Nat. Phys., vol. 18, no. 1, pp. 107–111, Dec. 2021, doi: 10.1038/s41567-021-01432-8. arXiv:2104.05219.
- [290] M. McEwen et al., “Resisting High-Energy Impact Events through Gap Engineering in Superconducting Qubit Arrays,” Phys. Rev. Lett., vol. 133, no. 24, Art. no. 240601, Dec. 2024, doi: 10.1103/PhysRevLett.133.240601. arXiv:2402.15644.
- [291] F. Arute et al., “Quantum supremacy using a programmable superconducting processor,” Nature, vol. 574, no. 7779, pp. 505–510, Oct. 2019, doi: 10.1038/s41586-019-1666-5.
- [292] J. Gambetta, “The hardware and software for the era of quantum utility is here,” IBM Quantum Computing Blog, Dec. 4, 2023. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ blog/ quantum-roadmap-2033 - [293] J. Van Damme et al., “Advanced CMOS manufacturing of superconducting qubits on 300 mm wafers,” Nature, vol. 634, no. 8032, pp. 74–79, Oct. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07941-9.
- [294] D. P. Pappas et al., “Alternating-bias assisted annealing of amorphous oxide tunnel junctions,” Communications Materials, vol. 5, no. 1, Art. no. 150, Aug. 2024, doi: 10.1038/s43246-024-00596-z.
- [295] Investing.com, “IQM Q2 2026 slides: backlog surges 52%, revenue up 47% in H1,” Aug. 4, 2026. [Online]. Available: https://www.investing.com/
news/ company-news/ iqm-q2-2026-slides-backlog-surges-52-revenue-up-47-in-h1-93CH-4834587 - [296] D. Underwood et al., “Using Cryogenic CMOS Control Electronics to Enable a Two-Qubit Cross-Resonance Gate,” PRX Quantum, vol. 5, no. 1, Art. no. 010326, Feb. 2024, doi: 10.1103/PRXQuantum.5.010326.
- [297] U.S. Government Accountability Office, “Managing Critical Isotopes: Weaknesses in DOE's Management of Helium-3 Delayed the Federal Response to a Critical Supply Shortage,” U.S. Government Accountability Office, May 2011. [Online]. Available: https://www.gao.gov/
products/ gao-11-472 - [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/ - [299] L. James, “IBM spins off America's first quantum chip foundry with $2 billion in federal and private funding — newly-minted 'Anderon' foundry to offer 300mm quantum wafer fab and manufacturing services,” Tom's Hardware, May 26, 2026. [Online]. Available: https://www.tomshardware.com/
tech-industry/ quantum-computing/ ibm-spins-off-americas-first-quantum-chip-foundry-with-2-billion-in-federal-and-private-funding - [300] National Institute of Standards and Technology, “Department of Commerce Announces Letters of Intent With 9 Companies for $2 Billion to Accelerate U.S. Leadership in Quantum Computing,” NIST News, May 21, 2026. [Online]. Available: https://www.nist.gov/
news-events/ news/ 2026/ 05/ department-commerce-announces-letters-intent-9-companies-2-billion - [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 - [302] M. U. Rehman, “Top Chinese Quantum Computing Companies in 2026,” The Quantum Insider, May 15, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 05/ 15/ 10-plus-companies-leading-the-quantum-technologies-race-in-china/ - [303] Bluefors, “KIDE Cryogenic Platform — For Large-Scale Quantum Computing,” Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://bluefors.com/
products/ kide-cryogenic-platform/ - [304] C. Jordan et al., “A quantum computer controlled by superconducting digital electronics at millikelvin temperature,” Nat. Electron., vol. 9, no. 3, pp. 287–294, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41928-026-01576-6.
- [305] S. Storz et al., “Loophole-free Bell inequality violation with superconducting circuits,” Nature, vol. 617, no. 7960, pp. 265–270, May 2023, doi: 10.1038/s41586-023-05885-0.
- [306] N. Dirnegger et al., “Distilled remote entanglement between superconducting qubits across optical channels,” arXiv:2503.10842, Mar. 2025.
- [307] F. Pan, K. Chen, and P. Zhang, “Solving the Sampling Problem of the Sycamore Quantum Circuits,” Phys. Rev. Lett., vol. 129, no. 9, Art. no. 090502, Aug. 2022, doi: 10.1103/PhysRevLett.129.090502. arXiv:2111.03011.
- [308] Y. Kim et al., “Evidence for the utility of quantum computing before fault tolerance,” Nature, vol. 618, no. 7965, pp. 500–505, Jun. 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06096-3.
- [309] J. Tindall, M. Fishman, M. Stoudenmire, and D. Sels, “Efficient Tensor Network Simulation of IBM's Eagle Kicked Ising Experiment,” PRX Quantum, vol. 5, no. 1, Art. no. 010308, Jan. 2024, doi: 10.1103/PRXQuantum.5.010308. arXiv:2306.14887.
- [310] IBM, “IBM Commits More Than $10 Billion to Quantum Computing, Funding Its Roadmap from Today's Leading Systems to the World's First Fault-Tolerant Quantum Computers,” Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
2026-06-02-ibm-commits-more-than-10-billion-to-quantum-computing,-funding-its-roadmap-from-todays-leading-systems-to-the-worlds-first-fault-tolerant-quantum-computers - [311] O. W. Kennedy et al., “Design and Operation of Wafer-Scale Packages Containing >500 Superconducting Qubits,” arXiv:2602.12773, Feb. 2026.
- [312] PatSnap, “Quantum Computing Patent Landscape 2026,” Jun. 30, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ blog/ rd-blog/ quantum-computing-patent-landscape/ - [313] J. Gambetta, “Expanding the IBM Quantum roadmap to anticipate the future of quantum-centric supercomputing,” IBM Quantum Blog, May 10, 2022. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ blog/ ibm-quantum-roadmap-2025 - [314] Quantum Ledger, “DARPA QBI Tracker.” [Online]. Available: https://quantumledger.report/
darpa-qbi - [315] X. Pan et al., “Unified Flux Control Architecture for Fluxonium Qubits,” arXiv:2605.25948, May 2026.
- [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 - [317] S. Miller, “Fast control methods enable record-setting fidelity in superconducting qubit,” MIT News, Jan. 14, 2025. [Online]. Available: https://news.mit.edu/
2025/ fast-control-methods-enable-record-setting-fidelity-superconducting-qubit-0114 - [318] M. Reagor et al., “Reaching 10 ms single photon lifetimes for superconducting aluminum cavities,” arXiv:1302.4408, Feb. 2013.
- [319] O. Milul et al., “Superconducting Cavity Qubit with Tens of Milliseconds Single-Photon Coherence Time,” PRX Quantum, vol. 4, no. 3, Art. no. 030336, Sep. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.030336.
- [320] Infineon Technologies AG, “Trapped ion quantum computing.” [Online]. Available: https://www.infineon.com/
promo/ trapped-ions - [321] Quantinuum, “Infineon and Quantinuum announce partnership to accelerate quantum computing towards meaningful real-world applications,” Nov. 19, 2024. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
press-releases/ infineon-and-quantinuum-announce-partnership-to-accelerate-quantum-computing-towards-meaningful-real-world-applications - [322] M. Ivezic, “The Optical Table's Hidden Supply Chain: Who Really Wins If Trapped-Ion Quantum Computing Wins,” PostQuantum.com, Oct. 1, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-ecosystem/ trapped-ion-quantum-ecosystem/ - [323] AQT, “AQT lands million euro contract,” Dec. 5, 2023. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
aqt-lands-million-euro-contract/ - [324] S. Caldwell et al., “NVIDIA NVQLink Architecture Integrates Accelerated Computing with Quantum Processors,” NVIDIA Technical Blog, Nov. 17, 2025. [Online]. Available: https://developer.nvidia.com/
blog/ nvidia-nvqlink-architecture-integrates-accelerated-computing-with-quantum-processors/ - [325] M. Malinowski, D. Allcock, and C. Ballance, “How to Wire a 1000-Qubit Trapped-Ion Quantum Computer,” PRX Quantum, vol. 4, no. 4, Art. no. 040313, Oct. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.040313. arXiv:2305.12773.
- [326] IonQ, “IonQ Announces Record Second Quarter 2026 Revenues, Growing 287% YoY,” Aug. 5, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ ionq-announces-record-second-quarter-2026-revenues-growing-287-yoy - [327] German Aerospace Center (DLR), “QSea I – Quantum computer demonstrator with 10 ion trap qubits,” DLR Quantum Computing Initiative. [Online]. Available: https://qci.dlr.de/
en/ qsea-i/ - [328] A. Ingall, “German government tasks Sussex spin-out with building a powerful quantum computer in €67M contract,” University of Sussex Broadcast, Nov. 2, 2022. [Online]. Available: https://www.sussex.ac.uk/
broadcast/ read/ 59206 - [329] M. Ivezic, “The Tweezer Array's Hidden Supply Chain: Who Really Wins If Neutral-Atom Quantum Computing Wins,” PostQuantum.com, Nov. 17, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-ecosystem/ neutral-atom-quantum-ecosystem/ - [330] Pasqal, “Pasqal brings qubit control on-chip, advancing the path to fault-tolerant quantum computing at scale,” Aug. 10, 2026. [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
news/ pasqal-brings-qubit-control-on-chip-advancing-the-path-to-fault-tolerant-quantum-computing-at-scale/ - [331] Pasqal, “Newsroom.” [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
newsroom/ - [332] Infleqtion, “Infleqtion Reports Record Q2 Revenue, Raises 2026 Outlook as Quantum Commercialization Accelerates,” Aug. 12, 2026. [Online]. Available: https://ir.infleqtion.com/
news-events/ press-releases/ detail/ 201/ infleqtion-reports-record-q2-revenue-raises-2026-outlook-as-quantum-commercialization-accelerates - [333] D. T. C. Allcock et al., “omg blueprint for trapped ion quantum computing with metastable states,” Appl. Phys. Lett., vol. 119, no. 21, Art. no. 214002, Nov. 2021, doi: 10.1063/5.0069544. arXiv:2109.01272.
- [334] A. Kubica et al., “Erasure Qubits: Overcoming the T₁ Limit in Superconducting Circuits,” Phys. Rev. X, vol. 13, no. 4, Art. no. 041022, Nov. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.041022. arXiv:2208.05461.
- [335] M. Abdel-Kareem, “Hamamatsu Photonics, NKT Photonics, and Yaqumo Form Alliance to Industrialize Cold-Atom Quantum Core Components,” Quantum Computing Report, Jun. 4, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
hamamatsu-photonics-nkt-photonics-and-yaqumo-form-alliance-to-industrialize-cold-atom-quantum-core-components/ - [336] A. M. Kubica and A. Retzker, “Heralding of amplitude damping decay noise for quantum error correction,” Google Patents, Sep. 5, 2023. [Online]. Available: https://patents.google.com/
patent/ US11748652B1/ en - [337] E. Knill, R. Laflamme, and G. Milburn, “Efficient Linear Optics Quantum Computation,” Nature, vol. 409, pp. 46–52, Jun. 2000, doi: 10.1038/35051009. arXiv:quant-ph/0006088.
- [338] J. C. Loredo et al., “Deterministic quantum dot single-photon sources: operational principles and state-of-the-art specifications,” Appl. Phys. Rev., vol. 13, no. 1, Mar. 2026, doi: 10.1063/5.0316046. arXiv:2511.23232.
- [339] B. G. Oripov et al., “A superconducting nanowire single-photon camera with 400,000 pixels,” Nature, vol. 622, no. 7984, pp. 730–734, Oct. 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06550-2.
- [340] QuiX Quantum, “QuiX Quantum Secures €15 Million to Deliver First-Generation Universal Photonic Quantum Computer,” Jul. 10, 2025. [Online]. Available: https://www.quixquantum.com/
news/ quix-quantum-series-a - [341] M. Ivezic, “ORCA Computing,” PostQuantum.com, May 22, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-computing-companies/ orca-computing/ - [342] M. Abdel-Kareem, “Sparrow Quantum Secures €21.5M ($24M USD) in Series A Funding to Advance Photonic Quantum Chip Production,” Quantum Computing Report, Apr. 10, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
sparrow-quantum-secures-e21-5m-24m-usd-in-series-a-funding-to-advance-photonic-quantum-chip-production/ - [343] Quandela, “Quandela secures €50 million to support international expansion,” Nov. 7, 2023. [Online]. Available: https://www.quandela.com/
about-us/ newsroom/ quandela-secures-e50-million-to-support-international-expansion/ - [344] H. Vahlbruch, M. Mehmet, K. Danzmann, and R. Schnabel, “Detection of 15 dB Squeezed States of Light and their Application for the Absolute Calibration of Photoelectric Quantum Efficiency,” Phys. Rev. Lett., vol. 117, no. 11, Art. no. 110801, Sep. 2016, doi: 10.1103/PhysRevLett.117.110801.
- [345] X. Shi et al., “Squeezed Light Generation in Periodically Poled Thin-Film Lithium Niobate Waveguides,” arXiv:2508.08599, Aug. 2025.
- [346] X. Xue et al., “Quantum logic with spin qubits crossing the surface code threshold,” Nature, vol. 601, no. 7893, pp. 343–347, Jan. 2022, doi: 10.1038/s41586-021-04273-w. arXiv:2107.00628.
- [347] ASP Isotopes Inc., “ASP Isotopes Inc. Commences Commercial Production of Enriched Silicon-28 at its Second Aerodynamic Separation Process (ASP) Enrichment Facility,” Mar. 27, 2025. [Online]. Available: https://ir.aspisotopes.com/
news-events/ press-releases/ detail/ 56/ asp-isotopes-inc-commences-commercial-production-of - [348] U.S. Department of Energy, “DOE Advances Domestic Supply of Silicon, Germanium Isotopes for Quantum Computing,” HPCwire, Jul. 16, 2026. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
off-the-wire/ doe-advances-domestic-supply-of-silicon-germanium-isotopes-for-quantum-computing/ - [349] B. Undseth et al., “Weight-four parity checks in a spin-shuttling architecture,” Nature, vol. 655, no. 8125, pp. 1160–1166, Jul. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10766-3.
- [350] Quobly, “Quobly secures €115 million Series A to bring silicon-based quantum computers to market,” Jun. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.quobly.io/
press-releases/ quobly-secures-e115-million-series-a-to-bring-silicon-based-quantum-computers-to-market - [351] Equal1, “Equal1 raises $60M to accelerate quantum computing using existing semiconductor manufacturing,” Jan. 15, 2026. [Online]. Available: https://www.equal1.com/
insights/ equal1-raises-60m-to-accelerate-quantum-computing-using-existing-semiconductor-manufacturing - [352] M. Swayne, “PostScriptum Invests in Quantum Hardware Developer SemiQon,” The Quantum Insider, Jul. 3, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 07/ 03/ postscriptum-invests-in-quantum-hardware-developer-semiqon/ - [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/ .news-release-details/ globalfoundries-launches-quantum-technology-solutions-scale-us - [354] M. Abdel-Kareem, “SemiQon Secures €17.5M ($18.3M USD) to Develop Cryogenic CMOS Technology for Quantum Systems,” Quantum Computing Report, Feb. 24, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
semiqon-secures-e17-5m-18-3m-usd-to-develop-cryogenic-cmos-technology-for-quantum-systems/ - [355] Quantum Motion, “Quantum Motion Raises $160 Million Series C to Deliver Quantum Computing's "Transistor Moment,” May 7, 2026. [Online]. Available: https://quantummotion.com/
quantum-motion-raises-160-million-series-c-to-deliver-quantum-computings-transistor-moment/ - [356] PatSnap, “Spin Qubit Silicon Quantum Dot Arrays 2026 — PatSnap Eureka,” Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ blog/ rd-blog/ spin-qubit-silicon-quantum-dot-arrays-2026-patsnap-eureka/ - [357] M. Fuechsle et al., “A single-atom transistor,” Nat. Nanotechnol., vol. 7, no. 4, pp. 242–246, Apr. 2012, doi: 10.1038/nnano.2012.21.
- [358] Silicon Quantum Computing, “Silicon Quantum Computing — News,” sqc.com. [Online]. Available: https://sqc.com/
news/ - [359] J. Fischer et al., “Spin-photon correlations from a Purcell-enhanced diamond nitrogen-vacancy center coupled to an open microcavity,” Nat. Commun., vol. 16, no. 1, Art. no. 11680, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41467-025-66722-8.
- [360] M. Iuliano et al., “Unconditionally teleported quantum gates between remote solid-state qubit registers,” Nat. Commun., vol. 17, no. 1, Art. no. 4694, May 2026, doi: 10.1038/s41467-026-72818-6.
- [361] Element Six, “Element Six launches DNV-B1™ – its first commercially-available, general-purpose quantum grade diamond,” Jun. 15, 2020. [Online]. Available: https://www.e6.com/
en/ about/ news/ dnv-b1-launch - [362] QuTech, “Coherent coupling of diamond colour centre to a nanocavity,” Jun. 25, 2026. [Online]. Available: https://qutech.nl/
2026/ 06/ 25/ a-step-toward-faster-quantum-networks/ - [363] F. Afzal et al., “Distributed Quantum Computing in Silicon,” arXiv:2406.01704, Jun. 2024.
- [364] M. U. Rehman, “Top Diamond NV-Centre Quantum Computing Companies in 2026,” The Quantum Insider, Jul. 10, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 07/ 10/ 8-quantum-computing-companies-working-with-nv-centre-in-diamond-technology/ - [365] H. Zhang et al., “Quantized Majorana conductance,” Nature, vol. 556, no. 7699, pp. 74–79, Mar. 2018, doi: 10.1038/nature26142. Retracted: Nature, vol. 591, p. E30, Mar. 2021, doi: 10.1038/s41586-021-03373-x.
- [366] R. L. Willett et al., “Interference Measurements of Non-Abelian e/4 & Abelian e/2 Quasiparticle Braiding,” Phys. Rev. X, vol. 13, no. 1, Art. no. 011028, Mar. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.011028.
