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该论文提出了一种全面的低温模拟信号处理架构，专为在4开尔文温度下工作的超导量子比特控制和量子态读取而设计。该架构实现了从室温数字控制器到毫开尔文级量子处理器的完整双向信号通路。控制路径包含用于稳定本地振荡器生成的锁相环(PLL)、实现精确量子比特门操作的I/Q正交调制模块，以及用于信号调理的低温功率放大器。读取路径则配置了增益14分贝的低噪声放大器(LNA)和用于量子态识别的8相移键控(8-PSK)解调器。所有电路模块均采用180纳米工艺的低温MOSFET模型进行SPICE仿真验证，该模型考虑了载流子冻结效应、阈值电压升高以及4K温度下迁移率增强等特性。仿真结果显示端到端信号完整性表现优异：I/Q相位误差低于2°、镜像抑制比超过35分贝、符号错误率小于10^-6。该工作为可扩展的低温量子控制系统提供了模块化且经过仿真验证的设计框架。