無線周波数 (RF) ケーブルと相互接続コンポーネントは、目には見えませんが、量子コンピューティングと通信において重要な役割を果たしています。量子ビットの状態は非常に脆弱であるため、ほんのわずかな外部干渉によっても重ね合わせ特性 (つまり、量子デコヒーレンス) が失われる可能性があります。したがって、RF ケーブルの中核的なタスクは、量子ビットに正確で安定した超低ノイズのマイクロ波駆動信号を提供することです。--
特に、量子分野での RF ケーブルの応用は非常に高い技術要件に直面しており、次のようなさまざまな最先端のソリューションが生まれています。{0}
I. アプリケーションの主要な課題と技術要件
極度の低温環境で量子ビットの制御性を維持するには、量子{0}}固有の RF 相互接続コンポーネントは次の厳しい基準を満たす必要があります。{0}{1}
極めて低い損失と低ノイズ: 信号の減衰と位相ノイズを最小限に抑え、環境の熱、磁気、または機械的発生源によって導入される RF ノイズが量子ビットに保存されている情報に損傷を与えるのを防ぎます。
極端な温度での安定性: 量子コンピューターは通常、絶対零度に近い環境 (4K 未満、さらには 10mK 未満) で動作し、ケーブルは室温から極低温までの広い温度範囲にわたって電気特性の絶対的な安定性を維持する必要があります。
耐磁気干渉性および非磁性設計: 電磁干渉による計算エラーの発生を防ぐため、重要な信号経路領域のコネクタとケーブルには非磁性材料を使用し、電界歪みがないようにする必要があります。-
高周波数-および高密度-ケーブル配線: システムの複雑さが増すにつれて、数 GHz から数十 GHz までの高周波数範囲のサポートが必要となります。一方、コネクタはスペースに制約のある環境に適応するためにコンパクトなフォーム ファクタを備えている必要があります。-
II.主流のアプリケーション ソリューションと製品形式: これらの課題に対処するために、業界は量子アプリケーション向けに特別に設計されたいくつかの RF 伝送ソリューションを発売しました。
1. 極低温同軸ケーブルと特殊コネクタ:
極低温超電導 RF ケーブル: フジテックなどの国内企業は、極低温環境での安定した信号伝送と制御のために特別に設計された極低温超電導 RF ケーブルと関連マイクロ波デバイスの開発に成功しました。{0}}現在、国内の研究機関に小ロットの供給が行われています。-
ニオブ-チタン合金/銅-ニッケル ケーブル: 一部の専門メーカーは、極低温量子コンピューティングの熱バランス要件を満たすために、極度に低い熱伝導率（最大 10⁻⁸ W/mK）を備えた超電導ニオブ-チタン合金ケーブルと低熱伝導率の銅-ニッケル ケーブルを独自に開発しています。. 1.非磁性コネクタ: SMP/SMPM シリーズ プッシュイン コネクタなど-は、コンパクトでブラインド嵌合に適しているだけでなく、特殊な非鉄金属をベースとした非磁性ソリューションも提供します。-磁界干渉に効果的に対抗します。
2. RFoF (無線周波数光ファイバー伝送) テクノロジー: 分散量子ネットワークや長距離量子通信テストでは、従来の同軸ケーブルは高周波で大幅な減衰を経験します。- OpticalZonu などの企業の RFOF ソリューションは、デューク量子センターなどの機関で採用されています。この技術は無線周波数信号を光信号に変換して光ファイバーで伝送するため、従来の銅ケーブルと比較して信号の減衰が 100 分の 1 に減少し、遅延がナノ秒レベルにまで下がり、量子もつれ分布の忠実度が大幅に向上し、高精度のネットワーク テストが可能になります。-
3. カスタマイズされたフレキシブル ケーブル アセンブリ:Radiall などの国際メーカーは、3D 曲げ機などのテクノロジーを利用して、量子コンピュータ用のセミリジッドまたは高周波 SHF ケーブル アセンブリをカスタマイズしています。{2}これらのアセンブリは、薄さ、柔軟性、絶縁性を重視し、シームレス/はんだレスプロセスを採用してより高い信頼性を提供し、それによって複雑な量子システムでの正確な配線を可能にします。