- [367] M. Abdel-Kareem, “Microsoft Opens Largest Quantum Lab Globally in Denmark to Advance Topological Qubit Fabrication,” Quantum Computing Report, Nov. 13, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
microsoft-opens-largest-quantum-lab-globally-in-denmark-to-advance-topological-qubit-fabrication/ - [368] Nokia Bell Labs, “Topological Quantum Computing,” Nokia.com, Feb. 24, 2025. [Online]. Available: https://www.nokia.com/
bell-labs/ research/ air-lab/ data-and-devices/ topological-quantum-computing/ - [369] J. Burt, “Bell Labs Takes A Topological Approach To Quantum 2.0,” The Next Platform, Jul. 21, 2025. [Online]. Available: https://www.nextplatform.com/
2025/ 07/ 21/ bell-labs-takes-a-topological-approach-to-quantum-2-0/ - [370] M. U. Rehman, “Microsoft Opens 2026 Quantum Pioneers Program for Measurement-Based Topological Computing Research,” The Quantum Insider, Jan. 23, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 01/ 23/ microsoft-2026-quantum-pioneers-program-measurement-based-computing/ - [371] P. R. Allison, “Bell Labs' Michael Eggleston on Nokia's research into topological quantum computing,” IT Pro, Apr. 28, 2026. [Online]. Available: https://www.itpro.com/
technology/ bell-labs-michael-eggleston-on-nokias-research-into-topological-quantum-computing - [372] M. Abdel-Kareem, “D-Wave Announces HQ Relocation, $20M System Sale, $10M Fortune 100 Deal, and Dual-Platform Advancements,” Quantum Computing Report, Jan. 27, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
d-wave-announces-hq-relocation-20m-system-sale-and-defense-performance-breakthroughs/ - [373] D-Wave Quantum, “D-Wave Announces $10 Million, Two-Year Enterprise QCaaS Agreement with Fortune 100 Company,” Jan. 27, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ newsroom/ press-release/ d-wave-announces-10-million-two-year-enterprise-qcaas-agreement-with-fortune-100-company/ - [374] C. R. Monroe, D. M. Meekhof, B. E. King, W. M. Itano, and D. J. Wineland, “Demonstration of a Fundamental Quantum Logic Gate,” Phys. Rev. Lett., vol. 75, no. 25, pp. 4714–4717, Dec. 1995, doi: 10.1103/PhysRevLett.75.4714.
- [375] PatSnap, “Trapped Ion Quantum Computing: Technology Landscape 2026,” Apr. 23, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ blog/ rd-blog/ trapped-ion-quantum-computing-2026-patsnap-eureka/ - [376] F. Schmidt-Kaler et al., “Realization of the Cirac–Zoller controlled-NOT quantum gate,” Nature, vol. 422, pp. 408–411, Mar. 2003, doi: 10.1038/nature01494.
- [377] V. Letchumanan, M. A. Wilson, P. Gill, and A. G. Sinclair, “Lifetime measurement of the metastable 4d ²D₅/₂ state in ⁸⁸Sr⁺ using a single trapped ion,” Phys. Rev. A, vol. 72, Art. no. 012509, Jul. 2005, doi: 10.1103/PhysRevA.72.012509.
- [378] M. A. Norcia et al., “Seconds-scale coherence on an optical clock transition in a tweezer array,” Science, vol. 366, p. 93, 2019. arXiv:1904.10934.
- [379] I. S. Madjarov et al., “High-fidelity entanglement and detection of alkaline-earth Rydberg atoms,” Nat. Phys., vol. 16, pp. 857–861, May 2020, doi: 10.1038/s41567-020-0903-z. arXiv:2001.04455.
- [380] N. Schine, A. W. Young, W. J. Eckner, M. J. Martin, and A. M. Kaufman, “Long-lived Bell states in an array of optical clock qubits,” Nat. Phys., vol. 18, pp. 1067–1073, Aug. 2022, doi: 10.1038/s41567-022-01678-w. arXiv:2111.14653.
- [381] R. Finkelstein et al., “Universal quantum operations and ancilla-based read-out for tweezer clocks,” Nature, vol. 634, pp. 321–327, Oct. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-08005-8.
- [382] Alpine Quantum Technologies, “19-inch rack-mounted quantum computer,” AQT. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
products/ ibex-q1/ - [383] Alpine Quantum Technologies (AQT), “Quantum computer products built for performance,” AQT. [Online]. Available: https://www.aqt.eu/
products/ - [384] H. Bernien et al., “Probing many-body dynamics on a 51-atom quantum simulator,” Nature, vol. 551, pp. 579–584, Nov. 2017, doi: 10.1038/nature24622. arXiv:1707.04344.
- [385] L. Henriet et al., “Quantum computing with neutral atoms,” Quantum, vol. 4, Art. no. 327, Sep. 2020, doi: 10.22331/q-2020-09-21-327. arXiv:2006.12326.
- [386] Pasqal (Pulser open-source project), “Conventions — Pulser 1.9.1 documentation,” Pulser documentation. [Online]. Available: https://pulser.readthedocs.io/
en/ stable/ conventions.html - [387] I. I. Beterov, I. I. Ryabtsev, D. B. Tretyakov, and V. M. Entin, “Quasiclassical calculations of blackbody-radiation-induced depopulation rates and effective lifetimes of Rydberg nS, nP, and nD alkali-metal atoms with n ≤ 80,” Phys. Rev. A, vol. 79, no. 5, Art. no. 052504, 2009, doi: 10.1103/PhysRevA.79.052504. arXiv:0810.0339.
- [388] H. Levine et al., “High-fidelity control and entanglement of Rydberg-atom qubits,” Phys. Rev. Lett., vol. 121, no. 12, Art. no. 123603, Sep. 2018, doi: 10.1103/PhysRevLett.121.123603. arXiv:1806.04682.
- [389] S. de Léséleuc, D. Barredo, V. Lienhard, A. Browaeys, and T. Lahaye, “Analysis of imperfections in the coherent optical excitation of single atoms to Rydberg states,” Phys. Rev. A, vol. 97, no. 5, Art. no. 053803, May 2018, doi: 10.1103/PhysRevA.97.053803. arXiv:1802.10424.
- [390] L. Garbini, “Inside Pasqal's 2026 Vision on Quantum for Industry and Research,” Pasqal, Jan. 29, 2026. [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
blog/ inside-pasqals-2026-vision-on-quantum-for-industry-and-research/ - [391] S. J. Evered et al., “High-fidelity parallel entangling gates on a neutral-atom quantum computer,” Nature, vol. 622, no. 7982, pp. 268–272, Oct. 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06481-y. arXiv:2304.05420.
- [392] M. Kang, W. C. Campbell, and K. R. Brown, “Quantum Error Correction with Metastable States of Trapped Ions Using Erasure Conversion,” PRX Quantum, vol. 4, no. 2, Art. no. 020358, Jun. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.020358. arXiv:2210.15024.
- [393] A. Quinn et al., “High-fidelity entanglement of metastable trapped-ion qubits with integrated erasure conversion,” Phys. Rev. A, vol. 113, no. 4, Art. no. L040601, Apr. 2026, doi: 10.1103/p3cy-8yjk. arXiv:2411.12727.
- [394] S. Brudney et al., “Mid-circuit ground-state cooling and ancilla readout in the omg architecture,” arXiv:2608.13181, Aug. 2026.
- [395] K. Chang et al., “Surface Code with Imperfect Erasure Checks,” PRX Quantum, vol. 6, no. 4, Art. no. 040355, Dec. 2025, doi: 10.1103/d1v7-nctj.
- [396] K. DeBry et al., “Error correction of a logical qubit encoded in a single atomic ion,” Nat. Phys., vol. 22, no. 9, pp. 1446–1452, Sep. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03315-2.
- [397] quantumlib, “Gates supported by Stim,” GitHub. [Online]. Available: https://github.com/
quantumlib/ Stim/ blob/ main/ doc/ gates.md - [398] I. L. Chuang and Y. Yamamoto, “Simple quantum computer,” Phys. Rev. A, vol. 52, Art. no. 3489, 1995, doi: 10.1103/PhysRevA.52.3489. arXiv:quant-ph/9505011.
- [399] J. D. Teoh et al., “Dual-rail encoding with superconducting cavities,” Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 120, no. 41, Art. no. e2221736120, Oct. 2023, doi: 10.1073/pnas.2221736120. arXiv:2212.12077.
- [400] H. Levine et al., “Demonstrating a long-coherence dual-rail erasure qubit using tunable transmons,” Phys. Rev. X, vol. 14, no. 1, Art. no. 011051, Mar. 2024, doi: 10.1103/PhysRevX.14.011051. arXiv:2307.08737.
- [401] K. S. Chou et al., “Demonstrating a superconducting dual-rail cavity qubit with erasure-detected logical measurements,” arXiv:2307.03169, Jul. 2023.
- [402] M. Violaris et al., “Developments in superconducting erasure qubits for hardware-efficient quantum error correction,” arXiv:2601.02183, Jan. 2026.
- [403] A. Koottandavida et al., “Erasure Detection of a Dual-Rail Qubit Encoded in a Double-Post Superconducting Cavity,” Phys. Rev. Lett., vol. 132, no. 18, Art. no. 180601, May 2024, doi: 10.1103/PhysRevLett.132.180601. arXiv:2311.04423.
- [404] S. J. de Graaf et al., “A mid-circuit erasure check on a dual-rail cavity qubit using the joint-photon number-splitting regime of circuit QED,” npj Quantum Inf., vol. 11, no. 1, Jan. 2025, doi: 10.1038/s41534-024-00944-4. arXiv:2406.14621.
- [405] B.-J. Liu et al., “Hardware-Efficient Erasure Qubits With Superconducting Transmon Qutrits,” arXiv:2604.08672, Apr. 2026.
- [406] W. Huang et al., “Logical multi-qubit entanglement with dual-rail superconducting qubits,” Nat. Phys., vol. 22, no. 4, pp. 591–597, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03211-9. arXiv:2504.12099.
- [407] ORCA Computing Limited, “Linear-optical encoded GHZ measurements and fault-tolerant quantum computation and communication,” Justia Patents, Oct. 7, 2025. [Online]. Available: https://patents.justia.com/
patent/ 12437225 - [408] Justia, “Shruti PURI Inventions, Patents and Patent Applications - Justia Patents Search.” [Online]. Available: https://patents.justia.com/
inventor/ shruti-puri - [409] M. Abdel-Kareem, “D-Wave Demonstrates Two-Qubit Gate Breakthrough for Dual-Rail Erasure Qubits in Nature,” Quantum Computing Report, Aug. 6, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
d-wave-demonstrates-two-qubit-gate-breakthrough-for-dual-rail-erasure-qubits-in-nature/ - [410] D. Biswas et al., “Bias-Preserving Gates and Quantum Error Correction With Dual-Rail Cat Codes,” arXiv:2607.00786, Jul. 2026.
- [411] Quantum Circuits, “What are Quantum Circuits' Dual-Rail Qubits and Why are They a Breakthrough?,” Sep. 17, 2024. [Online]. Available: https://quantumcircuits.com/
dual-resonator-qubits-breakthrough/ - [412] Alice & Bob, “Roadmap,” Jun. 23, 2026. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
roadmap/ - [413] D. Gottesman, A. Kitaev, and J. Preskill, “Encoding a qubit in an oscillator,” Phys. Rev. A, vol. 64, no. 1, Art. no. 012310, Jun. 2001, doi: 10.1103/PhysRevA.64.012310. arXiv:quant-ph/0008040.
- [414] P. Campagne-Ibarcq et al., “Quantum error correction of a qubit encoded in grid states of an oscillator,” Nature, vol. 584, no. 7821, pp. 368–372, Aug. 2020, doi: 10.1038/s41586-020-2603-3.
- [415] V. V. Sivak et al., “Real-time quantum error correction beyond break-even,” Nature, vol. 616, no. 7955, pp. 50–55, Apr. 2023, doi: 10.1038/s41586-023-05782-6.
- [416] D. P. DiVincenzo, D. Bacon, J. Kempe, G. Burkard, and K. B. Whaley, “Universal quantum computation with the exchange interaction,” Nature, vol. 408, no. 6810, pp. 339–342, 2000, doi: 10.1038/35042541. arXiv:quant-ph/0005116.
- [417] J. D. Broz, J. C. Hoke, E. Acuna, and J. R. Petta, “Demonstration of an always-on exchange-only spin qubit,” Nat. Commun., vol. 17, no. 1, Art. no. 4794, Apr. 2026, doi: 10.1038/s41467-026-70943-w.
- [418] J. Brendel, N. Gisin, W. Tittel, and H. Zbinden, “Pulsed Energy-Time Entangled Twin-Photon Source for Quantum Communication,” Phys. Rev. Lett., vol. 82, no. 12, pp. 2594–2597, Mar. 1999, doi: 10.1103/PhysRevLett.82.2594. arXiv:quant-ph/9809034.
- [419] F. Ewert and P. van Loock, “3/4-Efficient Bell Measurement with Passive Linear Optics and Unentangled Ancillae,” Phys. Rev. Lett., vol. 113, no. 14, Art. no. 140403, Sep. 2014, doi: 10.1103/PhysRevLett.113.140403. arXiv:1403.4841.
- [420] Toshiba Europe, “News Hub - The Latest Quantum Security News from Toshiba,” Toshiba Quantum Technology. [Online]. Available: https://www.toshiba.eu/
quantum/ news/ - [421] T. Karzig et al., “Scalable designs for quasiparticle-poisoning-protected topological quantum computation with Majorana zero modes,” Phys. Rev. B, vol. 95, no. 23, Art. no. 235305, Jun. 2017, doi: 10.1103/PhysRevB.95.235305. arXiv:1610.05289.
- [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.
- [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 - [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 - [425] J. M. Chow et al., “Simple All-Microwave Entangling Gate for Fixed-Frequency Superconducting Qubits,” Phys. Rev. Lett., vol. 107, no. 8, Art. no. 080502, Aug. 2011, doi: 10.1103/PhysRevLett.107.080502.
- [426] C. Kim, J. Kang, and Y. Kwon, “Lattice patch structure for fixed-frequency transmon quantum computer with high-fidelity CNOT gates,” arXiv:2606.27017, Jun. 2026.
- [427] D. Jaksch et al., “Fast Quantum Gates for Neutral Atoms,” Phys. Rev. Lett., vol. 85, no. 10, pp. 2208–2211, Sep. 2000, doi: 10.1103/PhysRevLett.85.2208. arXiv:quant-ph/0004038.
- [428] H. Levine et al., “Parallel Implementation of High-Fidelity Multiqubit Gates with Neutral Atoms,” Phys. Rev. Lett., vol. 123, no. 17, Art. no. 170503, Oct. 2019, doi: 10.1103/PhysRevLett.123.170503. arXiv:1908.06101.
- [429] Amazon Web Services, “Explore Experimental Capabilities - Amazon Braket,” Amazon Braket Developer Guide. [Online]. Available: https://docs.aws.amazon.com/
braket/ latest/ developerguide/ braket-access-local-detuning.html - [430] P. I. Bunyk et al., “Architectural considerations in the design of a superconducting quantum annealing processor,” arXiv:1401.5504, Jan. 2014.
- [431] R. S. Andrist et al., “Hardness of the Maximum Independent Set Problem on Unit-Disk Graphs and Prospects for Quantum Speedups,” Phys. Rev. Research, vol. 5, no. 4, Art. no. 043277, 2023, doi: 10.1103/PhysRevResearch.5.043277. arXiv:2307.09442.
- [432] S. Ebadi et al., “Quantum Phases of Matter on a 256-Atom Programmable Quantum Simulator,” Nature, vol. 595, p. 227, Jul. 2021, doi: 10.1038/s41586-021-03582-4. arXiv:2012.12281.
- [433] P. Scholl et al., “Programmable quantum simulation of 2D antiferromagnets with hundreds of Rydberg atoms,” Nature, vol. 595, p. 233, Jul. 2021, doi: 10.1038/s41586-021-03585-1. arXiv:2012.12268.
- [434] G. Semeghini et al., “Probing Topological Spin Liquids on a Programmable Quantum Simulator,” Science, vol. 374, p. 1242, Dec. 2021, doi: 10.1126/science.abi8794. arXiv:2104.04119.
- [435] S. Ebadi et al., “Quantum Optimization of Maximum Independent Set using Rydberg Atom Arrays,” Science, vol. 376, p. 1209, Jun. 2022, doi: 10.1126/science.abo6587. arXiv:2202.09372.
- [436] A. L. Shaw et al., “Benchmarking highly entangled states on a 60-atom analog quantum simulator,” Nature, vol. 628, pp. 71–77, 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07173-x. arXiv:2308.07914.
- [437] Pasqal, “Pasqal's Neutral-Atom Quantum Computer Available on Google Cloud Marketplace,” May 13, 2025. [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
newsroom/ pasqals-neutral-atom-quantum-computer-available-on-google-cloud-marketplace/ - [438] Pasqal and O. Q.-C. P. brochure, “The Power of Neutral Atom Quantum Processors by Pasqal — Unlock Quantum Computing for Real-World Solutions,” Pasqal, product brochure (PDF). [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
wp-content/ uploads/ 2025/ 11/ 2509_Pasqal_Quantum-Computing-Processor_Brochure-RVB-V8.pdf - [439] QuEra Computing, “Local Qubit Control Brings New Capabilities to QuEra's Quantum Computer,” Apr. 17, 2024. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ local-qubit-control-brings-new-capabilities-to-queras-quantum-computer - [440] Amazon Web Services, “Local detuning now available on QuEra's Aquila device with Braket Direct,” AWS What's New, Apr. 11, 2024. [Online]. Available: https://aws.amazon.com/
about-aws/ whats-new/ 2024/ 04/ amazon-braket-experimental-capabilities-quera-device-braket-direct/ - [441] V. M. Schäfer et al., “Fast quantum logic gates with trapped-ion qubits,” Nature, vol. 555, no. 7694, pp. 75–78, Feb. 2018, doi: 10.1038/nature25737. arXiv:1709.06952.
- [442] D. V. Donchenko, E. A. Anikin, O. Lakhmanskaya, and K. Lakhmanskiy, “Mølmer-Sørensen gates in trapped-ions chains in the presence of correlated noise,” arXiv:2606.23951, Jun. 2026.
- [443] Q-CTRL, “Learn to optimize Mølmer–Sørensen gates for trapped ions.” [Online]. Available: https://docs.q-ctrl.com/
boulder-opal/ toolkit/ apply/ trapped-ion-quantum-computing/ learn-to-optimize-molmer-sorensen-gates-for-trapped-ions - [444] C. Ospelkaus et al., “Microwave quantum logic gates for trapped ions,” Nature, vol. 476, no. 7359, pp. 181–184, Aug. 2011, doi: 10.1038/nature10290. arXiv:1104.3573.
- [445] T. P. Harty et al., “High-fidelity trapped-ion quantum logic using near-field microwaves,” Phys. Rev. Lett., vol. 117, no. 14, Art. no. 140501, Sep. 2016, doi: 10.1103/PhysRevLett.117.140501. arXiv:1606.08409.
- [446] IonQ, “IonQ Achieves Landmark Result, Setting New World Record in Quantum Computing Performance,” Oct. 21, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ ionq-achieves-landmark-result-setting-new-world-record-in-quantum-computing - [447] D. Finke, “eleQtron Secures €57 Million ($61.5M USD) Series A to Scale MAGIC Trapped-Ion Platform,” Quantum Computing Report, May 5, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
eleqtron-secures-e57-million-61-5m-usd-series-a-to-scale-ion-trap-systems/ - [448] Oxford Ionics, “Oxford Ionics selected for Quantum Missions Pilot to upgrade NQCC testbed with advanced 2D ion traps,” Mar. 11, 2025. [Online]. Available: https://www.oxionics.com/
announcements/ oxford-ionics-selected-for-quantum-missions-pilot-to-upgrade-nqcc-testbed-with-advanced-2d-ion-traps/ - [449] Quantum Machines, “Semiconductor Spin Qubits,” Aug. 11, 2026. [Online]. Available: https://www.quantum-machines.co/
qubit-types/ semiconductor-spin-qubits/ - [450] D. Garisto, “Underdog 'spin qubits' leap forward in race to a useful quantum computer,” Nature, vol. 656, no. 8127, pp. 280–281, Aug. 2026, doi: 10.1038/d41586-026-02357-z.
