CO-QLink:适用于可扩展量子计算系统及高性能低温计算系统的低温光学链路

低温系统需要在室温环境与低温环境之间,以及低温温区内进行大量数据传输。高速、低功耗的数据传输对于部署更大规模的低温系统至关重要,包括可扩展的量子计算系统以及完全浸没在液氮中的高性能低温计算系统。与有线传输和微波链路相比,光通信链路正展现出其作为解决方案的显著优势:高数据速率、高能效、低信号衰减、无热传导特性以及卓越的可扩展性。该工作展示了一种4K隔热高速(56Gbps)低功耗(1.6pJ/b)收发器(TRX),实现了4K系统与室温(RT)设备间的完整链路连接。接收端(RX)采用与PIN光电二极管(PD)共封装的设计,使用基于反相器的模拟前端和模拟半速率时钟数据恢复环路;发射端(TX)连接马赫-曾德尔调制器(MZM),配备具有电流模式注入的电压模式驱动器以实现低功耗输出摆幅提升,并集成3抽头前馈均衡(FFE)技术。该链路已在一个完整的超导量子计算系统的控制与读出中得到实际验证。

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提交arXiv: 2025-11-28 06:47

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