用于量子计算机低温恒温器内无线通信的低温CMOS天线

将量子计算机从少量量子比特扩展至大规模系统仍是实现实用量子优势的关键挑战之一。多核量子架构作为一种有前景的解决方案应运而生,其通过经典与量子链路互联的分布式量子处理器(QPUs)实现可扩展性。然而,有线连接的瓶颈问题依然存在——无论是跨温度阶段的垂直布线还是同层内的水平布线,密集的有线互连都会带来空间限制、功耗散热和延迟问题,这些因素可能随着QPU数量增加而影响系统性能。为突破这些限制,该研究团队提出了一种可在28 GHz频段工作的低温兼容片上差分偶极天线,用于实现量子计算机低温恒温器内部的短程无线通信。研究充分考虑了材料特性随温度变化的规律,以精确模拟4K低温下的天线性能。通过将天线嵌入真实的低温恒温器结构,研究人员评估了该天线在极低温环境下工作的可行性。实验结果表明:该设计天线在自由空间中的反射系数达到-20.8 dB,在低温恒温器内为-18.38 dB,展现出高效的阻抗匹配特性。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-10-15 14:52

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