- [451] D. E. Browne and T. Rudolph, “Resource-Efficient Linear Optical Quantum Computation,” Phys. Rev. Lett., vol. 95, no. 1, Art. no. 010501, Jun. 2005, doi: 10.1103/PhysRevLett.95.010501.
- [452] M. Reck, A. Zeilinger, H. J. Bernstein, and P. Bertani, “Experimental realization of any discrete unitary operator,” Phys. Rev. Lett., vol. 73, no. 1, pp. 58–61, Jul. 1994, doi: 10.1103/PhysRevLett.73.58.
- [453] W. R. Clements, P. C. Humphreys, B. J. Metcalf, W. S. Kolthammer, and I. A. Walmsley, “Optimal design for universal multiport interferometers,” Optica, vol. 3, no. 12, p. 1460, Dec. 2016, doi: 10.1364/OPTICA.3.001460. arXiv:1603.08788.
- [454] K. R. Motes, A. Gilchrist, J. P. Dowling, and P. P. Rohde, “Scalable Boson Sampling with Time-Bin Encoding Using a Loop-Based Architecture,” Phys. Rev. Lett., vol. 113, no. 12, Art. no. 120501, Sep. 2014, doi: 10.1103/PhysRevLett.113.120501. arXiv:1403.4007.
- [455] J. Carolan et al., “Universal Linear Optics,” arXiv:1505.01182, May 2015.
- [456] S. Aaronson and A. Arkhipov, “The Computational Complexity of Linear Optics,” Theory of Computing, vol. 9, pp. 143–252, 2013, doi: 10.4086/toc.2013.v009a004. arXiv:1011.3245.
- [457] J. Calsamiglia and N. Lütkenhaus, “Maximum efficiency of a linear-optical Bell-state analyzer,” Appl. Phys. B, vol. 72, no. 1, pp. 67–71, Jan. 2001, doi: 10.1007/s003400000484. arXiv:quant-ph/0007058.
- [458] M. Liu, C. Oh, J. Liu, L. Jiang, and Y. Alexeev, “Simulating lossy Gaussian boson sampling with matrix-product operators,” Phys. Rev. A, vol. 108, no. 5, Art. no. 052604, Nov. 2023, doi: 10.1103/PhysRevA.108.052604. arXiv:2301.12814.
- [459] J. J. Renema et al., “Efficient Classical Algorithm for Boson Sampling with Partially Distinguishable Photons,” Phys. Rev. Lett., vol. 120, no. 22, Art. no. 220502, May 2018, doi: 10.1103/PhysRevLett.120.220502. arXiv:1707.02793.
- [460] H.-S. Zhong et al., “Quantum computational advantage using photons,” Science, vol. 370, no. 6523, pp. 1460–1463, Dec. 2020, doi: 10.1126/science.abe8770. arXiv:2012.01625.
- [461] B. Villalonga et al., “Efficient approximation of experimental Gaussian boson sampling,” arXiv:2109.11525, Sep. 2021.
- [462] Y.-H. Deng et al., “Gaussian Boson Sampling with Pseudo-Photon-Number-Resolving Detectors and Quantum Computational Advantage,” Phys. Rev. Lett., vol. 131, no. 15, Art. no. 150601, Oct. 2023, doi: 10.1103/PhysRevLett.131.150601. arXiv:2304.12240.
- [463] C. Oh, M. Liu, Y. Alexeev, B. Fefferman, and L. Jiang, “Classical algorithm for simulating experimental Gaussian boson sampling,” Nat. Phys., vol. 20, pp. 1461–1468, Jun. 2024, doi: 10.1038/s41567-024-02535-8. arXiv:2306.03709.
- [464] ORCA Computing, “Technology — ORCA Computing.” [Online]. Available: https://orcacomputing.com/
technology/ - [465] ORCA Computing, “ORCA PT-2 — ORCA Computing.” [Online]. Available: https://orcacomputing.com/
orca-pt-2/ - [466] A. Makarovskiy et al., “A Binary Optimisation Algorithm for Near-Term Photonic Quantum Processors,” arXiv:2510.08274, Oct. 2025.
- [467] National Quantum Computing Centre, “Science Minister Andrew Griffith announces the results of the £30m quantum computing testbed competition,” NQCC, Feb. 5, 2024. [Online]. Available: https://www.nqcc.ac.uk/
updates/ science-minister-andrew-griffith-announces-the-results-of-the-30m-quantum-computing-testbed-competition/ - [468] ORCA Computing, “Montana State University Selects ORCA Computing to Advance Distributed Quantum Computing and Communications,” Jun. 5, 2024. [Online]. Available: https://orcacomputing.com/
montana-state-university-selects-orca-computing/ - [469] ORCA Computing, “ORCA Computing Delivers First Photonic Quantum Computing System to UK's National Quantum Computing Centre,” Jun. 11, 2025. [Online]. Available: https://orcacomputing.com/
installation-marks-key-milestone-in-the-uks-121m-quantum-initiative-advancing-practical-quantum-research/ - [470] Tech Journal UK, “ORCA aims to beat classical computers with PT-3 quantum system,” Jul. 1, 2026. [Online]. Available: https://www.techjournal.uk/
p/ orca-aims-to-beat-classical-computers - [471] Y. Y. Gao et al., “Programmable interference between two microwave quantum memories,” Phys. Rev. X, vol. 8, no. 2, Art. no. 021073, Jun. 2018, doi: 10.1103/PhysRevX.8.021073. arXiv:1802.08510.
- [472] Y. Lu et al., “High-fidelity parametric beamsplitting with a parity-protected converter,” arXiv:2303.00959, Mar. 2023.
- [473] K. Chou, J. Teoh, and N. Mehta, “Why D-Wave's New Two-Qubit Gate is a Breakthrough for Quantum Error Correction,” D-Wave Quantum Blog, Aug. 5, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
learn/ blog/ posts/ why-d-wave-s-new-two-qubit-gate-is-a-breakthrough-for-quantum-error-correction/ - [474] US Department of Energy, “Energy Department Announces $625 Million to Advance the Next Phase of National Quantum Information Science Research Centers,” Energy.gov, Nov. 4, 2025. [Online]. Available: https://www.energy.gov/
articles/ energy-department-announces-625-million-advance-next-phase-national-quantum-information - [475] P. Bonderson, M. Freedman, and C. Nayak, “Measurement-Only Topological Quantum Computation,” Phys. Rev. Lett., vol. 101, no. 1, Art. no. 010501, Jun. 2008, doi: 10.1103/PhysRevLett.101.010501. arXiv:0802.0279.
- [476] C. Chamberland, G. Zhu, T. J. Yoder, J. B. Hertzberg, and A. W. Cross, “Topological and subsystem codes on low-degree graphs with flag qubits,” arXiv:1907.09528, Jul. 2019.
- [477] J. Majer et al., “Coupling superconducting qubits via a cavity bus,” Nature, vol. 449, no. 7161, pp. 443–447, Sep. 2007, doi: 10.1038/nature06184.
- [478] B. Kannan et al., “Waveguide quantum electrodynamics with superconducting artificial giant atoms,” Nature, vol. 583, no. 7818, pp. 775–779, Jul. 2020, doi: 10.1038/s41586-020-2529-9.
- [479] X. Zhang, E. Kim, D. K. Mark, S. Choi, and O. Painter, “A scalable superconducting quantum simulator with long-range connectivity based on a photonic bandgap metamaterial,” arXiv:2206.12803, Jun. 2022.
- [480] F. Marxer et al., “Long-Distance Transmon Coupler with cz-Gate Fidelity above 99.8%,” PRX Quantum, vol. 4, no. 1, Art. no. 010314, Feb. 2023, doi: 10.1103/PRXQuantum.4.010314. arXiv:2208.09460.
- [481] R. Mandelbaum et al., “How IBM will build the world's first large-scale, fault-tolerant quantum computer,” IBM Quantum Computing Blog, Jun. 10, 2025. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ blog/ large-scale-ftqc - [482] J. Xu et al., “Tunable hybrid-mode coupler enabling strong interactions between transmons at centimeter-scale distance,” Phys. Rev. Appl., vol. 25, no. 1, Art. no. 014016, Jan. 2026, doi: 10.1103/ls5b-279m. arXiv:2506.14128.
- [483] P. Zhao, P. Xu, and Z.-Y. Xue, “Long-range tunable coupler for modular fluxonium quantum processors,” arXiv:2604.12261, Apr. 2026.
- [484] X. Deng et al., “Long-Range ZZ Interaction via Resonator-Induced Phase in Superconducting Qubits,” Phys. Rev. Lett., vol. 134, no. 2, Art. no. 020801, Jan. 2025, doi: 10.1103/PhysRevLett.134.020801. arXiv:2408.16617.
- [485] P. Zhao, Y. Zhang, G. Xue, Y. Jin, and H. Yu, “Tunable coupling of widely separated superconducting qubits: A possible application towards a modular quantum device,” Appl. Phys. Lett., doi: 10.1063/5.0097521. arXiv:2201.03184.
- [486] R. Mandelbaum, “Scaling for quantum advantage and beyond,” IBM Quantum Computing Blog, Nov. 12, 2025. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ blog/ qdc-2025 - [487] F. Vigneau, “IQM Constellation: A New Quantum Processor Architecture for Scalable Error Correction,” IQM Quantum Computers, Sep. 30, 2025. [Online]. Available: https://iqm.tech/
blog/ iqm-constellation-a-new-quantum-processor-architecture-for-scalable-error-correction/ - [488] F. Vigneau et al., “Quantum error detection in qubit-resonator star architecture,” arXiv:2503.12869, Mar. 2025.
- [489] K. Boothby, A. D. King, and J. Raymond, “Zephyr Topology of D-Wave Quantum Processors,” D-Wave Systems Inc., Sep. 2021. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
media/ 2uznec4s/ 14-1056a-a_zephyr_topology_of_d-wave_quantum_processors.pdf - [490] D-Wave Quantum Inc., “Form 10-K for the fiscal year ended December 31, 2025,” U.S. Securities and Exchange Commission (EDGAR), Feb. 2026. [Online]. Available: https://www.sec.gov/
Archives/ edgar/ data/ 1907982/ 000190798226000026/ qbts-20251231.htm - [491] D-Wave Quantum Inc., “Form 10-K for fiscal year 2024,” SEC EDGAR, Mar. 14, 2025. [Online]. Available: https://www.sec.gov/
Archives/ Also https://www.sec.gov/edgar/ data/ 1907982/ 000190798225000060/ qbts-20241231.htm Archives/ .edgar/ data/ 1907982/ 000190798225000060/ 0001907982-25-000060-index.htm - [492] U.S. Securities and Exchange Commission, “EDGAR full-text search: ‘SkyWater’ in D-Wave Quantum Inc. 10-K filings,” SEC EDGAR Full-Text Search, Feb. 26, 2026. [Online]. Available: https://efts.sec.gov/
LATEST/ search-index?q=%22SkyWater%22&forms=10-K&ciks=0001907982 - [493] IonQ, “IonQ to Acquire SkyWater Technology, Creating the Only Vertically Integrated Full-Stack Quantum Platform Company,” Jan. 26, 2026. [Online]. Available: https://investors.ionq.com/
news/ news-details/ 2026/ IonQ-to-Acquire-SkyWater-Technology-Creating-the-Only-Vertically-Integrated-Full-Stack-Quantum-Platform-Company/ default.aspx - [494] E. Stuart, “Jumping Off the Grid in Quantum Processor Innovation: Introducing IQM Star,” IQM Quantum Computers blog, Apr. 30, 2025. [Online]. Available: https://iqm.tech/
blog/ jumping-off-the-grid-in-quantum-processor-innovation-introducing-iqm-star/ - [495] M. Abdel-Kareem, “QuantWare Debuts VIO-40K™ Architecture to Enable 10,000-Qubit Superconducting Processors,” Quantum Computing Report, Dec. 10, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
quantware-debuts-vio-40k-architecture-to-enable-10000-qubit-superconducting-processors/ - [496] T. J. Yoder et al., “Tour de gross: A modular quantum computer based on bivariate bicycle codes,” arXiv:2506.03094, Jun. 2025.
- [497] J. Dijkema et al., “Cavity-mediated iSWAP oscillations between distant spins,” Nat. Phys., vol. 21, no. 1, pp. 168–174, Dec. 2024, doi: 10.1038/s41567-024-02694-8. arXiv:2310.16805.
- [498] Justia Patents, “Patent search: ‘long-range coupler’ qubit (results as of Sep. 3, 2026).” [Online]. Available: https://patents.justia.com/
search?q=%22long-range+coupler%22+qubit Also https://patents.google.com/patent/ . Also https://patents.google.com/US12517856B2/ en patent/ .US12587192B2/ en - [499] D. Kielpinski, C. Monroe, and D. J. Wineland, “Architecture for a large-scale ion-trap quantum computer,” Nature, vol. 417, no. 6890, pp. 709–711, Jun. 2002, doi: 10.1038/nature00784.
- [500] R. Bowler et al., “Coherent Diabatic Ion Transport and Separation in a Multi-Zone Trap Array,” Phys. Rev. Lett., vol. 109, no. 8, Art. no. 080502, 2012, doi: 10.1103/PhysRevLett.109.080502. arXiv:1206.0780.
- [501] T. Rummler, “In the Mountain West, a quantum computing collaboration announces major results,” Sandia Lab News, Aug. 27, 2026. [Online]. Available: https://www.sandia.gov/
labnews/ 2026/ 08/ 27/ in-the-mountain-west-a-quantum-computing-collaboration-announces-major-results/ - [502] M. Abdel-Kareem, “Universal Quantum and Atlas Copco Partner to Industrialize Vacuum Systems for Scalable Quantum Computers,” Quantum Computing Report, Dec. 18, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
universal-quantum-and-atlas-copco-partner-to-industrialize-vacuum-systems-for-scalable-quantum-computers/ - [503] Z. Guo, R. A. van Herk, E. J. Vredenbregt, and S. J. Kokkelmans, “Acousto-optic lens for 3D shuttling of atoms in a neutral atom quantum computer,” arXiv:2510.09398, Oct. 2025.
- [504] Gooch & Housego (G&H), “G&H Acousto-Optic Deflectors Referenced in Nature Papers Demonstrating 3,000 & 6,100 Qubit Quantum Systems,” G&H, Mar. 2026. [Online]. Available: https://gandh.com/
news-and-resources/ g-and-h-acousto-optic-deflectors-in-nature-papers - [505] M. A. Norcia et al., “Iterative assembly of ¹⁷¹Yb atom arrays with cavity-enhanced optical lattices,” PRX Quantum, vol. 5, no. 3, Art. no. 030316, Jan. 2024, doi: 10.1103/PRXQuantum.5.030316. arXiv:2401.16177.
- [506] Y. Li, Y. Bao, M. Peper, C. Li, and J. D. Thompson, “Fast, continuous and coherent atom replacement in a neutral atom qubit array,” arXiv:2506.15633, Jun. 2025.
- [507] K.-N. Schymik et al., “Single Atoms with 6000-Second Trapping Lifetimes in Optical-Tweezer Arrays at Cryogenic Temperatures,” Phys. Rev. Appl., vol. 16, no. 3, Art. no. 034013, Jun. 2021, doi: 10.1103/PhysRevApplied.16.034013. arXiv:2106.07414.
- [508] G. Baranes et al., “Leveraging Qubit Loss Detection in Fault-Tolerant Quantum Algorithms,” Phys. Rev. X, vol. 16, no. 1, Art. no. 011002, Jan. 2026, doi: 10.1103/ycwc-3myc. arXiv:2502.20558.
- [509] QuEra Computing, “Our Quantum Roadmap,” Sep. 15, 2026. [Online]. Available: https://www.quera.com/
our-quantum-roadmap - [510] I. Seidler et al., “Conveyor-mode single-electron shuttling in Si/SiGe for a scalable quantum computing architecture,” arXiv:2108.00879, Aug. 2021.
- [511] N. Ciroth et al., “Numerical simulation of coherent spin-shuttling in a QuBus with charged defects,” arXiv:2512.03588, Dec. 2025.
- [512] F. van Riggelen et al., “Coherent spin qubit shuttling through germanium quantum dots,” Nat. Commun., vol. 15, Art. no. 5716, Jul. 2024, doi: 10.1038/s41467-024-49358-y.
- [513] D. Q. L. Nguyen, M. Rimbach-Russ, and S. Bosco, “Suppressing spin qubit decoherence during shuttling via confinement modulation,” arXiv:2605.00611, May 2026.
- [514] B. Yenilen, A. Sala, H. Bluhm, M. Müller, and M. Rispler, “Performance of the spin qubit shuttling architecture for a surface code implementation,” Quantum, vol. 10, Art. no. 2219, Sep. 2026, doi: 10.22331/q-2026-09-30-2219. arXiv:2503.10601.
- [515] Forschungszentrum Jülich, “Jülich-Aachen Start-up Paves the Way for Scalable Quantum Computers,” fz-juelich.de, Apr. 8, 2026. [Online]. Available: https://www.fz-juelich.de/
en/ news/ archive/ press-release/ 2026/ julich-aachen-start-up-arque-systems - [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.
- [517] A. Roy et al., “Zero-change foundry compatible silicon photonics MEMS optical switch,” arXiv:2608.03146, Aug. 2026.
- [518] optics.org, “Lithium niobate in vogue as thin-film developers raise cash,” Sep. 24, 2024. [Online]. Available: https://optics.org/
news/ 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/ psiquantum-1b-fundraise - [520] F. Borsoi et al., “Shared control of a 16 semiconductor quantum dot crossbar array,” Nat. Nanotechnol., vol. 19, no. 1, pp. 21–27, Jan. 2024, doi: 10.1038/s41565-023-01491-3.
- [521] A. Tosato et al., “A crossbar chip for benchmarking semiconductor spin qubits,” Nat. Electron., vol. 9, no. 3, pp. 324–333, Mar. 2026, doi: 10.1038/s41928-026-01569-5.
- [522] S. Krinner et al., “Engineering cryogenic setups for 100-qubit scale superconducting circuit systems,” EPJ Quantum Technology, vol. 6, no. 1, Art. no. 2, Dec. 2019, doi: 10.1140/epjqt/s40507-019-0072-0. arXiv:1806.07862.
