Radiofrekvencijski (RF) kabeli i komponente međusobnog povezivanja igraju ključnu, iako nevidljivu, ulogu u kvantnom računalstvu i komunikaciji. Budući da je stanje kubita iznimno krhko, čak i najmanje vanjsko uplitanje može uzrokovati gubitak svojstva superpozicije (tj. kvantne dekoherencije). Stoga je temeljni zadatak RF kabela pružiti precizne, stabilne i ultra-nisko-šumne mikrovalne pogonske signale za kubite.
Konkretno, primjena RF kabela u kvantnom polju suočava se s iznimno visokim tehničkim zahtjevima, što dovodi do niza vrhunskih-rješenja:
I. Temeljni izazovi primjene i tehnički zahtjevi
Kako bi se održala mogućnost upravljanja qubitima u okruženjima s ekstremno niskom-temperaturom, kvantno-specifične komponente RF međusobnog povezivanja moraju ispunjavati sljedeće stroge standarde:
Iznimno nizak gubitak i nizak šum: Minimiziranje slabljenja signala i faznog šuma, sprječavanje RF šuma koji stvaraju toplinski, magnetski ili mehanički izvori iz okoline da ošteti informacije pohranjene u kubitima.
Stabilnost na ekstremnim temperaturama: Kvantna računala obično rade u okruženjima blizu apsolutne nule (ispod 4K ili čak 10mK), a kabeli moraju održavati apsolutnu stabilnost svojih električnih karakteristika u širokom temperaturnom rasponu od sobne do ekstremno niskih temperatura.
Otporan na magnetske smetnje i ne{0}}magnetski dizajn: Kako bi se spriječilo da elektromagnetske smetnje uzrokuju računske pogreške, konektori i kabeli u kritičnim područjima puta signala moraju koristiti ne-magnetske materijale kako bi se osiguralo da nema izobličenja električnog polja.
Kabliranje visoke-frekventnosti i-gustoće: Kako se složenost sustava povećava, potrebna je podrška za-frekventne raspone od nekoliko GHz do desetaka GHz, dok konektori moraju imati kompaktan oblik da bi se prilagodili prostorno-ograničenim okruženjima.
II. Glavna aplikacijska rješenja i oblici proizvoda: Kako bi odgovorila na ove izazove, industrija je lansirala nekoliko RF prijenosnih rješenja posebno dizajniranih za kvantne primjene:
1. Kriogeni koaksijalni kabeli i posebni konektori:
Kriogeni supravodljivi RF kabeli: Domaće tvrtke kao što je Fujitec uspješno su razvile kriogene supravodljive RF kabele i srodne mikrovalne uređaje, posebno dizajnirane za stabilan prijenos signala i kontrolu u okruženjima ekstremno niske-temperature. Male{2}}serijske isporuke trenutačno se dostavljaju domaćim istraživačkim institutima.
Kabeli od legure niobija-titana/bakra-nikla: neki specijalizirani proizvođači neovisno su razvili supravodljive kabele od legure niobija-titana s iznimno niskom toplinskom vodljivošću (do 10⁻⁸ W/mK) i kabele niske toplinske vodljivosti od bakra-nikla kako bi zadovoljili zahtjeve toplinske ravnoteže kriogenog kvantnog računalstvo. 1. Minijaturizirani ne-magnetski konektori: Kao što su SMP/SMPM serije potisnih-konektora, oni nisu samo kompaktni i prikladni za slijepo spajanje, već također nude ne-magnetska rješenja temeljena na posebnim ne-željeznim metalima, učinkovito otporna na interferenciju magnetskog polja.
2. Tehnologija RFoF (Radio Frequency Optical Fiber Transmission): U distribuiranim kvantnim mrežama i kvantnom-komunikacijskom testiranju na velikim udaljenostima, tradicionalni koaksijalni kabeli doživljavaju značajno prigušenje na visokim frekvencijama. RFOF rješenja tvrtki poput OpticalZonu usvajaju institucije kao što je Duke Quantum Center. Ova tehnologija pretvara radiofrekventne signale u optičke signale za prijenos u optičkim vlaknima, smanjujući slabljenje signala za 100 puta u usporedbi s tradicionalnim bakrenim kabelima, s latencijom do razine nanosekunde, uvelike poboljšavajući vjernost distribucije kvantne isprepletenosti i visoko-precizno testiranje mreže.
3. Prilagođeni sklopovi fleksibilnih kabela: Međunarodni proizvođači poput Radialla koriste tehnologije kao što su 3D strojevi za savijanje za prilagodbu sklopova polu-krutih ili visoko{3}}frekventnih SHF kabela za kvantna računala. Ovi sklopovi naglašavaju tankost, fleksibilnost i izolaciju, koristeći bešavne/bezlemljene postupke za veću pouzdanost, čime se omogućuje precizno usmjeravanje u složenim kvantnim sustavima.
