Вертикальный (внеплоскостной) подвод сигналов — VIO, коаксмон, 3D разводка ct_vio

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.

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].

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].

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.

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.

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.

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.

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.

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?