- [523] Physics World (IOP Publishing), “Delft Circuits, Bluefors: the engine-room driving joined-up quantum innovation,” Nov. 10, 2025. [Online]. Available: https://physicsworld.com/
a/ delft-circuits-bluefors-the-engine-room-driving-joined-up-quantum-innovation/ - [524] Bluefors, “Bluefors closes the acquisition of Cryomech,” Mar. 28, 2023. [Online]. Available: https://bluefors.com/
press-releases/ bluefors-closes-the-acquisition-of-cryomech/ - [525] ULVAC, “ULVAC Developing Next-Generation Dilution Refrigerator for Quantum Computing by 2026,” Nasdaq (JCN Newswire), Mar. 20, 2025. [Online]. Available: https://www.nasdaq.com/
press-release/ ulvac-developing-next-generation-dilution-refrigerator-quantum-computing-2026-2025-03 - [526] Zurich Instruments, “Zurich Instruments Launches the ZQCS Quantum Control System to Master the Long-Lived Logical Qubit Challenge,” Mar. 9, 2026. [Online]. Available: https://www.zhinst.com/
americas/ en/ news/ zurich-instruments-launches-zqcs-quantum-control-system-master-long-lived-logical-qubit/ - [527] A. Noori et al., “A Cryo-CMOS Control System for Large-Scale Superconducting Qubit Quantum Computing: Part 2,” IBM Research, Mar. 16, 2026. [Online]. Available: https://research.ibm.com/
publications/ a-cryo-cmos-control-system-for-large-scale-superconducting-qubit-quantum-computing-part-2 - [528] Quantum Machines, “Quantum Machines Raises $170M as Its Customer Base Exceeds 50% of Companies Developing Quantum Computers,” Feb. 25, 2025. [Online]. Available: https://www.quantum-machines.co/
press-release/ quantum-machines-raises-170-million-in-series-c-funding/ - [529] E. Flipse, “Qblox secures series A funding to accelerate quantum control stack development,” Qblox Newsroom, Jun. 20, 2024. [Online]. Available: https://qblox.com/
newsroom/ qblox-secures-series-a-funding-quantum-control-stack-development - [530] M. U. Rehman, “Delft Circuits Names Martin Danoesastro CEO and Extends Funding Round,” The Quantum Insider, Dec. 3, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ 12/ 03/ delft-circuits-new-ceo-financing/ - [531] NVIDIA, “NVIDIA Introduces NVQLink — Connecting Quantum and GPU Computing for 17 Quantum Builders and Nine Scientific Labs,” Oct. 28, 2025. [Online]. Available: https://nvidianews.nvidia.com/
news/ nvidia-nvqlink-quantum-gpu-computing - [532] J. H. Béjanin et al., “The Quantum Socket: Three-Dimensional Wiring for Extensible Quantum Computing,” Phys. Rev. Appl., vol. 6, Art. no. 044010, 2016, doi: 10.1103/PhysRevApplied.6.044010. arXiv:1606.00063.
- [533] J. Rahamim et al., “Double-sided coaxial circuit QED with out-of-plane wiring,” Appl. Phys. Lett., vol. 110, no. 22, Art. no. 222602, May 2017, doi: 10.1063/1.4984299. arXiv:1703.05828.
- [534] RIKEN, “Wiring a new path to scalable quantum computing,” Jul. 3, 2020. [Online]. Available: https://www.riken.jp/
en/ news_pubs/ research_news/ rr/ 20200703_2/ index.html - [535] S. Tamate, Y. Tabuchi, and Y. Nakamura, “Toward Realization of Scalable Packaging and Wiring for Large-Scale Superconducting Quantum Computers,” IEICE Trans. Electron., vol. E105.C, no. 6, pp. 290–295, Jun. 2022, doi: 10.1587/transele.2021SEP0007.
- [536] QuantWare, “QuantWare announces scaling breakthrough with VIO-40K™, delivering 10,000 qubit Quantum Processors for the first time,” Dec. 8, 2025. [Online]. Available: https://quantware.com/
news/ quantware-announces-scaling-breakthrough-with-vio-40k - [537] QuantWare, “Technology — VIO™ 3D Scaling Architecture.” [Online]. Available: https://quantware.com/
technology - [538] P. A. Spring et al., “High coherence and low cross-talk in a tileable 3D integrated superconducting circuit architecture,” Sci. Adv., vol. 8, no. 16, Art. no. eabl6698, Apr. 2022, doi: 10.1126/sciadv.abl6698. arXiv:2107.11140.
- [539] M. Vahidpour et al., “Superconducting Through-Silicon Vias for Quantum Integrated Circuits,” arXiv:1708.02226, Aug. 2017.
- [540] D.-R. W. Yost et al., “Solid-state qubits integrated with superconducting through-silicon vias,” npj Quantum Inf., vol. 6, Art. no. 59, 2020, doi: 10.1038/s41534-020-00289-8. arXiv:1912.10942.
- [541] J. Chow, O. Dial, and J. Gambetta, “IBM Quantum breaks the 100‑qubit processor barrier,” IBM Quantum Computing Blog, Nov. 16, 2021. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ blog/ 127-qubit-quantum-processor-eagle - [542] NTT (joint release of RIKEN, AIST, NICT, Osaka University, Fujitsu and NTT), “Japanese joint research group launches quantum computing cloud service: Opening access to Japan's first superconducting quantum computer,” Mar. 24, 2023. [Online]. Available: https://group.ntt/
en/ newsrelease/ 2023/ 03/ 24/ 230324a.html - [543] Oxford Quantum Circuits, “Devices – OQC,” OQC. [Online]. Available: https://oqc.tech/
tech/ devices/ - [544] QuantWare, “Introducing Contralto-A: a QPU for quantum error correction,” Feb. 25, 2025. [Online]. Available: https://quantware.com/
news/ introducing-contralto-a-qpu-for-quantum-error-correction - [545] QuantWare, “D-line QPUs — Build bigger, scale faster.” [Online]. Available: https://quantware.com/
product/ processors/ d-line - [546] M. Swayne, “How Fujitsu Is Tackling a 10,000-Qubit Quantum Computer for Practical Applications,” The Quantum Insider, Dec. 8, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ 12/ 08/ how-fujitsu-is-tackling-a-10000-qubit-quantum-computer-for-practical-applications/ - [547] QuantWare, “QuantWare Raises $178 Million to Build World’s Most Powerful Quantum Processors at an Industrial Scale,” May 5, 2026. [Online]. Available: https://quantware.com/
news/ quantware-raises-178-million - [548] Intel Corporation, “Intel Debuts 2nd-Gen Horse Ridge Cryogenic Quantum Control Chip,” Dec. 3, 2020. [Online]. Available: https://www.intc.com/
news-events/ press-releases/ detail/ 1429/ intel-debuts-2nd-gen-horse-ridge-cryogenic-quantum-control - [549] S. J. Pauka et al., “A cryogenic CMOS chip for generating control signals for multiple qubits,” Nat. Electron., vol. 4, no. 1, pp. 64–70, Jan. 2021, doi: 10.1038/s41928-020-00528-y.
- [550] S. Kawabata, “Integration and Resource Estimation of Cryoelectronics for Superconducting Fault-Tolerant Quantum Computers,” arXiv:2601.03922, Jan. 2026.
- [551] S. K. Bartee et al., “Spin-qubit control with a milli-kelvin CMOS chip,” Nature, vol. 643, no. 8071, pp. 382–387, Jul. 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09157-x.
- [552] J. van Staveren et al., “Cryo-CMOS Bias-Voltage Generation and Demultiplexing at mK Temperatures for Large-Scale Arrays of Quantum Devices,” IEEE Trans. Quantum Eng., vol. 6, pp. 1–18, 2025, doi: 10.1109/TQE.2025.3580377.
- [553] SemiQon, “SemiQon Cryo-CMOS™.” [Online]. Available: https://www.semiqon.com/
technology/ semiqon-cryo-cmos - [554] QuTech, “Scalable diamond Quantum Computing with cryogenic chip integration,” Feb. 17, 2026. [Online]. Available: https://qutech.nl/
2026/ 02/ 17/ scalable-diamond-quantum-computing-with-cryogenic-chip-integration/ - [555] Microsoft Technology Licensing, LLC, “Cryogenic-CMOS interface for controlling qubits,” USPTO, Dec. 2023. [Online]. Available: https://patents.justia.com/
patent/ 11838022 - [556] SEEQC, “SEEQC Files Registration Statement for Proposed Initial Public Offering,” Business Wire, Jun. 29, 2026. [Online]. Available: https://www.businesswire.com/
news/ home/ 20260629077919/ en/ SEEQC-Files-Registration-Statement-for-Proposed-Initial-Public-Offering - [557] M. Abdel-Kareem, “SEEQC Files Form S-1 for Nasdaq IPO Parallel to Ongoing Allegro Merger Process,” Quantum Computing Report, Jul. 2, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
seeqc-files-form-s-1-for-nasdaq-ipo-parallel-to-ongoing-allegro-merger-process/ - [558] Quantum Machines, “Quantum Machines Makes Second European Acquisition in Six Weeks as Quantum Closes In on Real-World Advantage,” Jun. 17, 2026. [Online]. Available: https://www.quantum-machines.co/
press-release/ quantum-machines-acquisition-pcb-engineering/ - [559] QuTech, “QuTech spinoff FrostByte raises €1.3 million for cryo-electronics for scalable quantum computers,” May 11, 2026. [Online]. Available: https://qutech.nl/
2026/ 05/ 11/ qutech-spinoff-frostbyte-raises-e1-3-million-for-cryo-electronics-for-scalable-quantum-computers/ - [560] M. Abdel-Kareem, “Rhonexum Raises $1M Pre-Seed to Solve the Quantum Cabling Bottleneck via Cryo-CMOS,” Quantum Computing Report, Mar. 18, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
rhonexum-raises-1m-pre-seed-to-solve-the-quantum-cabling-bottleneck-via-cryo-cmos/ - [561] W. D. Oliver and S. Gustavsson, “Scalable control of quantum bits using baseband pulsing,” USPTO, Aug. 2026. [Online]. Available: https://patents.justia.com/
patent/ 12705525 - [562] Intel Corporation, “Technologies for Closed-Loop Qubit Calibration,” USPTO, Jul. 2026. [Online]. Available: https://patents.justia.com/
patent/ 20260187510 - [563] PatSnap, “Cryogenic CMOS Circuit Technology Landscape 2026,” Apr. 20, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ blog/ articles/ cryo-cmos-technology-landscape-2026/ - [564] C. Nayak, “Full stack ahead: Pioneering quantum hardware allows for controlling up to thousands of qubits at cryogenic temperatures,” Microsoft Research Blog, Jan. 27, 2021. [Online]. Available: https://www.microsoft.com/
en-us/ research/ blog/ full-stack-ahead-pioneering-quantum-hardware-allows-for-controlling-up-to-thousands-of-qubits-at-cryogenic-temperatures/ - [565] R. McDermott and M. G. Vavilov, “Accurate Qubit Control with Single Flux Quantum Pulses,” Phys. Rev. Appl., vol. 2, no. 1, Art. no. 014007, Jul. 2014, doi: 10.1103/PhysRevApplied.2.014007.
- [566] E. Leonard et al., “Digital Coherent Control of a Superconducting Qubit,” Phys. Rev. Appl., vol. 11, no. 1, Art. no. 014009, Jan. 2019, doi: 10.1103/PhysRevApplied.11.014009. arXiv:1806.07930.
- [567] AIST; Yokohama National University; Tohoku University; NEC, “Successful demonstration of a superconducting circuit for qubit control within large-scale quantum computer systems,” NEC Press Releases, Jun. 3, 2024. [Online]. Available: https://www.nec.com/
en/ press/ 202406/ global_20240603_02.html - [568] S. Kamimura, A. Taguchi, M. Tanaka, and T. Yamamoto, “Fluxon Time-Delay Readout of a Superconducting Qubit Protected by a Spectral Gap in a Josephson Transmission Line,” arXiv:2603.13175, Mar. 2026.
- [569] S. K. Tolpygo, “Superconductor Digital Electronics: Scalability and Energy Efficiency Issues,” arXiv:1602.03546, Feb. 2016.
- [570] MIT Lincoln Laboratory, “SQUILL Foundry.” [Online]. Available: https://www.ll.mit.edu/
r-d/ projects/ squill-foundry - [571] T. Yamae et al., “Rapid single-flux-quantum and adiabatic quantum-flux-parametron cell libraries using a 1 kA/cm2 niobium fabrication process,” Scientific Reports, vol. 15, Art. no. 41429, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41598-025-20666-7.
- [572] SEEQC, “SEEQC Secures $22.4 Million In Series A Round; Strategic Investment Led By EQT Ventures,” Sep. 16, 2020. [Online]. Available: https://seeqc.com/
resources/ seeqc-secures-22.4-million-in-series-a-round-strategic-investment-led-by-eqt-ventures - [573] SIP Global Partners, “SIP Global Partners Participates in $30M Round for SEEQC, Developer of the World's First Full-Stack Processor for Quantum Computers,” PRWeb, Jan. 16, 2025. [Online]. Available: https://www.prweb.com/
releases/ sip-global-partners-participates-in-30m-round-for-seeqc-developer-of-the-worlds-first-full-stack-processor-for-quantum-computers-302352970.html - [574] Allegro Merger Corp.; SeeQC, Inc., “Settlement, Termination and Release Agreement,” U.S. Securities and Exchange Commission (EDGAR), Aug. 2026. [Online]. Available: https://www.sec.gov/
Archives/ edgar/ data/ 1779977/ 000121390026095175/ ea028847004ex2-2.htm - [575] SeeQC, Inc., “Form S-4 Registration Statement (SeeQC, Inc. / Allegro Merger Corp.),” U.S. Securities and Exchange Commission, May 2026. [Online]. Available: https://www.sec.gov/
Archives/ edgar/ data/ 1779977/ 000121390026061108/ ea0278139-04.htm - [576] SkyWater Technology, “SkyWater Technology Reports Fourth Quarter and Full Fiscal Year 2025 Results,” U.S. Securities and Exchange Commission, Feb. 2026. [Online]. Available: https://www.sec.gov/
Archives/ edgar/ data/ 1819974/ 000181997426000005/ skyt-20251228xex991.htm - [577] M. Endres et al., “Cold Matter Assembled Atom-by-Atom,” arXiv:1607.03044, Jul. 2016.
- [578] M. Swayne, “Fraunhofer ILT Develops Laser System for 2,000-Qubit Neutral-Atom Quantum Computer,” The Quantum Insider, Jul. 8, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 07/ 08/ fraunhofer-ilt-develops-laser-system-for-2000-qubit-neutral-atom-quantum-computer/ - [579] S. G. Menon, N. Glachman, M. Pompili, A. Dibos, and H. Bernien, “An integrated atom array–nanophotonic chip platform with background-free imaging,” Nat. Commun., vol. 15, no. 1, Art. no. 6156, Jul. 2024, doi: 10.1038/s41467-024-50355-4.
- [580] Y.-D. Hu et al., “A scalable chip-integrated single-photon source array based on 50 individually addressable neutral atoms,” arXiv:2608.15637, Aug. 2026.
- [581] M. U. Rehman, “Pasqal Demonstrates Photonic Chip-Based Control for Neutral-Atom Quantum Computers,” The Quantum Insider, Aug. 10, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 08/ 10/ pasqal-photonic-chip-control-neutral-atom-quantum-computers/ - [582] imec, “The European Commission and Chips JU select the PIXEurope consortium to lead the European Pilot Line on Advanced Photonic Integrated Circuits,” Nov. 24, 2024. [Online]. Available: https://www.imec-int.com/
en/ press/ european-commission-and-chips-ju-select-pixeurope-consortium-lead-european-pilot-line - [583] K. K. Mehta et al., “Integrated optical multi-ion quantum logic,” Nature, vol. 586, no. 7830, pp. 533–537, Oct. 2020, doi: 10.1038/s41586-020-2823-6.
- [584] IonQ, “IonQ and Sandia National Laboratories Sign MOU to Accelerate Quantum Co-Design for National Security Applications,” Aug. 4, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ ionq-and-sandia-national-laboratories-sign-mou-to-accelerate-quantum-co-design-for-national-security-applications - [585] S. Debnath, N. M. Linke, C. Figgatt, K. A. Landsman, K. Wright, and C. Monroe, “Demonstration of a small programmable quantum computer with atomic qubits,” Nature, vol. 536, no. 7614, pp. 63–66, Aug. 2016, doi: 10.1038/nature18648. arXiv:1603.04512.
- [586] K. Wright et al., “Benchmarking an 11-qubit quantum computer,” Nat. Commun., vol. 10, Art. no. 5464, Nov. 2019, doi: 10.1038/s41467-019-13534-2. arXiv:1903.08181.
- [587] J. Yu et al., “Design and Characterization of Compact Acousto-Optic-Deflector Individual Addressing System for Trapped-Ion Quantum Computing,” arXiv:2601.01647, Jan. 2026.
- [588] R. Paschotta, “Acousto-optic Deflectors,” RP Photonics Encyclopedia. [Online]. Available: https://www.rp-photonics.com/
acousto_optic_deflectors.html - [589] IonQ, “IonQ Achieves Key Photonic Interconnect Milestone, Demonstrating Networked Quantum Systems Using Entanglement,” Apr. 14, 2026. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ ionq-achieves-key-photonic-interconnect-milestone-demonstrating-networked-quantum-systems-using-entanglement - [590] NXP Semiconductors, “NXP, eleQtron and ParityQC Reveal their First Quantum Computing Demonstrator for the DLR Quantum Computing Initiative,” NXP Newsroom, May 30, 2024. [Online]. Available: https://www.nxp.com/
company/ about-nxp/ newsroom/ NW-NXP-ELEQTRON-AND-PARITYQC-FIRST-QUANTUM - [591] A. Wallraff et al., “Strong coupling of a single photon to a superconducting qubit using circuit quantum electrodynamics,” Nature, vol. 431, no. 7005, pp. 162–167, Sep. 2004, doi: 10.1038/nature02851. arXiv:cond-mat/0407325.
- [592] T. C. White et al., “Traveling wave parametric amplifier with Josephson junctions using minimal resonator phase matching,” arXiv:1503.04364, Mar. 2015.
- [593] Silent Waves, “Silent Waves - Traveling-Wave Parametric Amplifiers (TWPAs),” Mar. 13, 2026. [Online]. Available: https://www.silent-waves.com/
- [594] QuantWare, “Peripherals — Crescendo TWPA,” 2026. [Online]. Available: https://quantware.com/
product/ peripherals - [595] D. Finke, “QuantumCore Secures $1.7M NSERC Grant to Advance Superconducting Amplifiers,” Quantum Computing Report, Apr. 25, 2026. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
quantumcore-partners-with-iqc-and-nserc-in-1-7m-traveling-wave-parametric-amplifier-twpa-development-initiative/ - [596] P. Magnard et al., “Fast and Unconditional All-Microwave Reset of a Superconducting Qubit,” Phys. Rev. Lett., vol. 121, no. 6, Art. no. 060502, Aug. 2018, doi: 10.1103/physrevlett.121.060502. arXiv:1801.07689.
- [597] M. McEwen et al., “Removing leakage-induced correlated errors in superconducting quantum error correction,” Nat. Commun., vol. 12, Art. no. 1761, Mar. 2021, doi: 10.1038/s41467-021-21982-y. arXiv:2102.06131.
- [598] L. Chen et al., “Fast unconditional reset and leakage reduction in fixed-frequency transmon qubits,” arXiv:2409.16748, Sep. 2024.
- [599] Y. Zhou et al., “Rapid and unconditional parametric reset protocol for tunable superconducting qubits,” Nat. Commun., vol. 12, Art. no. 5924, Oct. 2021, doi: 10.1038/s41467-021-26205-y.
