← Quantum Technology AtlasТехнологии · Машины · Архитектуры · ОрганизацииEnglishעברית

Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK) ct_cryocmos

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.

Крио-КМОП-контроллер (4 K / mK)

ct_cryocmos · слой 5 Управление · продемонстрировано · с 2024
Открыть на карте

Заказные КМОП-схемы (ASIC) при 4 K (или 7 mK), формирующие импульсы рядом с кубитами; 2–23 mW/кубит при 4 K; 20 nW/MHz на ячейку при mK.

Метки чтения
сквозная технология — искусственный носитель + управление/декодирование в холодной ступени
Обзор →

Ключевые источники

[548] Intel Corporation, “Intel Debuts 2nd-Gen Horse Ridge Cryogenic Quantum Control Chip,” Dec.… · 2020
[549] S. J. Pauka et al., “A cryogenic CMOS chip for generating control signals for multiple qub… · 2021
[296] D. Underwood et al., “Using Cryogenic CMOS Control Electronics to Enable a Two-Qubit Cross… · 2024
[551] S. K. Bartee et al., “Spin-qubit control with a milli-kelvin CMOS chip,” Nature, vol. 643,… · 2025
[527] A. Noori et al., “A Cryo-CMOS Control System for Large-Scale Superconducting Qubit Quantum… · 2026

Пространство проектирования — атрибуты

(a) сродство носителя
искусственный
(b) время · запутывание
—
(c) считывание
—
(d) подвижность
—
(e) управление
СВЧ @ ступень 4 K / милликельвиновая ступень
(f) структура ошибки
когерентная / калибровочная
(g) производство
КМОП-фабрика 300 mm

Пространство оценки — датированные атрибуты

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)
определяет: путь масштабирования · 2026-07 · источник
IBM 14 nm at 4 K → 23 mW/qubit; 1Q 8×10⁻⁴
определяет: путь масштабирования · 2024-02 · источник
mK CMOS next to spin qubits → ~20 nW/MHz per cell; fidelity impact 0.07%
определяет: путь масштабирования · 2025-06 · источник

Стандартные рекорды

задержка прямой связи → не опубликовано · типичное
No feed-forward latency stated: HRL's d=5 repetition code ran from the on-chip sequencer without room-temperature real-time electronics · 2026-04 · источник [D] ⓘ
линий управления на кубит → 8.7 · типичное
HRL 4 K cryo-CMOS: '156 output channels, 366 DACs' driving '54 exchange-coupled quantum dots, configurable to host up to 18 EO qubits' · 2026-04 · источник [D] ⓘ
интервал перекалибровки → не опубликовано · типичное
No recalibration interval or drift figure is given for the 4 K controller · 2026-04 · источник [D] ⓘ

Участники и цели — аннотации

Решётка трансмонов с перестраиваемыми элементами связи (альтернатива) — IBM (Heron, Nighthawk), Google (Willow), Rigetti, IQM, OQC, USTC/Zhejiang, Fujitsu/RIKEN, QuantWare · G2 G3 G4
Кремниевые / германиевые спины в квантовых точках (альтернатива) — Intel, Diraq, Quantum Motion, HRL→IBM, QuTech/Groove, Quobly, Equal1 · G4 G7

Рёбра

нужно: КМОП-фабрика 300 mm (спины, крио-КМОП, сверхпроводниковая разводка)
нужен для: Криогенный декодер / декодер на чипе (крио-КМОП, БОК)°, Криогенная разводка сигналов для спиновых массивов (кристалл-маршрутизатор, 3D многослойная разводка), CZ / iSWAP через перестраиваемый элемент связи°, Кросс-резонанс (фиксированная частота, только СВЧ)°, Обменный вентиль (спины; вкл. CZ на переносимых спинах)°
альтернативы: Электроника при комнатной температуре + коаксиальный / гибкий кабель на кубит, Цифровое управление на БОК-логике (4 K / mK)
конфликтует с:
Трансмон смягчён в малом масштабе
милливаттное тепловыделение КМОП на камере смешения против бюджета охлаждения в десятки микроватт
цена 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
смягчение 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 · 2019-11
° одно из нескольких, что подошли бы · обычный маршрут, не строгая необходимость

Используют 10 машин (5 основная · 5 альтернатива)

↗ карточка реестра · статья / продукт / пресса: ссылки, где машина названа (атрибуция проверена 20 сентября 2026)

Иллюстрации

У каждой иллюстрации — рассказ о том, что на ней, и строка авторства.

