Amphenol Ardent Concepts, ein führender Anbieter von gereihten Koaxialsteckverbindern für den Einsatz in kryogenen Umgebungen, hat hochdichte koaxiale Dämpfungsglieder für den Einsatz in Verbindung mit der TR Multicoax™-Serie herausgebracht, um die vielen einzigartigen Herausforderungen bei der Skalierung von Quantencomputeranwendungen für den praktischen Einsatz zu unterstützen. Dichte, erhebliche Umweltveränderungen und ein zunehmender Bedarf an mehr Hochgeschwindigkeits-Lanes veranlassen die Entwickler von Quantencomputern, traditionelle Routingmethoden zu überdenken. Durch die Verwendung branchenführender Materialien wie OFHC-Kupfer (Oxygen-free high thermal conductivity) und NiCr auf einem wärmeleitenden kristallinen Quarzdielektrikum können Ingenieure den Platzbedarf einzelner Dämpfungsglieder bei minimaler Änderung der Dämpfung mit einem Temperaturdelta von bis zu 3 MilliKelvin drastisch reduzieren. Die Dämpfung wird in Konfigurationen von 0, 10 und 20 dB angeboten und unterstützt Bandbreiten bis zu 12 GHz. Alle Konfigurationen bieten eine gut kontrollierte Einfügungsdämpfung bei 5 GHz von ±1 dB.
Der anfängliche Formfaktor mit 16 Kanälen ist um 94 % kompakter als 16 herkömmliche SMA-Dämpfungsglieder und passt auf eine Fläche von 290 mm² im Vergleich zu fast 5000 mm² für herkömmliche Dämpfungsglieder mit Drehmomentschlüsselvorrichtungen bei gleicher Kanalzahl. Ardent plant, bei Bedarf weitere Formfaktoren einzuführen. Das Tandem aus TR Multicoax-Steckverbindern und koaxialen Dämpfungsgliedern bietet Systementwicklern eine Gesamtlösung von der Raumtemperatur bis zum Quantum IC.
Traditionell werden die Steuer- und Ausleseleitungen (IOs) in kryogenen Verdünnungskühlschränken in einer massiv parallelen Konfiguration unter Verwendung herkömmlicher Koaxialkabel als Übertragungsmedium eingesetzt. Da die Quanteninformatik ihren technischen Vorsprung gegenüber der klassischen Informatik immer weiter ausbaut, wird eine immer höhere Anzahl von Qubits benötigt. Die zunehmende Anzahl von Qubits erfordert immer dichtere Koaxialkabellösungen, da die Hardwareentwickler mit dem mechanischen Platzbedarf zu kämpfen haben und die empfindlichen Kühlungsanforderungen der kryogenen Verdünnungskühlschränke ausgleichen müssen. Dies stellt aufgrund der extrem hohen Kanalanzahl und der Sorge vor Fehlern bei Steckerübergängen eine Herausforderung für das Routing dar, und viele Spitzenentwickler von Quantencomputern haben sich deshalb an die TR Multicoax-Produktfamilie von Ardent gewandt.
"Wir sahen dies als Gelegenheit, Kunden, die an Quantencomputern und anderen kryogenen Anwendungen arbeiten, bei der Bewältigung der Herausforderungen zu helfen, die das Routing von Signalen auf so engem Raum und bei extremen Temperaturschwankungen mit sich bringt. Die Robustheit unseres Ganged Coaxial Attenuator in Kombination mit seinem lötfreien Design mit hoher Dichte und hoher Bandbreite machte es zu einer idealen Lösung", sagte Stephen Cristaldi, Ardent Product Manager für High-Speed-Kabelprodukte. "Kombiniert man diesen Ganged Coaxial Attenuator mit TR Multicoax-Steckverbindern, können Systementwickler Hunderte von Leitungen innerhalb weniger Minuten verbinden und sich darauf verlassen, dass alle Lanes bis hinunter zu MilliKelvin-Temperaturen funktionsfähig sind."