- [600] G. Kim et al., “Fast Unconditional Reset and Leakage Reduction of a Tunable Superconducting Qubit via an Engineered Dissipative Bath,” arXiv:2411.02950, Nov. 2024.
- [601] H. Haas, D. McKay, and R. Davis, “IBM Quantum Nighthawk r2—more circuits, faster,” IBM Quantum Computing Blog, Aug. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ blog/ nighthawk-r2 - [602] R. Acharya et al., “Suppressing quantum errors by scaling a surface code logical qubit,” Nature, vol. 614, pp. 676–681, Feb. 2023, doi: 10.1038/s41586-022-05434-1.
- [603] M. Ivezic, “China's Zuchongzhi 3.2 Crosses the Error Correction Threshold - and Takes a Different Path Than Google to Get There,” PostQuantum.com, Dec. 30, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-research/ zuchongzhi-3-2-belowthreshold/ - [604] K. C. Miao et al., “Overcoming leakage in quantum error correction,” Nat. Phys., vol. 19, pp. 1780–1786, Oct. 2023, doi: 10.1038/s41567-023-02226-w.
- [605] M. Swayne, “China Demonstrates Quantum Error Correction Using Microwaves, Narrowing Gap With Google,” The Quantum Insider, Dec. 26, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ 12/ 26/ china-demonstrates-quantum-error-correction-using-microwaves-narrowing-gap-with-google/ - [606] IBM, “Qubit initialization.” [Online]. Available: https://quantum.cloud.ibm.com/
docs/ en/ guides/ repetition-rate-execution - [607] K. Boothby et al., “Architectural considerations in the design of a third-generation superconducting quantum annealing processor,” arXiv:2108.02322, Aug. 2021.
- [608] A. J. Berkley et al., “A scalable readout system for a superconducting adiabatic quantum optimization system,” Supercond. Sci. Technol., vol. 23, Art. no. 105014, 2010. arXiv:0905.0891.
- [609] R. Harris et al., “Experimental demonstration of a robust and scalable flux qubit,” Phys. Rev. B, vol. 81, no. 13, Art. no. 134510, Apr. 2010, doi: 10.1103/PhysRevB.81.134510.
- [610] D-Wave Quantum Inc., “QPU Solver Parameters — D-Wave Quantum Computing Products documentation.” [Online]. Available: https://docs.dwavequantum.com/
en/ latest/ quantum_research/ solver_parameters.html - [611] J. A. Grover et al., “Fast, Lifetime-Preserving Readout for High-Coherence Quantum Annealers,” PRX Quantum, vol. 1, no. 2, Art. no. 020314, 2020, doi: 10.1103/PRXQuantum.1.020314. arXiv:2006.10817.
- [612] J. D. Whittaker et al., “A frequency and sensitivity tunable microresonator array for high-speed quantum processor readout,” arXiv:1509.05811, Sep. 2015.
- [613] D-Wave Quantum Inc., “Per-QPU Solver Properties and Schedules — D-Wave Quantum Computing Products documentation.” [Online]. Available: https://docs.dwavequantum.com/
en/ latest/ quantum_research/ solver_properties_specific.html - [614] D-Wave Quantum Inc., “Operation and Timing — D-Wave Quantum Computing Products documentation.” [Online]. Available: https://docs.dwavequantum.com/
en/ latest/ quantum_research/ operation_timing.html - [615] Qilimanjaro Quantum Tech, “Towards a European full-stack coherent quantum annealer platform,” Mar. 2, 2021. [Online]. Available: https://qilimanjaro.tech/
towards-a-european-full-stack-coherent-quantum-annealer-platform/ - [616] D-Wave Quantum Inc., “D‑Wave's Advantage2 Quantum Computer Now Generally Available,” D-Wave Support, May 14, 2025. [Online]. Available: https://support.dwavesys.com/
hc/ en-us/ articles/ 32105885880087-D-Wave-s-Advantage2-Quantum-Computer-Now-Generally-Available - [617] S. Crain et al., “High-speed low-crosstalk detection of a ¹⁷¹Yb⁺ qubit using superconducting nanowire single photon detectors,” Commun. Phys., vol. 2, no. 1, Art. no. 97, Aug. 2019, doi: 10.1038/s42005-019-0195-8.
- [618] D. V. Reddy, R. R. Nerem, S. W. Nam, R. P. Mirin, and V. B. Verma, “Superconducting nanowire single-photon detectors with 98% system detection efficiency at 1550 nm,” Optica, vol. 7, no. 12, p. 1649, Dec. 2020, doi: 10.1364/OPTICA.400751.
- [619] D. Reens et al., “High-Fidelity Ion State Detection Using Trap-Integrated Avalanche Photodiodes,” Phys. Rev. Lett., vol. 129, no. 10, Art. no. 100502, Sep. 2022, doi: 10.1103/PhysRevLett.129.100502.
- [620] Hamamatsu Photonics, “APS DAMOP 2026,” Aug. 25, 2026. [Online]. Available: https://www.hamamatsu.com/
us/ en/ news/ events/ 2026/ APS-DAMOP-2026.html - [621] TipRanks, “Single Quantum Hits 400-System Milestone as It Deepens European Quantum Partnerships,” Jul. 4, 2026. [Online]. Available: https://www.tipranks.com/
news/ private-companies/ single-quantum-hits-400-system-milestone-as-it-deepens-european-quantum-partnerships - [622] startupticker.ch, “US-based company acquires ID Quantique,” Mar. 3, 2025. [Online]. Available: https://www.startupticker.ch/
en/ news/ US-based-company-acquires-id-quantique - [623] Xu-Zhao-Qiu Zeng et al., “Fast Nondestructive Readout for High-Clock-Rate Atom Array Quantum Processor,” arXiv:2608.17189, Aug. 2026.
- [624] G. A. Oakes et al., “Fast High-Fidelity Single-Shot Readout of Spins in Silicon Using a Single-Electron Box,” Phys. Rev. X, vol. 13, no. 1, Art. no. 011023, Feb. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.011023.
- [625] Zurich Instruments, “SHFQC-LRT Long Readout Time,” Jan. 30, 2025. [Online]. Available: https://www.zhinst.com/
en/ products/ shfqc-lrt-long-readout-time - [626] G. N. Gol'tsman et al., “Picosecond superconducting single-photon optical detector,” Appl. Phys. Lett., vol. 79, no. 6, pp. 705–707, Aug. 2001, doi: 10.1063/1.1388868.
- [627] K. D. Irwin, “An application of electrothermal feedback for high resolution cryogenic particle detection,” Appl. Phys. Lett., vol. 66, no. 15, pp. 1998–2000, Apr. 1995, doi: 10.1063/1.113674.
- [628] Z.-G. Li et al., “Surpassing 99% detection efficiency by cascading two superconducting nanowires on one waveguide with self-calibration,” Light: Science & Applications, vol. 14, no. 1, Art. no. 369, Oct. 2025, doi: 10.1038/s41377-025-02031-5.
- [629] B. A. Korzh et al., “Demonstration of sub-3 ps temporal resolution with a superconducting nanowire single-photon detector,” Nat. Photon., vol. 14, no. 4, pp. 250–255, Mar. 2020, doi: 10.1038/s41566-020-0589-x. arXiv:1804.06839.
- [630] Photon Spot, “Photon Spot — Cryogenic & Quantum Detection Systems.” [Online]. Available: https://www.photonspot.com/
- [631] Quantum Opus, “World-Class Photon Detection. Simplified.” [Online]. Available: https://www.quantumopus.com/
- [632] A. E. Lita, A. J. Miller, and S. W. Nam, “Counting near-infrared single-photons with 95% efficiency,” Optics Express, vol. 16, no. 5, Art. no. 3032, 2008, doi: 10.1364/OE.16.003032.
- [633] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of ID Quantique, Cementing Leadership in Quantum Networking and Secure Communications,” May 6, 2025. [Online]. Available: https://investors.ionq.com/
news/ news-details/ 2025/ IonQ-Completes-Acquisition-of-ID-Quantique-Cementing-Leadership-in-Quantum-Networking-and-Secure-Communications/ default.aspx - [634] SCONTEL, “SCONTEL: SSPD SNSPD HEB CRYOGENICS – DETECT EVERYTHING YOU WANT.” [Online]. Available: https://www.scontel.ru/
- [635] W. Asavanant et al., “Time-Domain Multiplexed 2-Dimensional Cluster State: Universal Quantum Computing Platform,” Science, vol. 366, p. 373, 2019, doi: 10.1126/science.aay2645. arXiv:1903.03918.
- [636] M. V. Larsen, X. Guo, C. R. Breum, J. S. Neergaard-Nielsen, and U. L. Andersen, “Deterministic generation of a two-dimensional cluster state,” Science, vol. 366, p. 369, 2019, doi: 10.1126/science.aay4354. arXiv:1906.08709.
- [637] I. Tzitrin et al., “Fault-tolerant quantum computation with static linear optics,” PRX Quantum, vol. 2, Art. no. 040353, 2021, doi: 10.1103/PRXQuantum.2.040353. arXiv:2104.03241.
- [638] J. F. Tasker et al., “Silicon photonics interfaced with integrated electronics for 9 GHz measurement of squeezed light,” Nat. Photon., vol. 15, pp. 11–15, Jan. 2021, doi: 10.1038/s41566-020-00715-5. arXiv:2009.14318.
- [639] C. Bruynsteen et al., “Integrated balanced homodyne photonic–electronic detector for beyond 20 GHz shot-noise-limited measurements,” Optica, vol. 8, no. 9, pp. 1146–1152, Sep. 2021, doi: 10.1364/OPTICA.420973.
- [640] A. Inoue et al., “Toward a multi-core ultra-fast optical quantum processor: 43-GHz bandwidth real-time amplitude measurement of 5-dB squeezed light using modularized optical parametric amplifier with 5G technology,” Appl. Phys. Lett., vol. 122, Art. no. 104001, 2023, doi: 10.1063/5.0137641. arXiv:2205.14061.
- [641] H. Chen et al., “Heterogeneously Integrated Squeezed-Light Generation and Detection on a Single Photonic Chip,” arXiv:2608.13218, Aug. 2026.
- [642] Xanadu, “Xanadu Unveils 1st On-Chip Error-Resistant Photonic Qubit,” HPCwire, Jun. 5, 2025. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
off-the-wire/ xanadu-unveils-1st-on-chip-error-resistant-photonic-qubit/ - [643] K. Sahay, J. Jin, J. Claes, J. D. Thompson, and S. Puri, “High-Threshold Codes for Neutral-Atom Qubits with Biased Erasure Errors,” Phys. Rev. X, vol. 13, no. 4, Art. no. 041013, Oct. 2023, doi: 10.1103/PhysRevX.13.041013. arXiv:2302.03063.
- [644] A. Senoo et al., “High-fidelity entanglement and coherent multi-qubit mapping in an atom array,” arXiv:2506.13632, Nov. 2025.
- [645] J. W. Lis et al., “Mid-circuit operations using the omg-architecture in neutral atom arrays,” arXiv:2305.19266, May 2023.
- [646] M. Swayne, “Quantum Circuits Inc. Quietly Raises $26.5 Million,” The Quantum Insider, May 29, 2024. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2024/ 05/ 29/ quantum-circuits-inc-quietly-raises-26-5-million/ - [647] Quantum Circuits, Inc., “Quantum Circuits Secures More Than $60 Million in Series B Investment,” PR Newswire, Aug. 15, 2024. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ quantum-circuits-secures-more-than-60-million-in-series-b-investment-302221428.html - [648] D-Wave Quantum Inc., “D-Wave Completes Acquisition of Quantum Circuits Inc., Creating World's Leading Quantum Computing Company,” Business Wire, Jan. 19, 2026. [Online]. Available: https://www.businesswire.com/
news/ home/ 20260119513563/ en/ D-Wave-Completes-Acquisition-of-Quantum-Circuits-Inc.-Creating-Worlds-Leading-Quantum-Computing-Company - [649] A. Y. Kitaev, “Fault-tolerant quantum computation by anyons,” Annals of Physics, vol. 303, no. 1, pp. 2–30, 2003, doi: 10.1016/S0003-4916(02)00018-0. arXiv:quant-ph/9707021.
- [650] E. Dennis, A. Kitaev, A. Landahl, and J. Preskill, “Topological quantum memory,” Journal of Mathematical Physics, vol. 43, no. 9, pp. 4452–4505, 2002, doi: 10.1063/1.1499754. arXiv:quant-ph/0110143.
- [651] H. Bombin and M. A. Martin-Delgado, “Optimal resources for topological two-dimensional stabilizer codes: Comparative study,” Phys. Rev. A, vol. 76, no. 1, Art. no. 012305, 2007, doi: 10.1103/PhysRevA.76.012305. arXiv:quant-ph/0703272.
- [652] D. Horsman, A. G. Fowler, S. Devitt, and R. Van Meter, “Surface code quantum computing by lattice surgery,” New Journal of Physics, vol. 14, Art. no. 123011, Nov. 2011, doi: 10.1088/1367-2630/14/12/123011. arXiv:1111.4022.
- [653] A. G. Fowler, M. Mariantoni, J. M. Martinis, and A. N. Cleland, “Surface codes: Towards practical large-scale quantum computation,” Phys. Rev. A, vol. 86, no. 3, Art. no. 032324, Sep. 2012, doi: 10.1103/PhysRevA.86.032324. arXiv:1208.0928.
- [654] C. Gidney, M. Newman, P. Brooks, and C. Jones, “Yoked surface codes,” arXiv:2312.04522, Dec. 2023.
- [655] C. Gidney and C. Jones, “New circuits and an open source decoder for the color code,” arXiv:2312.08813, Dec. 2023.
- [656] Google LLC, “Surface codes with densely packed gauge operators,” U.S. Patent 12,518,194 B2, Jan. 6, 2026. [Online]. Available: https://patents.google.com/
patent/ Also https://patents.justia.com/US12518194B2/ en search?q=%22surface+code%22+quantum+error+correction&company=google . - [657] J. Bausch et al., “Learning high-accuracy error decoding for quantum processors,” Nature, vol. 635, no. 8040, pp. 834–840, Nov. 2024, doi: 10.1038/s41586-024-08148-8.
- [658] Riverlane, “Riverlane publishes QEC Technology Roadmap that can accelerate quantum computing's path to utility scale by 3–5 years,” Mar. 12, 2026. [Online]. Available: https://www.riverlane.com/
press-release/ riverlane-publishes-qec-technology-roadmap - [659] Qblox; Riverlane, “Qblox and Riverlane Demonstrate Integration Enabling Real-Time Quantum Error Correction,” PR Newswire, Mar. 17, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ qblox-and-riverlane-demonstrate-integration-enabling-real-time-quantum-error-correction-302716254.html - [660] Riverlane, “Riverlane awarded £2.1m by Horizon Europe to develop the next generation of its quantum error correction decoder,” May 1, 2024. [Online]. Available: https://www.riverlane.com/
press-release/ riverlane-awarded-2-1m-by-horizon-europe-to-develop-the-next-generation-of-its-quantum-error-correction-decoder - [661] Riverlane, “Riverlane raises $75 million to meet surging global demand for quantum error correction technology,” Aug. 6, 2024. [Online]. Available: https://www.riverlane.com/
press-release/ riverlane-raises-75-million-to-meet-surging-global-demand-for-quantum-error-correction-technology - [662] A. B. Ziad, A. Zalawadiya, B. Barber, and L. Skoric, “Quantum decoder,” Google Patents, Dec. 10, 2025. [Online]. Available: https://patents.google.com/
patent/ GB2641501A/ en - [663] H. Bombín and M. A. Martin-Delgado, “Topological Quantum Distillation,” Phys. Rev. Lett., vol. 97, Art. no. 180501, 2006, doi: 10.1103/PhysRevLett.97.180501. arXiv:quant-ph/0605138.
- [664] A. Bourassa and K. Satzinger, “A colorful quantum future,” Google Research Blog, Jun. 23, 2025. [Online]. Available: https://research.google/
blog/ a-colorful-quantum-future/ - [665] G. Kishony and A. Fowler, “Color code off-the-hook: avoiding hook errors with a single auxiliary per plaquette,” arXiv:2603.28852, Mar. 2026.
- [666] L. Daguerre, R. Blume-Kohout, N. C. Brown, D. Hayes, and I. H. Kim, “Experimental Demonstration of High-Fidelity Logical Magic States from Code Switching,” Phys. Rev. X, vol. 15, no. 4, Art. no. 041008, Oct. 2025, doi: 10.1103/dck4-x9c2. arXiv:2506.14169.
- [667] A. Paetznick et al., “Improved quantum processor logical error rates via correction and detection,” Nature, vol. 654, no. 8118, pp. 349–355, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41586-026-10628-y.
- [668] PatSnap, “Quantum Error Correction Technology Landscape 2026,” Apr. 22, 2026. [Online]. Available: https://www.patsnap.com/
resources/ blog/ articles/ quantum-error-correction-patent-landscape-2026/ - [669] A. Bauer and J. C. M. de la Fuente, “Planar Fault-Tolerant Circuits for Non-Clifford Gates on the 2D Color Code,” PRX Quantum, vol. 7, no. 2, Art. no. 020367, Jun. 2026, doi: 10.1103/p7c9-x1m9. arXiv:2505.05175.
- [670] Photonic Inc., “Photonic accelerates the timeline to useful quantum computing with breakthrough results in error correction,” Feb. 11, 2025. [Online]. Available: https://photonic.com/
news/ shyps-codes-announcement/ - [671] M. U. Rehman, “Photonic Publishes SHYPS QLDPC Code Results in Nature Communications,” The Quantum Insider, Aug. 26, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 08/ 26/ photonic-shyps-quantum-error-correction-nature-communications/ - [672] Justia Patents, “Patent search: ‘parity check’ quantum error correction code (results as of Sep. 3, 2026).” [Online]. Available: https://patents.justia.com/
search?q=%22parity+check%22+quantum+error+correction+code Also https://patents.google.com/patent/ .US12346774B2/ en - [673] C. N. Self, M. Benedetti, and D. Amaro, “Protecting expressive circuits with a quantum error detection code,” Nat. Phys., vol. 20, no. 2, pp. 219–224, Jan. 2024, doi: 10.1038/s41567-023-02282-2. arXiv:2211.06703.
- [674] Error Correction Zoo, “[[16,6,4]] Tesseract color code,” Jun. 8, 2026. [Online]. Available: https://errorcorrectionzoo.org/
c/ stab_16_6_4 - [675] H. Goto, “High-performance fault-tolerant quantum computing with many-hypercube codes,” Sci. Adv., vol. 10, no. 36, Art. no. eadp6388, Sep. 2024, doi: 10.1126/sciadv.adp6388. arXiv:2403.16054.
