論文の概要: Ingress Cryogenic Receivers Toward Scalable Quantum Information Processing: Theory and System Analysis

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.25768v1
• Date: Tue, 30 Sep 2025 04:29:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-01 17:09:04.426905
• Title: Ingress Cryogenic Receivers Toward Scalable Quantum Information Processing: Theory and System Analysis
• Title（参考訳）: スケーラブル量子情報処理へ向けた極低温受光器:理論とシステム解析
• Authors: Malek Succar, Mohamed I. Ibrahim,
• Abstract要約: 同軸ケーブルによる低温冷却量子ビットの電流制御技術を実現した。 多重化全受動極低温直接検出プラットフォーム(cryo-HFDD)を提案する。 4Kの多重フォトニック受信機は数千量子ビットの制御を積極的にスケールできることを示す。
• 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: Current control techniques for cryogenically cooled qubits are realized with coaxial cables, posing multiple challenges in terms of cost, thermal load, size, and long-term scalability. Emerging approaches to tackle this issue include cryogenic CMOS electronics at 4 K, and photonic links for direct qubit control. In this paper, we propose a multiplexed all-passive cryogenic high frequency direct detection control platform (cryo-HFDD). The proposed classical interface for direct qubit control utilizes optical or sub-THz bands. We present the possible tradeoffs of this platform, and compare it with current state-of-the-art cryogenic CMOS and conventional coaxial approaches. We assess the feasibility of adopting these efficient links for a wide range of microwave qubit power levels. Specifically, we estimate the heat load to achieve the required signal-to-noise ratio SNR considering different noise sources, component losses, as well as link density. We show that multiplexed photonic receivers at 4 K can aggressively scale the control of thousands of qubits. This opens the door for low cost scalable quantum computing systems.
• Abstract（参考訳）: 低温冷却された量子ビットの現在の制御技術は同軸ケーブルで実現され、コスト、熱負荷、サイズ、長期的スケーラビリティの面で複数の課題を生んでいる。 この問題に対処する新たなアプローチとしては、4Kの低温CMOSエレクトロニクスと、直接量子ビット制御のためのフォトニックリンクがある。 本稿では,全受動極低温直接検出プラットフォーム(cryo-HFDD)を提案する。 直接量子ビット制御のための古典的インタフェースは、光またはサブTHzバンドを利用する。 このプラットフォームのトレードオフの可能性を示し、現在の最先端の極低温CMOSおよび従来の同軸アプローチと比較する。 マイクロ波量子ビットパワーレベルにこれらの効率的なリンクを適用可能であるかを評価する。 具体的には,異なるノイズ源,成分損失,リンク密度を考慮し,必要な信号対雑音比SNRを達成するための熱負荷を推定する。 4Kの多重フォトニック受信機は数千量子ビットの制御を積極的にスケールできることを示す。 これにより、低コストでスケーラブルな量子コンピューティングシステムへの扉が開ける。

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