Fig. 5 — Extended Data Fig. 1: Integrated QPU. The motherboard (vertical) houses the cryo-controller and the daughterboard (horizontal) hosts the qubit chip.…
Photograph of a cold hardware assembly for a silicon spin-qubit processor, at the scale of a few tens of centimetres. From arXiv paper 2604.16216 by the HRL Quantum Team; the caption says the vertical motherboard houses the cryogenic controller and the horizontal board, inside the light-tight gold box at the bottom, holds the qubit chip, the two joined by a superconducting ribbon cable hidden behind the board. The caption also notes this is a slightly earlier hardware generation. It shows a cryogenic controller placed right beside the qubits, fed by a few flex and coaxial cables; the chips themselves are covered. “Fig. 5 — Extended Data Fig. 1: Integrated QPU. The motherboard (vertical) houses the cryo-controller and the daughterboard (horizontal) hosts the qubit chip. A…” by Members of the HRL Quantum Team et al., arxiv.org/abs/2604.16216, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
Fig. 1 — Figure 1: Device and basic CMOS operation. a, The cryo-CMOS and the qubit chip are mounted on the same circuit board at mK temperatures and wire-bon…
A three-panel paper figure: a micrograph of a cryogenic CMOS control chip, drawn as a block wire-bonded to a silicon spin-qubit chip, a false-coloured electron micrograph of the qubit gates (100 nm scale), and the circuit of one control cell. From arXiv paper 2407.15151 by Bartee, Dzurak, Reilly and co-authors. It shows cryo-CMOS control working at millikelvin next to silicon quantum-dot spin qubits; notice the two chips sit side by side on one board. The 3-D blocks are drawn. “Fig. 1 — Figure 1: Device and basic CMOS operation. a, The cryo-CMOS and the qubit chip are mounted on the same circuit board at mK temperatures and wire-bonded…” by Samuel K. Bartee et al., arxiv.org/abs/2407.15151, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
Fig. 2 — Fig. 2: Proposed hybrid cryogenic photonic/CMOS control architecture. (a) System-level partitioning across room temperature, the 4 K controller stag…
A block diagram (a drawing, not built hardware) of a proposed control system: room-temperature pulse generation sends light over optical fibres to a 4 K photonic and cryo-CMOS controller, which drives qubits at 10 mK. It is Fig. 2 of "A Cryogenic Hybrid Photonic/CMOS Controller Architecture for Scalable Superconducting Qubit Control" by Bowen Liu and Zhaoran Rena Huang. The idea is to replace many coaxial lines with fibre and generate microwave pulses near the qubits; notice the ring modulators and photodiodes feeding DACs, sample-and-hold stages and I/Q mixers. “Fig. 2 — Fig. 2: Proposed hybrid cryogenic photonic/CMOS control architecture. (a) System-level partitioning across room temperature, the 4 K controller stage, and the…” by Bowen Liu, Zhaoran Rena Huang, arxiv.org/abs/2606.10114, CC BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
ct_cryocmos · слой 5 Управление · центральность 17.6 · продемонстрировано · с 2024 · обновлено 2026-09-30

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.

Ключевые источники

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
  1. [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]
  2. [190] Members of the HRL Quantum Team and Collaborators, “A digitally controlled silicon quantum processing unit,” arXiv:2604.16216, Apr. 2026. [D]
  3. [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 [C]
  4. [273] Equal1, “UnityQ.” [Online]. Available: https://www.equal1.com/technology [C]
  5. [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]
  6. [301] US Department of Commerce, Bureau of Industry and Security, “Commerce Control List Additions and Revisions; Implementation of Controls on Advanced Technologies Consistent With Controls Implemented by International Partners,” Federal Register, vol. 89, p. 72926, Sep. 6, 2024. [Online]. Available: https://www.federalregister.gov/documents/2024/09/06/2024-19633/commerce-control-list-additions-and-revisions-implementation-of-controls-on-advanced-technologies [G]
  7. [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 [C]
  8. [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/ [C]
  9. [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 [C]
  10. [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]
  11. [550] S. Kawabata, “Integration and Resource Estimation of Cryoelectronics for Superconducting Fault-Tolerant Quantum Computers,” arXiv:2601.03922, Jan. 2026. [S]
  12. [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]
  13. [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]
  14. [553] SemiQon, “SemiQon Cryo-CMOS™.” [Online]. Available: https://www.semiqon.com/technology/semiqon-cryo-cmos [C]
  15. [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/ [C]
  16. [555] Microsoft Technology Licensing, LLC, “Cryogenic-CMOS interface for controlling qubits,” USPTO, Dec. 2023. [Online]. Available: https://patents.justia.com/patent/11838022 [G]
  17. [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 [C]
  18. [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]
  19. [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/ [C]
  20. [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/ [C]
  21. [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]
  22. [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 [G]
  23. [562] Intel Corporation, “Technologies for Closed-Loop Qubit Calibration,” USPTO, Jul. 2026. [Online]. Available: https://patents.justia.com/patent/20260187510 [G]
  24. [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/ [P]
  25. [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/ [C]
  26. [900] HRL Quantum Team and Microsoft collaborators, “Benchmarking exchange-only control of a 48-spin singlet manifold,” arXiv:2610.07393, Oct. 2026. [P]