Die neuesten Formfaktoren der TR Multicoax Steckverbinder von Ardent unterstützen die vielen einzigartigen Herausforderungen von Quantencomputeranwendungen. Dichte, erhebliche Veränderungen der Umgebungsbedingungen und ein zunehmender Bedarf an mehr Hochgeschwindigkeitskanälen veranlassen die Entwickler von Quantencomputern, die traditionellen Verlegungsmethoden einzelner
Kabel zu überdenken. Durch die Verwendung von supraleitenden Materialien wie CuNi-Kabeln und der patentierten Kontakttechnologie, für die Ardent bekannt ist, können die Ingenieure den Platzbedarf für einzelne Steckverbinder drastisch reduzieren, die Anzahl der Kanäle erhöhen und gleichzeitig die Signalintegrität in ihren Systemen verbessern.
TR für Quanten-/Supercomputing-Anwendungen ist ideal für den Einsatz in Verdünnungskühlschränken, kryogenen Geräten, Vakuumkammern und überall dort, wo HF-Signale durch eine abgedichtete Wand geleitet werden müssen
50 Ω Hermetic Feedthrough
Inner-Fridge Wiring
Thermal Anchoring
Attenuation
50Ω-DURCHFÜHRUNG FÜR ANWENDUNGEN, BEI DENEN DIE HERMETIZITÄT FÜR DIE ÜBERTRAGUNG VON HOCHGESCHWINDIGKEITSSIGNALEN ENTSCHEIDEND IST
Die hermetische 50Ω-Durchführung ist ideal für Anwendungen, bei denen die Hermetizität für die Übertragung von Hochgeschwindigkeitssignalen entscheidend ist. Bei diesen Anwendungen werden TR Multicoax-Steckverbinder an beiden Enden mit der hermetischen Durchführung verbunden, wodurch ein impedanzangepasster 50Ω-Kanal zwischen zwei beliebigen Kammern entsteht. Die Durchführung wird mit Schrauben in Sacklöchern von der Innenseite des Vakuums aus an einem Flansch (z. B. einer ISO-Scheibe) befestigt. Die hermetische Durchführung wird mit einem Epoxidverguss vollständig abgedichtet.
Entwicklung eines deterministischen Mehrkanalsystems zur Erzeugung von Präzisionssignalen Weltweit gehen Forscher auf dem Gebiet der Datenverarbeitung mit Quantencomputern von Proof-of-Concept-Konstruktionen auf der Grundlage einzelner Qubits zu komplexen Multi-Qubit-Konstruktionen über, um die Betriebstheorie zu validieren. Mit dem neuen 50-Qubit-System von IBM sind die Forscher auf dem Weg zu einem tatsächlich nutzbaren Quantencomputer. Die Datenverarbeitung mit Quantencomputern steht jedoch noch vor Herausforderungen. Die derzeitigen Quantensysteme sind unglaublich komplex und schwierig zu bedienen. Jedes Qubit erfordert mehrere präzise abgestimmte und aufeinanderfolgende gepulste HF-Steuersignale. Im Allgemeinen ist ein AWG nicht unbedingt erforderlich, um diese Signale zu erzeugen. Die Forscher benötigen jedoch eine skalierbare Methode, um deterministische Mehrkanalsysteme zur Erzeugung präziser Signale zu schaffen.
Q: "In Bezug auf den Artikel, inwieweit brauche ich den SMP-mini in der aktuellen Technologie? Bedeutet 1 Leitung mit einem SMP-mini (oder vergleichbar) die Ansteuerung von 1 Qubit? Gibt es hier eine Zuleitung oder mehrere, um mit einem Qubit zu arbeiten? Welches Signal wird da eigentlich übertragen?"
A: "Soweit ich weiß, sind mehrere Leitungen erforderlich. Eine zum Fahren und eine zum Lesen.
Außerdem gibt es weitere Qubits zur Fehlerkorrektur. Das Ziel ist ein logisches Qubit-Gatter, das für weitere Arbeiten verwendet werden kann.
Das Ziel ist ein logisches Qubit-Gatter, das für weitere Arbeiten verwendet werden kann. Gibt es hier eine Zuleitung oder mehrere, um mit einem Qubit zu arbeiten?
Der SMP-mini wird von vielen verwendet, weil er die Bandbreite (unter 10 GHz) erreicht, klein ist und ein Snap-in ist."
Q: "Das heißt also, wenn der Anwender einen Signalgenerator verwendet und 100 Qubits ansprechen will, dann braucht er mindestens 100 Koaxialleitungen für die gepulsten HF-Steuersignale?"
A: "Das bedeutet, dass insgesamt 200 Koaxialleitungen benötigt werden. 100 koaxiale Leitungen für die Steuerung und 100 für das Auslesen."
