論文の概要: Thermal Capacity Mapping of Cryogenic Platforms for Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.10775v1
• Date: Thu, 13 Mar 2025 18:15:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-17 22:04:29.026778
• Title: Thermal Capacity Mapping of Cryogenic Platforms for Quantum Computers
• Title（参考訳）: 量子コンピュータ用極低温プラットフォームの熱容量マッピング
• Authors: Scott A. Manifold, George B. Long, Jonathan J. Burnett,
• Abstract要約: 本稿では,量子コンピューティングに適用可能な低温プラットフォーム開発のための設計ツールを提案する。 市販希釈冷凍機を総合的に測定することで,「プラットフォーム容量マップ」を構築した。 我々は,連結ステージからの負荷によるStillステージ周辺の重要なボトルネックを特定し,IOに伴う熱負荷を推定するための既存の熱モデリング手法と,プラットフォームキャパシティマップから得られた実験結果との相違点を観察する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Large-scale cryogenic Input-Output (IO) infrastructure is a requirement for realising fault-tolerant quantum computing in solid-state modalities. Such IO scaling presents significant challenges in thermal modelling, hardware design and verification. Here we present a design tool for cryogenic platform development with applicability to quantum computing and other cryogenic technologies. By taking comprehensive measurements of a commercially available dilution refrigerator we construct a 'platform capacity map', quantifying the platform's complex response to heat loads distributed over multiple temperature stages and accounting for interstage dependencies, avoiding an analytical model. This allows for the modification of the platform parameters to be accurately estimated for the inclusion of an arbitrary IO infrastructure, the identification of stage thermal overheads and the optimisation of system parameters. We identify a key bottleneck around the Still stage, owing to loading from connected stages, and observe discrepancies between existing thermal modelling methods for estimating heat loads associated with IO and experimental results obtained from the platform capacity map.
• Abstract（参考訳）: 大規模低温入出力(IO)インフラストラクチャは、固体モードでのフォールトトレラント量子コンピューティングを実現するための要件である。 このようなIOスケーリングは、サーマルモデリング、ハードウェア設計、検証において大きな課題をもたらす。 本稿では、量子コンピューティングや他の低温技術に適用可能な、低温プラットフォーム開発のための設計ツールを提案する。 市販の希釈冷凍機を包括的に測定することにより, プラットフォーム容量マップを構築し, 複数の温度ステージに分散した熱負荷に対するプラットフォームの複雑な応答を定量化し, ステージ間の依存性を考慮し, 解析モデルを回避する。 これにより、任意のIOインフラストラクチャを含むプラットフォームパラメータの修正、ステージの熱的オーバーヘッドの識別、システムパラメータの最適化を正確に見積もることができる。 我々は,連結ステージからの負荷によるStillステージ周辺の重要なボトルネックを特定し,IOに伴う熱負荷を推定するための既存の熱モデリング手法と,プラットフォームキャパシティマップから得られた実験結果との相違点を観察する。

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