- [676] Iceberg Quantum, “Iceberg Quantum — Home.” [Online]. Available: https://www.iceberg-quantum.com/
- [677] M. Swayne, “Trifecta: Iceberg Quantum Unveils Pinnacle Architecture, Claims Sub-100,000 Qubits Could Break RSA-2048 And Raises $6 Million Seed Round,” The Quantum Insider, Feb. 13, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 02/ 13/ trifecta-iceberg-quantum-unveils-pinnacle-architecture-claims-sub-100000-qubits-could-break-rsa-2048-and-raises-6-million-seed-round/ - [678] Iceberg Quantum, “Iceberg Quantum Launches with $2M and PsiQuantum Partnership,” HPCwire, Mar. 24, 2025. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
off-the-wire/ iceberg-quantum-launches-with-2m-and-psiquantum-partnership/ - [679] T. M. Stace, S. D. Barrett, and A. C. Doherty, “Thresholds for Topological Codes in the Presence of Loss,” Phys. Rev. Lett., vol. 102, no. 20, Art. no. 200501, May 2009, doi: 10.1103/PhysRevLett.102.200501. arXiv:0904.3556.
- [680] N. Delfosse and G. Zémor, “Linear-time maximum likelihood decoding of surface codes over the quantum erasure channel,” Phys. Rev. Res., vol. 2, no. 3, Art. no. 033042, Jul. 2020, doi: 10.1103/PhysRevResearch.2.033042. arXiv:1703.01517.
- [681] N. Delfosse and N. H. Nickerson, “Almost-linear time decoding algorithm for topological codes,” Quantum, vol. 5, Art. no. 595, Dec. 2021, doi: 10.22331/q-2021-12-02-595. arXiv:1709.06218.
- [682] R. Stricker et al., “Experimental deterministic correction of qubit loss,” Nature, vol. 585, no. 7824, pp. 207–210, Sep. 2020, doi: 10.1038/s41586-020-2667-0. arXiv:2002.09532.
- [683] S. Gu, Y. Vaknin, A. Retzker, and A. Kubica, “Optimizing Quantum Error-Correction Protocols with Erasure Qubits,” PRX Quantum, vol. 6, no. 4, Art. no. 040354, Oct. 2025, doi: 10.1103/985g-58gd.
- [684] S. Gu, A. Retzker, and A. Kubica, “Fault-tolerant quantum architectures based on erasure qubits,” Phys. Rev. Res., vol. 7, no. 1, Art. no. 013249, Mar. 2025, doi: 10.1103/PhysRevResearch.7.013249. arXiv:2312.14060.
- [685] N. Liyanage, Y. Wu, A. Deters, and L. Zhong, “Scalable Quantum Error Correction for Surface Codes using FPGA,” arXiv:2301.08419, Jan. 2023.
- [686] Brookhaven National Laboratory, “DOE Renews Brookhaven Lab-led Quantum Research Center,” BNL Newsroom, Nov. 4, 2025. [Online]. Available: https://www.bnl.gov/
newsroom/ news.php?a=122687 - [687] R. Neeman, “Quantum Technology Atlas,” ed. 2026.09, Qodeh, Sep. 2026, §3.2.
- [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.
- [689] S. Bravyi and A. Kitaev, “Universal Quantum Computation with ideal Clifford gates and noisy ancillas,” Phys. Rev. A, vol. 71, Art. no. 022316, 2005, doi: 10.1103/PhysRevA.71.022316. arXiv:quant-ph/0403025.
- [690] C. Gidney, N. Shutty, and C. Jones, “Magic state cultivation: growing T states as cheap as CNOT gates,” arXiv:2409.17595, Sep. 2024.
- [691] K. H. Wan, Z. Zhong, and A. Zapirain, “Simulating magic state cultivation with few Clifford terms,” Quantum, vol. 10, Art. no. 2134, Jun. 2026, doi: 10.22331/q-2026-06-12-2134.
- [692] Quantinuum, “A Quantinuum-led team has built the quantum programming tools for real-time magic state distillation on a quantum computer,” Oct. 24, 2023. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
blog/ a-quantinuum-led-team-has-built-the-quantum-programming-tools-for-real-time-magic-state-distillation-on-a-quantum-computer - [693] IBM, “Error mitigation and suppression techniques.” [Online]. Available: https://quantum.cloud.ibm.com/
docs/ en/ guides/ error-mitigation-and-suppression-techniques - [694] K. Temme, S. Bravyi, and J. M. Gambetta, “Error mitigation for short-depth quantum circuits,” Phys. Rev. Lett., vol. 119, Art. no. 180509, 2017, doi: 10.1103/PhysRevLett.119.180509. arXiv:1612.02058.
- [695] Y. Li and S. C. Benjamin, “Efficient Variational Quantum Simulator Incorporating Active Error Minimization,” Phys. Rev. X, vol. 7, no. 2, Art. no. 021050, Jun. 2017, doi: 10.1103/PhysRevX.7.021050. arXiv:1611.09301.
- [696] A. Kandala et al., “Error mitigation extends the computational reach of a noisy quantum processor,” Nature, vol. 567, pp. 491–495, Mar. 2019, doi: 10.1038/s41586-019-1040-7. arXiv:1805.04492.
- [697] S. Filippov, M. Leahy, M. A. C. Rossi, and G. García-Pérez, “Scalable tensor-network error mitigation for near-term quantum computing,” arXiv:2307.11740, Jul. 2023.
- [698] S. V. Barron et al., “Observable Estimation in the Absence of Classical Verification,” arXiv:2607.25998, Jul. 2026.
- [699] R. Takagi, S. Endo, S. Minagawa, and M. Gu, “Fundamental limits of quantum error mitigation,” npj Quantum Inf., vol. 8, Art. no. 114, 2022, doi: 10.1038/s41534-022-00618-z. arXiv:2109.04457.
- [700] R. Takagi, H. Tajima, and M. Gu, “Universal Sampling Lower Bounds for Quantum Error Mitigation,” Phys. Rev. Lett., vol. 131, Art. no. 210602, 2023, doi: 10.1103/PhysRevLett.131.210602. arXiv:2208.09178.
- [701] Y. Quek, D. S. França, S. Khatri, J. J. Meyer, and J. Eisert, “Exponentially tighter bounds on limitations of quantum error mitigation,” Nat. Phys., vol. 20, p. 1648, 2024, doi: 10.1038/s41567-024-02536-7. arXiv:2210.11505.
- [702] E. van den Berg, Z. K. Minev, A. Kandala, and K. Temme, “Probabilistic error cancellation with sparse Pauli–Lindblad models on noisy quantum processors,” Nat. Phys., vol. 19, no. 8, pp. 1116–1121, May 2023, doi: 10.1038/s41567-023-02042-2. arXiv:2201.09866.
- [703] T. Begušić and G. K.-L. Chan, “Fast classical simulation of evidence for the utility of quantum computing before fault tolerance,” arXiv:2306.16372, Jun. 2023.
- [704] T. Begušić, J. Gray, and G. K.-L. Chan, “Fast and converged classical simulations of evidence for the utility of quantum computing before fault tolerance,” Sci. Adv., Art. no. eadk4321, 2024, doi: 10.1126/sciadv.adk4321. arXiv:2308.05077.
- [705] QEDMA, “QEDMA raises $26M with participation from IBM to tackle quantum computing errors and accelerate pace to quantum advantage,” PR Newswire, Jul. 3, 2025. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ qedma-raises-26m-with-participation-from-ibm-to-tackle-quantum-computing-errors-and-accelerate-pace-to-quantum-advantage-302497701.html - [706] Algorithmiq, “Algorithmiq Launches High-Performing Error Mitigation Solution in IBM's Qiskit Functions Catalog,” Sep. 16, 2024. [Online]. Available: https://www.algorithmiq.fi/
news/ press-release-tem-ibm-qiskit-functions/ - [707] M. Ivezic, “IBM Launches Heron R3 (ibm_pittsburgh): ~350 uS T2 and a Quality Upgrade for Its 156-Qubit Platform,” PostQuantum.com, Aug. 1, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
industry-news/ ibm-heron-r3-pittsburgh/ - [708] T. Q. Group, “Tianyan: Cloud services with quantum advantage,” arXiv:2512.10504, Dec. 2025.
- [709] Algorithmiq, “Algorithmiq Establishes Milan Headquarters and raises €18m to Position Europe as the Future of Quantum Software,” May 11, 2026. [Online]. Available: https://algorithmiq.fi/
news/ algorithmiq-establishes-milan-headquarters-and-raises-18m-to-position-europe-as-the-future-of-quantum-software/ - [710] N. Delfosse and A. Paetznick, “Spacetime codes of Clifford circuits,” arXiv:2304.05943, Apr. 2023.
- [711] N. M. Linke et al., “Fault-tolerant quantum error detection,” Sci. Adv., vol. 3, no. 10, Art. no. e1701074, Oct. 2017, doi: 10.1126/sciadv.1701074. arXiv:1611.06946.
- [712] C. Vuillot, “Is error detection helpful on IBM 5Q chips?,” Quantum Inf. Comput., vol. 18, no. 11&12, pp. 949–964, 2018. arXiv:1705.08957.
- [713] C. K. Andersen et al., “Repeated quantum error detection in a surface code,” Nat. Phys., vol. 16, no. 8, pp. 875–880, Jun. 2020, doi: 10.1038/s41567-020-0920-y. arXiv:1912.09410.
- [714] J. F. Marques et al., “Logical-qubit operations in an error-detecting surface code,” Nat. Phys., vol. 18, p. 80, 2022, doi: 10.1038/s41567-021-01423-9. arXiv:2102.13071.
- [715] Z. Chen et al., “Exponential suppression of bit or phase errors with cyclic error correction,” Nature, vol. 595, pp. 383–387, Jul. 2021, doi: 10.1038/s41586-021-03588-y.
- [716] R. S. Gupta et al., “Encoding a magic state with beyond break-even fidelity,” Nature, vol. 625, pp. 259–263, Jan. 2024, doi: 10.1038/s41586-023-06846-3. arXiv:2305.13581.
- [717] S. Martiel and A. Javadi-Abhari, “Low-overhead error detection with spacetime codes,” arXiv:2504.15725, Apr. 2025.
- [718] E. Knill, “Quantum computing with realistically noisy devices,” Nature, vol. 434, pp. 39–44, Mar. 2005, doi: 10.1038/nature03350. arXiv:quant-ph/0410199.
- [719] R. Harper and S. T. Flammia, “Fault-Tolerant Logical Gates in the IBM Quantum Experience,” Phys. Rev. Lett., vol. 122, no. 8, Art. no. 080504, Feb. 2019, doi: 10.1103/PhysRevLett.122.080504. arXiv:1806.02359.
- [720] J. Zhang et al., “Demonstrating a universal logical gate set in error-detecting surface codes on a superconducting quantum processor,” npj Quantum Inf., vol. 11, Art. no. 177, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41534-025-01118-6.
- [721] Y. Kim, M. Sevior, and M. Usman, “Magic state injection on IBM quantum processors above the distillation threshold,” Sci. Rep., vol. 16, Art. no. 11189, Feb. 2026, doi: 10.1038/s41598-026-40381-1. arXiv:2412.01446.
- [722] N. Sundaresan et al., “Demonstrating multi-round subsystem quantum error correction using matching and maximum likelihood decoders,” Nat. Commun., vol. 14, Art. no. 2852, May 2023, doi: 10.1038/s41467-023-38247-5.
- [723] L. Caune et al., “Demonstrating real-time and low-latency quantum error correction with superconducting qubits,” Nat. Commun., vol. 17, Art. no. 7383, Jun. 2026, doi: 10.1038/s41467-026-73331-6. arXiv:2410.05202.
- [724] Z. He, D. Amaro, R. Shaydulin, and M. Pistoia, “Performance of quantum approximate optimization with quantum error detection,” Commun. Phys., vol. 8, Art. no. 217, May 2025, doi: 10.1038/s42005-025-02136-8. arXiv:2409.12104.
- [725] A. G. Fowler, “Minimum weight perfect matching of fault-tolerant topological quantum error correction in average O(1) parallel time,” Quantum Inf. Comput., vol. 15, no. 1&2, pp. 145–158, Jan. 2015, doi: 10.26421/QIC15.1-2-9. arXiv:1307.1740.
- [726] O. Higgott and C. Gidney, “Sparse Blossom: correcting a million errors per core second with minimum-weight matching,” Quantum, vol. 9, Art. no. 1600, Jan. 2025, doi: 10.22331/q-2025-01-20-1600. arXiv:2303.15933. Also https://arxiv.org/
abs/ .2303.15933 - [727] Y. Wu, N. Liyanage, and L. Zhong, “Micro Blossom: Accelerated Minimum-Weight Perfect Matching Decoding for Quantum Error Correction,” Proc. 30th ACM Int. Conf. Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems (ASPLOS '25), vol. 2, Mar. 2025, doi: 10.1145/3676641.3716005. arXiv:2502.14787. Also https://github.com/
yuewuo/ .micro-blossom - [728] O. Higgott, “PyMatching,” GitHub. [Online]. Available: https://github.com/
oscarhiggott/ PyMatching - [729] X. Yang et al., “Real-time Surface-Code Error Correction Using an FPGA-based Neural-Network Decoder,” arXiv:2605.04892, May 2026. Also https://arxiv.org/
html/ .2605.04892 - [730] Quantum X Labs, “Quantum X Labs Reports Meaningful Error Correction Decoder Results with NVIDIA CUDA-Q QEC,” GlobeNewswire, Jul. 24, 2026. [Online]. Available: https://www.globenewswire.com/
news-release/ 2026/ 07/ 24/ 3332879/ 0/ en/ quantum-x-labs-reports-meaningful-error-correction-decoder-results-with-nvidia-cuda-q-qec.html - [731] Google DeepMind and Google Quantum AI, “AlphaQubit tackles one of quantum computing's biggest challenges,” Google The Keyword, Nov. 20, 2024. [Online]. Available: https://blog.google/
innovation-and-ai/ models-and-research/ google-deepmind/ alphaqubit-quantum-error-correction/ - [732] C. Lee, T. Hur, and D. K. Park, “Scalable Neural Decoders for Practical Real-Time Quantum Error Correction,” arXiv:2510.22724, Oct. 2025.
- [733] A. Knapen et al., “Pinball: A Cryogenic Predecoder for Surface Code Decoding Under Circuit-Level Noise,” arXiv:2512.09807, Dec. 2025.
- [734] T. Müller et al., “Improved belief propagation is sufficient for real-time decoding of quantum memory,” arXiv:2506.01779, Jun. 2025.
- [735] Altera, “Altera Closes Silver Lake Investment to Become World's Largest Pure-play FPGA Solutions Provider,” Sep. 15, 2025. [Online]. Available: https://www.altera.com/
newsroom/ news/ press-release/ altera-silver-lake - [736] A. Woodie, “IBM Touts Affordable Quantum Error Correction on AMD FPGAs,” HPCwire, Oct. 28, 2025. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
2025/ 10/ 28/ ibm-touts-affordable-quantum-error-correction-on-amd-fpgas/ - [737] NVIDIA, “NVIDIA Announces Financial Results for Second Quarter Fiscal 2027,” Aug. 26, 2026. [Online]. Available: https://nvidianews.nvidia.com/
news/ nvidia-announces-financial-results-for-second-quarter-fiscal-2027 - [738] M. Cain et al., “Correlated decoding of logical algorithms with transversal gates,” arXiv:2403.03272, Mar. 2024.
- [739] H. Perrin, G. Roger, and G. Pupillo, “Correlated Atom Loss as a Resource for Quantum Error Correction,” arXiv:2603.24237, Mar. 2026.
- [740] BTQ Technologies, “BTQ Technologies' QPerfect Subsidiary and the University of Strasbourg Partner to Support France's First Public Neutral-Atom Quantum Computing Platform,” PR Newswire, Jul. 22, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ btq-technologies-qperfect-subsidiary-and-the-university-of-strasbourg-partner-to-support-frances-first-public-neutral-atom-quantum-computing-platform-302831874.html - [741] C. Choucair, “BTQ Technologies to Invest Over $2 Million in QPerfect to Advance Neutral Atom Quantum Computing,” The Quantum Insider, Apr. 9, 2025. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2025/ 04/ 09/ btq-technologies-to-invest-over-2-million-in-qperfect-to-advance-neutral-atom-quantum-computing/ - [742] J. Burt, “Google Uses AI Reinforcement Learning For Quantum Error Correction,” The Next Platform, Jul. 20, 2026. [Online]. Available: https://www.nextplatform.com/
compute/ 2026/ 07/ 20/ google-uses-ai-reinforcement-learning-for-quantum-error-correction/ 5275023 - [743] Q-CTRL, “Q-CTRL Sets Global Quantum Technology Fundraising Record, Increasing Series B to USD $113M, Led by GP Bullhound,” Oct. 8, 2024. [Online]. Available: https://q-ctrl.com/
blog/ q-ctrl-sets-global-quantum-technology-fundraising-record-increasing-series-b-to-usd-113m-led-by-gp-bullhound - [744] A. Holmes et al., “NISQ+: Boosting quantum computing power by approximating quantum error correction,” arXiv:2004.04794, Apr. 2020.
- [745] Y. Ueno, M. Kondo, M. Tanaka, Y. Suzuki, and Y. Tabuchi, “QECOOL: On-Line Quantum Error Correction with a Superconducting Decoder for Surface Code,” arXiv, Nov. 8, 2021. [Online]. Available: https://arxiv.org/
abs/ 2103.14209 - [746] G. Tao et al., “CryoZip: An Efficient Cryogenic Compressor for Quantum Error Correction Syndromes,” arXiv:2606.30805, Jun. 2026.
- [747] A. Gold et al., “Entanglement across separate silicon dies in a modular superconducting qubit device,” npj Quantum Inf., vol. 7, no. 1, Art. no. 142, Sep. 2021, doi: 10.1038/s41534-021-00484-1. arXiv:2102.13293. Also https://arxiv.org/
abs/ .2102.13293 - [748] J. Niu et al., “Low-loss interconnects for modular superconducting quantum processors,” Nat. Electron., vol. 6, no. 3, pp. 235–241, Feb. 2023, doi: 10.1038/s41928-023-00925-z. arXiv:2302.02751.
- [749] M. Field et al., “Modular Superconducting Qubit Architecture with a Multi-chip Tunable Coupler,” arXiv:2308.09240, Aug. 2023.
- [750] Y. Martin et al., “Mechanically-intermixed indium superconducting connections for microwave quantum interconnects,” arXiv:2409.04634, Sep. 2024.
- [751] Rigetti Computing, “Rigetti Demonstrates Industry's Largest Multi-Chip Quantum Computer; Halves Two-Qubit Gate Error Rate,” Rigetti Investor Relations, Jul. 16, 2025. [Online]. Available: https://investors.rigetti.com/
news-releases/ news-release-details/ rigetti-demonstrates-industrys-largest-multi-chip-quantum - [752] M. Mollenhauer, A. Irfan, X. Cao, S. Mandal, and W. Pfaff, “A high-efficiency elementary network of interchangeable superconducting qubit devices,” Nat. Electron., vol. 8, no. 7, pp. 610–619, Jul. 2025, doi: 10.1038/s41928-025-01404-3.
