本源超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)自主制造鏈11類產(chǎn)品系列之七：量子計(jì)算測(cè)控鏈路

本源超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)自主制造鏈由11個(gè)部分組成，該制造鏈生產(chǎn)的中國(guó)自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)已向中國(guó)用戶交付多臺(tái)，本源基于該制造鏈自主研制的中國(guó)第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”已于日前上線并對(duì)全球開(kāi)放使用。

量子計(jì)算測(cè)控鏈路

量子芯片作為量子計(jì)算機(jī)的核心部件，扮演著類似于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中“大腦”的角色。量子芯片的穩(wěn)定運(yùn)行離不開(kāi)量子計(jì)算測(cè)控鏈路這一高度集成、精密復(fù)雜的系統(tǒng)。

量子計(jì)算測(cè)控鏈路是支撐量子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)高效、精準(zhǔn)運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它橫跨室溫到極低溫溫區(qū)，確保量子信息在復(fù)雜環(huán)境中的穩(wěn)定傳輸與處理。在這條鏈路中，高密度微波互連模組像是“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，在量子芯片與外部設(shè)備之間建立起高速、穩(wěn)定的連接，準(zhǔn)確、快速地傳輸著控制信號(hào)。量子芯片裝載系統(tǒng)則提供給量子芯片穩(wěn)定、低噪聲的環(huán)境，用于裝載和保護(hù)量子芯片，從而確保量子計(jì)算的精確執(zhí)行。同時(shí)，阻抗匹配量子參數(shù)放大器也在極低溫鏈路中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它像是一個(gè)精確的“放大器”，能夠有效增強(qiáng)量子芯片信號(hào)的強(qiáng)度，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性和靈敏度。

1.高密度微波互連模組

高密度微波互連模組可為100+位量子芯片提供微波信號(hào)傳輸通道，可在稀釋制冷機(jī)的極低熱泄漏環(huán)境下實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)的跨溫區(qū)穩(wěn)定傳輸。其系統(tǒng)組件包括密封微波集成模塊、熱沉微波集成模塊和傳輸線集成模塊。密封微波集成模塊可保證量子芯片運(yùn)行的真空環(huán)境；熱沉微波集成模塊集成了不同規(guī)格衰減器，可為跨溫區(qū)傳輸線集成模塊提供良好的熱傳導(dǎo)；傳輸線集成模塊為12通道一組的集成線纜，為信號(hào)傳輸通道。

產(chǎn)品特性?通道密度高，滿配168路線纜通道，支持通道數(shù)定制?熱沉微波集成模塊集成衰減器，衰減器規(guī)格可定制，默認(rèn)為20 dB @ PT2，0 dB @ 其他

?系統(tǒng)雙端采用SSMP接口，線纜材質(zhì)為CuNi半剛線和NbTi半剛線

?密封性好，密封法蘭真空漏率≤1×10-9Pa·m3/s

2.量子芯片裝載系統(tǒng)

量子芯片裝載系統(tǒng)，不僅是量子芯片的核心散熱器，更是量子芯片的電磁屏蔽系統(tǒng)。八方干擾，盡數(shù)抵擋，為量子芯片創(chuàng)造極其寧?kù)o的運(yùn)行環(huán)境，確保量子計(jì)算任務(wù)準(zhǔn)確執(zhí)行。

3.阻抗匹配量子參數(shù)放大器

量子芯片讀取保真度和信噪比是量子計(jì)算機(jī)實(shí)用化的關(guān)鍵指標(biāo)之一。量子參數(shù)放大器等效噪聲溫度逼近量子極限噪聲水平，能夠有效提高信號(hào)讀取保真度和信噪比，是研制實(shí)用化量子計(jì)算機(jī)不可或缺的核心器件之一。

圖為阻抗匹配量子參數(shù)放大器（IMPA）

阻抗匹配量子參數(shù)放大器（IMPA）采用高度集成化設(shè)計(jì)，可工作在10 mK-200 mK極低溫下，具有非常低的功耗，便于嵌入到大型應(yīng)用系統(tǒng)。使用IMPA作為量子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的最前級(jí)放大器，能夠?qū)⒄麄€(gè)系統(tǒng)的信噪比提高5-20倍。

產(chǎn)品特性

?典型增益15±3 dB

?典型增益帶寬大于400 MHz?典型噪聲溫度小于400 mK

?適應(yīng)10 mK - 200 mK極低溫工作環(huán)境