迈向可扩展量子信息处理的低温接收器:理论与系统分析

目前超导量子比特的低温控制技术主要依赖同轴电缆实现,这带来了成本、热负荷、体积和长期可扩展性等多重挑战。为解决该问题,新兴技术方案包括4K温区的低温CMOS电子器件和用于量子比特直接控制的光子链路。该研究团队在本文中提出了一种多路复用的全被动式低温高频直接检测控制平台(cryo-HFDD)。这一用于量子比特直接控制的经典接口采用光学或亚太赫兹频段,研究人员分析了该平台可能存在的性能折衷,并与当前最先进的低温CMOS方案及传统同轴电缆方案进行了对比。该工作评估了这种高效链路在宽范围微波量子比特功率水平下的适用性,特别针对不同噪声源、元件损耗及链路密度等因素,估算了实现所需信噪比(SNR)时的热负荷。研究表明,4K温区的多路复用光子接收器可大幅扩展数千个量子比特的控制规模,这为低成本可扩展量子计算系统的实现开辟了新途径。

提交arXiv: 2025-09-30 04:29

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