- [753] Z. Du et al., “Hardware-aware Compilation for Chip-to-Chip Coupler-Connected Modular Quantum Systems,” arXiv:2505.09036, May 2025.
- [754] D. Rosenberg et al., “3D integrated superconducting qubits,” npj Quantum Inf., vol. 3, Art. no. 42, Oct. 2017, doi: 10.1038/s41534-017-0044-0. arXiv:1706.04116.
- [755] S. Kosen et al., “Building blocks of a flip-chip integrated superconducting quantum processor,” Quantum Sci. Technol., vol. 7, no. 3, Art. no. 035018, Jun. 2022, doi: 10.1088/2058-9565/ac734b. arXiv:2112.02717.
- [756] B. Foxen et al., “Qubit compatible superconducting interconnects,” Quantum Sci. Technol., Aug. 2017, doi: 10.1088/2058-9565/aa94fc. arXiv:1708.04270.
- [757] Y.-A. Shih et al., “Flip-chip integrated superconducting qubits using electroplated bump bonds,” arXiv:2608.07306, Aug. 2026.
- [758] O. Dial, “Eagle's quantum performance progress,” IBM Quantum Computing Blog, Mar. 23, 2022. [Online]. Available: https://www.ibm.com/
quantum/ blog/ eagle-quantum-processor-performance - [759] Academia Sinica, “Academia Sinica Unveils 20-Qubit Superconducting Quantum Computer: Manufacturing Capabilities Reach Global Top-Tier,” Jan. 29, 2026. [Online]. Available: https://www.sinica.edu.tw/
en/ news_content/ 55/ 3655 - [760] N. Pereira, “QpiAI Unveils Kaveri, India's First Aatmanirbhar 64-Qubit Quantum Chip,” Sify, Feb. 26, 2026. [Online]. Available: https://www.sify.com/
science-tech/ qpiai-unveils-kaveri-indias-first-aatmanirbhar-64-qubit-quantum-chip/ - [761] L. M. K. Vandersypen et al., “Interfacing spin qubits in quantum dots and donors—hot, dense, and coherent,” npj Quantum Inf., vol. 3, Art. no. 34, Sep. 2017, doi: 10.1038/s41534-017-0038-y.
- [762] R. Li et al., “A Crossbar Network for Silicon Quantum Dot Qubits,” Sci. Adv., vol. 4, Art. no. eaar3960, 2018, doi: 10.1126/sciadv.aar3960. arXiv:1711.03807.
- [763] S. Schaal et al., “A CMOS dynamic random access architecture for radio-frequency readout of quantum devices,” Nat. Electron., vol. 2, no. 6, pp. 236–242, Jun. 2019, doi: 10.1038/s41928-019-0259-5. arXiv:1809.03894.
- [764] B. P. Wuetz et al., “Multiplexed quantum transport using commercial off-the-shelf CMOS at sub-kelvin temperatures,” npj Quantum Inf., vol. 6, Art. no. 43, May 2020, doi: 10.1038/s41534-020-0274-4.
- [765] D. P. Franke, J. S. Clarke, L. M. K. Vandersypen, and M. Veldhorst, “Rent's rule and extensibility in quantum computing,” Microprocess. Microsyst., vol. 67, pp. 1–7, 2019, doi: 10.1016/j.micpro.2019.02.006.
- [766] S. F. Neyens et al., “Probing single electrons across 300-mm spin qubit wafers,” Nature, vol. 629, no. 8010, pp. 80–85, May 2024, doi: 10.1038/s41586-024-07275-6.
- [767] E. J. Thomas et al., “Rapid cryogenic characterization of 1,024 integrated silicon quantum dot devices,” Nat. Electron., vol. 8, no. 1, pp. 75–83, Jan. 2025, doi: 10.1038/s41928-024-01304-y.
- [768] Equal1, “Equal1 Launches Bell-1: The First Quantum System Purpose-Built for the HPC Era,” Mar. 16, 2025. [Online]. Available: https://www.equal1.com/
post/ equal1-launches-bell-1-the-first-quantum-system-purpose-built-for-the-hpc-era - [769] M. Rutherford, “Silicon Spin Qubits Get Foundry Path: Hitachi Banks on Intel 18A Process,” Tech Times, Jul. 28, 2026. [Online]. Available: https://www.techtimes.com/
articles/ 321867/ 20260728/ hitachi-intel-18a-spin-qubit.htm - [770] imec, “Quantum pilot line 'SPINS' launched with EU support,” Apr. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.imec-int.com/
en/ press/ semiconductor-based-quantum-pilot-line-spins-launched-eu-support - [771] University College Dublin, “Equal1 Announces $60 million in Funding to Accelerate Quantum Computing using Existing Semiconductor Manufacturing,” UCD Innovation, Jan. 15, 2026. [Online]. Available: https://www.ucd.ie/
innovation/ news-and-events/ 2026/ equal1-announces-funding-round/ - [772] P. Magnard et al., “Microwave Quantum Link between Superconducting Circuits Housed in Spatially Separated Cryogenic Systems,” Phys. Rev. Lett., vol. 125, no. 26, Art. no. 260502, Dec. 2020, doi: 10.1103/PhysRevLett.125.260502. arXiv:2008.01642.
- [773] J. D. Schär et al., “A Modular Cryogenic Link for Microwave Quantum Communication Over Distances of Tens of Meters,” arXiv:2604.15971, Apr. 2026.
- [774] W. K. Yam et al., “Cryogenic microwave link for quantum local area networks,” npj Quantum Inf., vol. 11, no. 1, Art. no. 87, May 2025, doi: 10.1038/s41534-025-01046-5.
- [775] T. A. Aditto, J. S. Ifty, and K. Zahin, “Toward Scalable Heterogeneous Quantum Networks: Microwave-Optical Transduction Across Platforms,” arXiv:2605.26976, May 2026.
- [776] IonQ, “IonQ Completes Acquisition of Lightsynq, Accelerating Quantum Computing and Networking Roadmap,” Jun. 3, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
news/ ionq-completes-acquisition-of-lightsynq-accelerating-quantum-computing-and - [777] L. Hartung, M. Seubert, S. Welte, E. Distante, and G. Rempe, “A quantum-network register assembled with optical tweezers in an optical cavity,” Science, vol. 385, no. 6705, pp. 179–183, Jul. 2024, doi: 10.1126/science.ado6471. arXiv:2407.09109.
- [778] L. Li et al., “Parallelized telecom quantum networking with an ytterbium-171 atom array,” Nat. Phys., vol. 21, no. 11, pp. 1826–1833, Nov. 2025, doi: 10.1038/s41567-025-03022-4.
- [779] C. Pittmann, “Neutral-Atom Quantum Processors Get Chip-Scale Photonic Link: Osaka Hits 10 Channels,” Tech Times, Sep. 1, 2026. [Online]. Available: https://www.techtimes.com/
articles/ 326188/ 20260901/ neutral-atom-quantum-processors-get-chip-scale-photonic-link-osaka-hits-10-channels.htm - [780] M. Swayne, “Atom Computing and Nu Quantum Partner to Scale Neutral Atom Quantum Computers,” The Quantum Insider, Jun. 17, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 06/ 17/ atom-computing-and-nu-quantum-partner-to-scale-neutral-atom-quantum-computers/ - [781] Nu Quantum, “Nu Quantum Raises $60M Series A in Largest Financing Round for Quantum Computer Networking,” Dec. 10, 2025. [Online]. Available: https://www.nu-quantum.com/
news/ nu-quantum-raises-60m-series-a-in-largest-financing-round-for-quantum-computer-networking - [782] M. U. Rehman, “Cisco and Atom Computing Partner on Quantum Networking for Scalable Computing,” The Quantum Insider, Mar. 25, 2026. [Online]. Available: https://thequantuminsider.com/
2026/ 03/ 25/ atom-computing-cisco-distributed-quantum-collaboration/ - [783] H. Bernien et al., “Heralded entanglement between solid-state qubits separated by three metres,” Nature, vol. 497, no. 7447, pp. 86–90, May 2013, doi: 10.1038/nature12016.
- [784] A. J. Stolk et al., “Metropolitan-scale heralded entanglement of solid-state qubits,” Sci. Adv., vol. 10, no. 44, Art. no. eadp6442, Oct. 2024, doi: 10.1126/sciadv.adp6442. arXiv:2404.03723.
- [785] M. Ivezic, “Photonic Inc,” PostQuantum.com, Nov. 13, 2025. [Online]. Available: https://postquantum.com/
quantum-computing-companies/ photonic-inc/ - [786] M. J. Weaver, G. Arnold, H. Weaver, S. Gröblacher, and R. Stockill, “Scalable Quantum Computing with Optical Links,” arXiv:2505.00542, May 2025.
- [787] Rigetti Computing, “Research from QphoX, Rigetti, and Qblox Demonstrating Optical Readout Technique for Superconducting Qubits Published in Nature Physics,” Rigetti Investor Relations, Feb. 11, 2025. [Online]. Available: https://investors.rigetti.com/
news-releases/ news-release-details/ research-qphox-rigetti-and-qblox-demonstrating-optical-readout - [788] QphoX, “QphoX raises €8m to bring quantum modem technology to market, building towards the quantum internet,” Jan. 17, 2024. [Online]. Available: https://qphox.eu/
news/ qphox-raises-e8m-to-bring-quantum-modem-technology-to-market-building-towards-the-quantum-internet/ - [789] Rigetti Computing, “QphoX, Rigetti and the NQCC Announce Collaboration on Multi-Channel Optical Readout of Quantum Processors,” Rigetti Investor Relations, May 6, 2025. [Online]. Available: https://investors.rigetti.com/
news-releases/ news-release-details/ qphox-rigetti-and-nqcc-announce-collaboration-multi-channel - [790] M. Abdel-Kareem, “QphoX, Rigetti, and Qblox Demonstrate Optical Readout Technique for Superconducting Qubits,” Quantum Computing Report, Feb. 14, 2025. [Online]. Available: https://quantumcomputingreport.com/
qphox-rigetti-and-qblox-demonstrate-optical-readout-technique-for-superconducting-qubits/ - [791] J. Du et al., “Entanglement distribution over 155 km metropolitan fiber using a CMOS-compatible silicon chip,” arXiv:2409.17558, Sep. 2024.
- [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/ - [793] R. Maurand et al., “A CMOS silicon spin qubit,” Nat. Commun., vol. 7, Art. no. 13575, Nov. 2016, doi: 10.1038/ncomms13575.
- [794] A.-M. Zwerver et al., “Qubits made by advanced semiconductor manufacturing,” Nat. Electron., vol. 5, no. 3, pp. 184–190, Mar. 2022, doi: 10.1038/s41928-022-00727-9.
- [795] C. Knowles, “Quobly runs silicon-28 quantum wafers through ST fab,” IT Brief Asia, Dec. 12, 2025. [Online]. Available: https://itbrief.asia/
story/ quobly-runs-silicon-28-quantum-wafers-through-st-fab - [796] M. P. Losert et al., “Practical strategies for enhancing the valley splitting in Si/SiGe quantum wells,” Phys. Rev. B, vol. 108, no. 12, Art. no. 125405, Sep. 2023, doi: 10.1103/PhysRevB.108.125405.
- [797] Equal1, “Equal1 advances scalable quantum computing with CMOS-compatible silicon spin qubit technology,” Apr. 16, 2025. [Online]. Available: https://www.equal1.com/
post/ commercial_cmos_process - [798] IBM, “IBM and U.S. Department of Commerce Announce America's First Purpose-Built Quantum Foundry, Supported by Proposed $1 Billion CHIPS Award,” May 21, 2026. [Online]. Available: https://newsroom.ibm.com/
ibm-and-u-s-department-of-commerce-announce-americas-first-purpose-built-quantum-foundry - [799] Silex Systems, “SILEX Quantum Silicon (Q-Si) Production for Quantum Computing,” silex.com.au. [Online]. Available: https://www.silex.com.au/
silex-technology/ silex-zs-si-production-for-quantum-computing/ - [800] Bluefors Oy, “Cryogenic Wafer Prober — Under 2 K with 300 mm Wafers,” bluefors.com, Jun. 10, 2026. [Online]. Available: https://bluefors.com/
products/ cryogenic-wafer-prober/ - [801] FormFactor, Inc., “HPD IQ3000 - 4 K Cryogenic Probe Station,” Jun. 9, 2026. [Online]. Available: https://www.formfactor.com/
product/ quantum-cryo/ quantum-wafer-multi-chip-cryogenic/ iq3000/ - [802] R. Acharya et al., “Multiplexed superconducting qubit control at millikelvin temperatures with a low-power cryo-CMOS multiplexer,” Nat. Electron., vol. 6, no. 11, pp. 900–909, Nov. 2023, doi: 10.1038/s41928-023-01033-8.
- [803] H. Bennie, “Quantum Motion Announces Record Integration of Quantum Devices and Partnership with Semiconductor Manufacturer, GlobalFoundries,” quantummotion.com, Jan. 6, 2025. [Online]. Available: https://quantummotion.com/
partnership-with-globalfoundries/ - [804] Quobly, “Quobly Raises €115M Series A to Industrialize Silicon Quantum Computing,” HPCwire, Jun. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
off-the-wire/ quobly-raises-e115m-series-a-to-industrialize-silicon-quantum-computing/ - [805] I. Hamm, “Google Buys 83,000-Square-Foot Campus in Goleta for $32.5M,” The Santa Barbara Independent, Aug. 24, 2026. [Online]. Available: https://www.independent.com/
2026/ 08/ 24/ google-buys-83000-square-foot-campus-in-goleta-for-32-5m/ - [806] S. Seidelin et al., “Microfabricated Surface-Electrode Ion Trap for Scalable Quantum Information Processing,” Phys. Rev. Lett., vol. 96, no. 25, Art. no. 253003, Jun. 2006, doi: 10.1103/PhysRevLett.96.253003. arXiv:quant-ph/0601173.
- [807] M. Brownnutt, M. Kumph, P. Rabl, and R. Blatt, “Ion-trap measurements of electric-field noise near surfaces,” Rev. Mod. Phys., vol. 87, no. 4, pp. 1419–1482, Dec. 2015, doi: 10.1103/RevModPhys.87.1419. arXiv:1409.6572.
- [808] J. Labaziewicz et al., “Suppression of Heating Rates in Cryogenic Surface-Electrode Ion Traps,” Phys. Rev. Lett., vol. 100, no. 1, Art. no. 013001, Jan. 2008, doi: 10.1103/PhysRevLett.100.013001. arXiv:0706.3763.
- [809] D. A. Hite et al., “100-Fold Reduction of Electric-Field Noise in an Ion Trap Cleaned with In Situ Argon-Ion-Beam Bombardment,” Phys. Rev. Lett., vol. 109, no. 10, Art. no. 103001, Sep. 2012, doi: 10.1103/PhysRevLett.109.103001. arXiv:1112.5419.
- [810] M. W. Puckett et al., “422 Million intrinsic quality factor planar integrated all-waveguide resonator with sub-MHz linewidth,” Nat. Commun., vol. 12, no. 1, Art. no. 934, Feb. 2021, doi: 10.1038/s41467-021-21205-4.
- [811] C. Wang et al., “Integrated lithium niobate electro-optic modulators operating at CMOS-compatible voltages,” Nature, vol. 562, no. 7725, pp. 101–104, Oct. 2018, doi: 10.1038/s41586-018-0551-y.
- [812] LIGENTEC, “About us_2026 - LIGENTEC.” [Online]. Available: https://www.ligentec.com/
about-our-story/ - [813] PIC Magazine, “EU to establish €380 million pilot line for photonic integrated circuits,” Jan. 6, 2026. [Online]. Available: https://picmagazine.net/
article/ 123220/ EU_to_establish_%E2%82%AC380_million_pilot_line_for_photonic_integrated_circuits - [814] AIM Photonics, “News — AIM Photonics.” [Online]. Available: https://www.aimphotonics.com/
news - [815] TOPTICA Photonics, “About the TOPTICA Group.” [Online]. Available: https://www.toptica.com/
company - [816] Corning Incorporated, “Corning® SMF-28® Ultra Optical Fiber — Product Information (PI-1424-AEN),” Jul. 2025. [Online]. Available: https://www.corning.com/
media/ worldwide/ coc/ documents/ Fiber/ product-information-sheets/ PI-1424-AEN.pdf - [817] Tech.eu, “ORCA Computing acquires GXC's integrated photonics division,” Jan. 30, 2024. [Online]. Available: https://tech.eu/
2024/ 01/ 30/ orca-computing-acquires-gxcs-integrated-photonics-division/ - [818] J. P. Barker et al., “Commerce Implements Export Controls on Semiconductor, Additive Manufacturing, and Quantum Computing Items,” Arnold & Porter, Sep. 10, 2024. [Online]. Available: https://www.arnoldporter.com/
en/ perspectives/ advisories/ 2024/ 09/ semiconductor-additive-manufacturing-and-quantum-computing - [819] D. Loss and D. P. DiVincenzo, “Quantum computation with quantum dots,” Phys. Rev. A, vol. 57, no. 1, pp. 120–126, Jan. 1998, doi: 10.1103/PhysRevA.57.120.
- [820] F. K. Unseld et al., “Baseband control of single-electron silicon spin qubits in two dimensions,” Nat. Commun., vol. 16, no. 1, Art. no. 5605, Jul. 2025, doi: 10.1038/s41467-025-60351-x.
- [821] S. Yokoyama et al., “Ultra-large-scale continuous-variable cluster states multiplexed in the time domain,” Nat. Photon., vol. 7, no. 12, pp. 982–986, Dec. 2013, doi: 10.1038/nphoton.2013.287.
- [822] D. Duggan et al., “FPGA Based Feedforward System for Photonic Quantum Computing Applications,” arXiv:2606.03500, Jun. 2026.
- [823] Oak Ridge National Laboratory, “Quantum Brilliance, ORNL pioneer quantum-classical hybrid computing,” ORNL News, Sep. 2, 2025. [Online]. Available: https://www.ornl.gov/
news/ Also https://www.iaf.fraunhofer.de/quantum-brilliance-ornl-pioneer-quantum-classical-hybrid-computing en/ . Also https://quantumbrilliance.com/media-library/ press-releases/ first-room-temperature-quantum-accelerator-in-europe.html news/ .supercomputer-with-quantum-accelerator-pawsey-commissions-first-room-temperature-on-premises-quantum-computer-in-supercomputing-center/ - [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.
