Radio frekvencijski (RF) kablovi i komponente za međusobno povezivanje igraju ključnu, iako nevidljivu, ulogu u kvantnom računarstvu i komunikaciji. Budući da je stanje kubita izuzetno krhko, čak i najmanja vanjska smetnja može uzrokovati da izgube svoje svojstvo superpozicije (tj. kvantna dekoherencija). Stoga je osnovni zadatak RF kablova da obezbjede precizne, stabilne i ultra-niskošumne-mikrovalne signale za qubitove.
Konkretno, primjena RF kablova u kvantnom polju suočava se s izuzetno visokim tehničkim zahtjevima, što dovodi do niza najsavremenijih{0}}rješenja:
I. Osnovni izazovi primjene i tehnički zahtjevi
Da bi se održala upravljivost kubita u okruženjima ekstremno niskih{0}}temperatura, kvantno-specifične RF komponente interkonekcije moraju ispunjavati sljedeće stroge standarde:
Izuzetno mali gubici i nizak šum: Minimiziraju slabljenje signala i fazni šum, sprečavajući da RF šum koji unose termalni, magnetni ili mehanički izvori iz okoline oštete informacije pohranjene u kubitima.
Stabilnost na ekstremnim temperaturama: Kvantni računari obično rade u okruženjima blizu apsolutne nule (ispod 4K ili čak 10mK), a kablovi moraju održavati apsolutnu stabilnost svojih električnih karakteristika u širokom temperaturnom rasponu od sobne do ekstremno niskih temperatura.
Otporan na magnetne smetnje i nije-Magnetni dizajn: Da bi spriječili da elektromagnetne smetnje uzrokuju greške u računanju, konektori i kablovi u kritičnim područjima putanje signala moraju koristiti nemagnetne materijale kako bi se osiguralo da nema izobličenja električnog polja.
Kabliranje visoke-i visoke-kabliranja: kako se kompleksnost sistema povećava, potrebna je podrška za visoke-opsege frekvencija od nekoliko GHz do desetina GHz, dok konektori moraju imati kompaktan faktor oblika kako bi se prilagodili okruženjima{3}}ograničenim prostorom.
II. Osnovna rješenja za primjenu i oblici proizvoda: Kako bi odgovorila na ove izazove, industrija je lansirala nekoliko rješenja za RF prijenos posebno dizajniranih za kvantne aplikacije:
1. Kriogeni koaksijalni kablovi i specijalni konektori:
Kriogeni superprovodljivi RF kablovi: Domaće kompanije kao što je Fujitec su uspešno razvile kriogene superprovodljive RF kablove i srodne mikrotalasne uređaje, posebno dizajnirane za stabilan prenos i kontrolu signala u okruženjima ekstremno niskih{0}}temperatura. Domaćim istraživačkim institutima trenutno se obezbjeđuju male{2}}zalihe.
Niobij-Legura titanijuma/bakar-Kablovi od nikla: Neki specijalizovani proizvođači su nezavisno razvili supravodljive kablove od legure niobija-titanijuma sa ekstremno niskom toplotnom provodljivošću (do 10⁻⁸ W/mK) i niskom toplotnom provodljivošću bakrenih-inskih kablova za toplotnu ravnotežu za kvalitogene kablove računarski. 1. Minijaturizirani nemagnetni konektori-: Kao što su konektori za utiskivanje- serije SMP/SMPM, ovi nisu samo kompaktni i pogodni za slijepo parenje, već nude i nemagnetna rješenja zasnovana na specijalnim obojenim metalima-obojenim metalima, koji efikasno odolijevaju smetnjama magnetnom polju.
2. RFoF (Radio Frequency Optical Fiber Transmission) Tehnologija: U distribuiranim kvantnim mrežama i kvantnom komunikacijskom testiranju-na daljinu, tradicionalni koaksijalni kablovi doživljavaju značajno slabljenje na visokim frekvencijama. RFOF rješenja kompanija 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 poređenju sa tradicionalnim bakrenim kablovima, sa latencijom do nivoa nanosekunde, uvelike poboljšavajući vjernost distribucije kvantne isprepletenosti i visoko{5}}precizno testiranje mreže.
3. Prilagođeni fleksibilni sklopovi kablova: Međunarodni proizvođači kao što je Radiall koriste tehnologije kao što su 3D mašine za savijanje za prilagođavanje polu-krutih ili visoko- SHF sklopova SHF kablova za kvantne računare. Ovi sklopovi naglašavaju tankoću, fleksibilnost i izolaciju, koristeći procese bez šavova/bez lemljenja kako bi pružili veću pouzdanost, čime se omogućava precizno usmjeravanje u složenim kvantnim sistemima.