- [825] QuiX Quantum, “QuiX Quantum Installs Real-Time Control Component for Universal Photonic Quantum Computer,” Jun. 2, 2026. [Online]. Available: https://www.quixquantum.com/
news/ quix-quantum-installs-real-time-control-component-for-universal-photonic-quantum-computer - [826] U. Akhouri, “Classically Accelerated Readout for Neutral Atoms with CPU/GPU Integration,” Quantum Machines Blog, Jun. 2026. [Online]. Available: https://www.quantum-machines.co/
resources/ blog/ classically-accelerated-readout-neutral-atoms-cpu-gpu-readout/ - [827] Amazon Web Services, “Amazon's new Ocelot chip brings us closer to building a practical quantum computer,” www.aboutamazon.com, Feb. 27, 2025. [Online]. Available: https://www.aboutamazon.com/
news/ aws/ quantum-computing-aws-ocelot-chip - [828] Alice & Bob, “Alice & Bob Publishes Quantum Computing Roadmap to 100 Logical Qubits in 2030,” Dec. 4, 2024. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
newsroom/ alice-bob-quantum-computing-roadmap/ - [829] Nord Quantique, “Nord Quantique Achieves Breakthrough in Quantum Error Correction with SPAM Errors Reduced to Below 0.1%,” www.businesswire.com, Jul. 13, 2026. [Online]. Available: https://www.businesswire.com/
news/ home/ 20260713953398/ en/ Nord-Quantique-Achieves-Breakthrough-in-Quantum-Error-Correction-with-SPAM-Errors-Reduced-to-Below-0.1 - [830] Nord Quantique, “Fewer Qubits and Better Error Correction: Nord Quantique's Multimode Encoding Breakthrough,” nordquantique.com, May 29, 2025. [Online]. Available: https://nordquantique.com/
articles/ nord-quantique-error-correction-multimode-encoding-breakthrough/ - [831] D-Wave Quantum, “D-Wave Charts a New Course to Fault-Tolerant Quantum Computing with Gate-Model Roadmap,” www.dwavequantum.com, Jun. 1, 2026. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ newsroom/ press-release/ d-wave-charts-a-new-course-to-fault-tolerant-quantum-computing-with-gate-model-roadmap/ - [832] Oxford Quantum Circuits, “Oxford Quantum Circuits Outlines Roadmap to 50,000 Logical Qubits by 2034,” www.hpcwire.com, Jun. 5, 2025. [Online]. Available: https://www.hpcwire.com/
off-the-wire/ oxford-quantum-circuits-outlines-roadmap-to-50000-logical-qubits-by-2034/ - [833] Oxford Quantum Circuits, “OQC and Digital Realty Team with NVIDIA to Launch First Quantum-AI Data Centre in New York City,” oqc.tech, Sep. 16, 2025. [Online]. Available: https://oqc.tech/
company/ newsroom/ oqc-quantum-ai-data-centre - [834] Quantinuum, “Introducing Helios: The Most Accurate Quantum Computer in the World,” www.quantinuum.com, Nov. 5, 2025. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
blog/ introducing-helios-the-most-accurate-quantum-computer-in-the-world - [835] Quantinuum, “Helix: A New Architecture for Enterprise-Scale Fault-Tolerant Quantum Computing,” www.quantinuum.com, Sep. 8, 2026. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
blog/ helix-a-new-architecture-for-enterprise-scale-fault-tolerant-quantum-computing - [836] Quantinuum, “Technical perspective: By the end of the decade, we will deliver universal, fully fault-tolerant quantum computing,” www.quantinuum.com, Sep. 17, 2024. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
blog/ technical-perspective-by-the-end-of-the-decade-we-will-deliver-universal-fault-tolerant-quantum-computing - [837] Quantinuum, “Quantinuum Overcomes Last Major Hurdle to Deliver Scalable Universal Fault-Tolerant Quantum Computers by 2029,” www.quantinuum.com, Jun. 26, 2025. [Online]. Available: https://www.quantinuum.com/
blog/ quantinuum-overcomes-last-major-hurdle-to-deliver-scalable-universal-fault-tolerant-quantum-computers-by-2029 - [838] Universal Quantum, “Universal Quantum develops key enabler of million-qubit quantum computer,” universalquantum.com, Jul. 22, 2024. [Online]. Available: https://universalquantum.com/
knowledge-hub/ universal-quantum-develops-key-enabler-of-million-qubit-quantum-computer - [839] IonQ, “IonQ Hits #AQ 64 Milestone Ahead of Schedule — And Sets Its Sights Even Higher,” www.ionq.com, Oct. 13, 2025. [Online]. Available: https://www.ionq.com/
blog/ ionq-hits-aq-64-milestone-ahead-of-schedule-and-sets-its-sights-even-higher - [840] Quantum Art, “Quantum Art Unveils Aggressive Roadmap to Scalable Commercial Quantum Advantage by 2027, 1 Million Qubits by 2033,” www.prnewswire.com, Jun. 24, 2025. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ quantum-art-unveils-aggressive-roadmap-to-scalable-commercial-quantum-advantage-by-2027-1-million-qubits-by-2033-302488527.html - [841] Lebedev Physical Institute (FIAN), “В России создан 50-кубитный ионный квантовый компьютер,” www.lebedev.ru, Sep. 26, 2024. [Online]. Available: https://www.lebedev.ru/
ru/ main-news/ news/ 4720 - [842] Rosatom (FIAN and Russian Quantum Center), “ФИАН и РКЦ освоили планарную технологию увеличения мощности ионных квантовых компьютеров,” www.atomic-energy.ru, Aug. 12, 2026. [Online]. Available: https://www.atomic-energy.ru/
news/ 2026/ 08/ 12/ 167757 - [843] Oxford Ionics, “Unveiling Oxford Ionics' development roadmap to scalable fault-tolerant quantum computing,” www.oxionics.com, May 8, 2025. [Online]. Available: https://www.oxionics.com/
blog-post/ unveiling-oxford-ionics%E2%80%99-development-roadmap-to-scalable-fault-tolerant-quantum-computing - [844] Forschungszentrum Jülich, “Official Launch of JION Quantum Computer at Jülich,” www.fz-juelich.de, Sep. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.fz-juelich.de/
en/ news/ archive/ press-release/ 2026/ launch-jion-quantum-computer-juelich - [845] Harvard University, “A potential quantum leap,” news.harvard.edu, Nov. 12, 2025. [Online]. Available: https://news.harvard.edu/
gazette/ story/ 2025/ 11/ a-potential-quantum-leap/ - [846] Atom Computing, “Atom Computing Reveals Quantum Error Correction with Toric Code,” www.prnewswire.com, Jun. 3, 2026. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ atom-computing-reveals-quantum-error-correction-with-toric-code-302789413.html - [847] Microsoft Quantum, “From research to product engineering—how groundbreaking logical-qubit demonstrations are shaping Microsoft's utility-scale quantum software platform,” quantum.microsoft.com, Aug. 3, 2026. [Online]. Available: https://quantum.microsoft.com/
en-us/ insights/ blogs/ from-research-to-product-engineering-logical-qubit-demonstrations-shaping-microsoft-utility-scale-quantum-software-platform - [848] L. Leclerc et al., “One-to-one quantum simulation of a frustrated magnet with 256 qubits,” arXiv:2603.20372, Mar. 2026.
- [849] QuEra Computing, “Scientists Observe ‘String Breaking’ in Two-Dimensional Quantum Simulator,” www.quera.com, Jun. 4, 2025. [Online]. Available: https://www.quera.com/
press-releases/ scientists-observe-string-breaking-in-two-dimensional-quantum-simulator - [850] ICFO - Institut de Ciencies Fotoniques, “QUIONE: Announcing the birth of a unique analog quantum processor in the world,” www.icfo.eu, Apr. 22, 2024. [Online]. Available: https://www.icfo.eu/
news/ 2328/ quione-announcing-the-birth-of-a-unique-analog-quantum-processor-in-the-world/ - [851] PsiQuantum, “PsiQuantum Announces Omega, a Manufacturable Chipset for Photonic Quantum Computing,” www.psiquantum.com, Feb. 26, 2025. [Online]. Available: https://www.psiquantum.com/
news-import/ omega - [852] PsiQuantum, “PsiQuantum to Build World's First Utility-Scale, Fault-Tolerant Quantum Computer in Australia,” www.psiquantum.com, Apr. 29, 2024. [Online]. Available: https://www.psiquantum.com/
news-import/ psiquantum-to-build-worlds-first-utility-scale-fault-tolerant-quantum-computer-in-australia - [853] PsiQuantum, “PsiQuantum Breaks Ground in Australia on Site of World's First Utility-Scale Quantum Computer,” www.psiquantum.com, Jun. 17, 2026. [Online]. Available: https://www.psiquantum.com/
news-import/ psiquantum-breaks-ground-in-australia-on-site-of-worlds-first-utility-scale-quantum-computer - [854] Quandela, “Roadmap 2026–2033,” www.quandela.com, Apr. 22, 2026. [Online]. Available: https://www.quandela.com/
wp-content/ uploads/ 2026/ 04/ Roadmap-brochure-220426-web.pdf - [855] QuiX Quantum, “QuiX Quantum Announces Carina, the First Universal Photonic Quantum Computing Architecture for Commercial Deployment,” www.quixquantum.com, Jul. 14, 2026. [Online]. Available: https://www.quixquantum.com/
news/ quix-quantum-announces-carina - [856] Xanadu, “Xanadu Unveils First On-Chip Error-Resistant Photonic Qubit,” www.prnewswire.com, Jun. 4, 2025. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ xanadu-unveils-first-on-chip-error-resistant-photonic-qubit-302470947.html - [857] Xanadu, “Xanadu introduces Aurora: world's first scalable, networked and modular quantum computer,” www.prnewswire.com, Jan. 22, 2025. [Online]. Available: https://www.prnewswire.com/
news-releases/ xanadu-introduces-aurora-worlds-first-scalable-networked-and-modular-quantum-computer-302355496.html - [858] M. Ostmann, J. Nunn, and A. E. Jones, “Nonlinear Photonic Architecture for Fault-tolerant Quantum Computing,” Phys. Rev. A, vol. 114, no. 1, Jul. 2026, doi: 10.1103/s3dr-tsbg. arXiv:2510.06890.
- [859] TechJournal (interview with Richard Murray, ORCA Computing), “ORCA Computing Targets Quantum Advantage for AI Within Two Years,” www.techjournal.uk, May 14, 2025. [Online]. Available: https://www.techjournal.uk/
p/ orca-computing-targets-quantum-advantage - [860] ORCA Computing, “ORCA Computing and Toyota Tsusho Deploy First Quantum System to Enterprise Customer in Japan,” orcacomputing.com, Jun. 16, 2026. [Online]. Available: https://orcacomputing.com/
orca-toyota-tsusho-deploy-to-enterprise-customer/ - [861] Diraq, “Diraq to Deploy a Quantum Computer Inside an Equinix Data Center,” www.globenewswire.com, Aug. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.globenewswire.com/
news-release/ 2026/ 08/ 31/ 3353719/ 0/ en/ diraq-to-deploy-a-quantum-computer-inside-an-equinix-data-center.html - [862] Hitachi, “Hitachi launches R&D on silicon quantum computers in collaboration with Intel K.K. and AIST to accelerate the shift from academic demonstration to industrial application,” www.hitachi.com, Jul. 22, 2026. [Online]. Available: https://www.hitachi.com/
en/ press/ articles/ 2026/ 07/ 0722a/ - [863] Silicon Quantum Computing, “About — Silicon Quantum Computing,” sqc.com, Sep. 29, 2026. [Online]. Available: https://sqc.com/
about - [864] Silicon Quantum Computing, “SQC Establishes Leadership in Silicon Modality of Quantum Computing with Record-Setting Processor,” sqc.com, Dec. 18, 2025. [Online]. Available: https://sqc.com/
news/ sqc-establishes-leadership-in-silicon-modality - [865] Silicon Quantum Computing, “SQC Advances to DARPA's Quantum Benchmarking Initiative Stage B,” sqc.com, Nov. 7, 2025. [Online]. Available: https://sqc.com/
news/ darpa-qbi-stage-b - [866] Photonic Inc., “Photonic Inc. Accelerates into its Next Phase of Growth,” www.globenewswire.com, Mar. 13, 2026. [Online]. Available: https://www.globenewswire.com/
news-release/ 2026/ 03/ 13/ 3255642/ 0/ en/ photonic-inc-accelerates-into-its-next-phase-of-growth.html - [867] Photonic Inc., “Photonic Performs Distributed Entanglement between Modules,” May 30, 2024. [Online]. Available: https://photonic.com/
news/ photonic-demonstrates-distributed-entanglement-between-modules/ - [868] eeNews Europe, “Quantum Brilliance CEO Mark Luo on deployable quantum systems and the future of diamond-based computing,” www.eenewseurope.com, May 7, 2026. [Online]. Available: https://www.eenewseurope.com/
en/ quantum-brilliance-ceo-mark-luo-on-deployable-quantum-systems-and-the-future-of-diamond-based-computing/ - [869] Quantum Brilliance, “Quantum Brilliance Announces First Purchase of a Room-Temperature Quantum Accelerator in Europe, Powered by NVIDIA CUDA-Q,” quantumbrilliance.com, Nov. 18, 2024. [Online]. Available: https://quantumbrilliance.com/
press-release/ quantum-brilliance-announces-first-purchase-of-a-room-temperature-quantum-accelerator-in-europe-powered-by-nvidia-cuda-q - [870] Microsoft, “Microsoft's Majorana 1 chip carves new path for quantum computing,” news.microsoft.com, Feb. 19, 2025. [Online]. Available: https://news.microsoft.com/
source/ features/ innovation/ microsofts-majorana-1-chip-carves-new-path-for-quantum-computing/ - [871] D-Wave Quantum, “Beyond Classical: D-Wave First to Demonstrate Quantum Supremacy on Useful, Real-World Problem,” www.dwavequantum.com, Mar. 12, 2025. [Online]. Available: https://www.dwavequantum.com/
company/ newsroom/ press-release/ beyond-classical-d-wave-first-to-demonstrate-quantum-supremacy-on-useful-real-world-problem/ - [872] Qilimanjaro Quantum Tech, “Qilimanjaro's New Analog Quantum System Inaugurated at the Barcelona Supercomputing Center,” qilimanjaro.tech, May 28, 2026. [Online]. Available: https://qilimanjaro.tech/
qilimanjaros-new-analog-quantum-system-inaugurated-at-the-barcelona-supercomputing-center/ - [873] Alice & Bob, “Alice & Bob's Quantum Computing Roadmap (long version),” Dec. 2024. [Online]. Available: https://alice-bob.com/
wp-content/ uploads/ 2024/ 12/ Alice-Bob-Roadmap-Long-Version.pdf - [874] Oxford Quantum Circuits, “Roadmap – OQC,” oqc.tech. [Online]. Available: https://oqc.tech/
tech/ technical-roadmap - [875] Pasqal, “Hardware — Pasqal.” [Online]. Available: https://www.pasqal.com/
solutions/ hardware/ - [876] Quandela, “Canopus - Quandela.” [Online]. Available: https://www.quandela.com/
canopus/ - [877] ORCA Computing, “ORCA PT-1 — ORCA Computing,” orcacomputing.com. [Online]. Available: https://orcacomputing.com/
orca-pt-1/ - [878] H.-S. Zhong et al., “Phase-Programmable Gaussian Boson Sampling Using Stimulated Squeezed Light,” Phys. Rev. Lett., vol. 127, Art. no. 180502, Oct. 2021, doi: 10.1103/PhysRevLett.127.180502. arXiv:2106.15534.
- [879] Innovation Industries, “Groove Quantum unveils world's largest semiconductor spin-qubit processor and raises €16M to bring quantum computing to industrial scale,” innovationindustries.com, Apr. 30, 2026. [Online]. Available: https://www.innovationindustries.com/
news/ groove-quantum-unveils-worlds-largest-semiconductor-spin-qubit-processor-and-raises-eu16m-to-bring-quantum-computing-to-industrial-scale - [880] SaxonQ, “SAXON Q — Room-temperature NV center quantum computing.” [Online]. Available: https://www.saxonq.com/
- [881] Equal1, “Equal1 RacQ Installed at ESA Centre for Earth Observation,” Jul. 31, 2026. [Online]. Available: https://www.equal1.com/
insights/ equal1-racq-installed-at-esa - [882] LioniX International, “A photonic integrated ion trap for scalable quantum computing,” Nov. 20, 2020. [Online]. Available: https://www.lionix-international.com/
about-us/ blog/ a-photonic-integrated-ion-trap-for-scalable-quantum-computing/ - [883] R. J. Niffenegger et al., “Integrated multi-wavelength control of an ion qubit,” Nature, vol. 586, no. 7830, pp. 538–542, Oct. 2020, doi: 10.1038/s41586-020-2811-x. arXiv:2001.05052.
- [884] A. T. Than et al., “Quantum field theory dynamics on a spin–phonon quantum computer,” Nat. Phys., Sep. 2026, doi: 10.1038/s41567-026-03402-4. arXiv:2509.11477.
- [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.
- [886] W. Sun et al., “A photonic integrated comb engine for ultracold quantum gases,” arXiv:2609.28294, Sep. 2026.
- [887] S. Luo et al., “100 million photons per second from a single organic molecule,” arXiv:2609.29736, Sep. 2026.
- [888] Y.-C. Zhou et al., “High-fidelity geometric quantum gates exceeding 99.9% in germanium quantum dots,” arXiv:2609.33251, Sep. 2026.
- [889] B. Seron, H. Thomas, E. Araujo, A. Arkhipov, C. Oh, and L. Novo, “Efficient classical algorithm for estimating linear statistics of Boson Sampling,” arXiv:2609.35447, Sep. 2026.
- [890] J. R. Guimarães et al., “Quantum environment afterglow from broadband excitation spectroscopy in superconducting qubits,” arXiv:2609.31280, Sep. 2026.
- [891] T. Schuster and A. Elben, “Probing the classical complexity of quantum dynamics experiments,” arXiv:2609.31830, Sep. 2026.
- [892] S. Cavazzoni and C. Oh, “Metrological benchmarking of random quantum circuits,” arXiv:2609.39226, Sep. 2026.
- [893] F. Burt et al., “Loss-tolerant distributed lattice surgery using fusion networks,” arXiv:2610.01923, Oct. 2026.
- [894] Z. Shen, Y. Wu, P. Yao, X. Yuan, and Y. Zhang, “Toward optimal circuit depth for geometrically local Hamiltonian simulation,” arXiv:2610.01839, Oct. 2026.
- [895] Y. Fan and J. P. Marceaux, “Lifting multiplicity in randomized benchmarking,” arXiv:2610.03586, Oct. 2026.
- [896] S. Takahashi and K. Fujii, “Efficient fidelity estimation of general quantum resource states via Clifford circuits,” arXiv:2610.05222, Oct. 2026.
- [897] P. Papanikolaou, A. Vanasse, H. Jin, G. Tzimpragos, and J. Volk, “Duplication-aware retiming and cell interface redesign for superconductor circuit minimization,” arXiv:2610.02333, Oct. 2026.
- [898] A. S. Ivlev et al., “Sparse qubit operation in a 6×6 quantum dot array,” arXiv:2610.07683, Oct. 2026.
- [899] A. Durán-Hernández et al., “Spin-exchange interactions between circular Rydberg atoms over long times,” arXiv:2609.37766, Sep. 2026.
- [900] HRL Quantum Team and Microsoft collaborators, “Benchmarking exchange-only control of a 48-spin singlet manifold,” arXiv:2610.07393, Oct. 2026.
Источники графа технологий (§7) — каждая строка «определяет» в §7.8 несёт собственный URL; JSON графа (graph.json) — машиночитаемый список источников.
הטקסט בעברית נטען…