論文の概要: 28 GHz Wireless Channel Characterization for a Quantum Computer Cryostat at 4 Kelvin

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.16962v1
• Date: Sun, 19 Oct 2025 19:08:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 00:56:39.226109
• Title: 28 GHz Wireless Channel Characterization for a Quantum Computer Cryostat at 4 Kelvin
• Title（参考訳）: 4ケルビンにおける量子コンピュータクライオスタットの28GHz無線チャネル特性
• Authors: Ama Bandara, Viviana Centritto Arrojo, Heqi Deng, Masoud Babaie, Fabio Sebastiano, Edoardo Charbon, Evgenii Vinogradov, Eduard Alarcon, Sergi Abadal,
• Abstract要約: マルチコア量子コンピュータにおける無線通信の実現可能性について検討する。 温度28GHzで4Kまで動作可能なオンチップディファレンシャル双極子アンテナを提案する。 その結果,SNR (Signal-to-Noise Ratio) の高い短距離通信が可能であり,非無視遅延拡散のコストにおいて,位置変化に対する感度が制限される可能性が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7623587951653428
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: The scalability of quantum computing systems is constrained by the wiring complexity and thermal load introduced by dense wiring for control, readout and synchronization at cryogenic temperatures. To address this challenge, we explore the feasibility of wireless communication within a cryostat for a multi-core quantum computer, focusing on wireless channel characterization at cryogenic temperatures. We propose to place on-chip differential dipole antennas within the cryostat, designed to operate at 28 GHz in temperatures as low as 4 K. We model the antennas inside a realistic cryostat and, using full-wave electromagnetic simulations, we analyze impedance matching, spatial field distribution, and energy reverberation due to metallic structures. The wireless channel is characterized through measured channel impulse response (CIR) across multiple receiver antenna positions. The results demonstrate potential for reliable shortrange communication with high Signal-to-Noise Ratio (SNR) and limited sensitivity to positional variation, at the cost of nonnegligible delay spread, due to significant multipath effects.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングシステムのスケーラビリティは、低温における制御、読み出し、同期のための高密度配線によって導入された配線複雑性と熱負荷によって制約される。 この課題に対処するために,マルチコア量子コンピュータにおけるクライオスタット内での無線通信の実現可能性について検討し,極低温における無線チャネルのキャラクタリゼーションに着目した。 本研究では,4Kの低温で28GHzのオンチップディファレンシャル双極子アンテナを動作させる方法を提案する。我々は,現実的なクライオスタット内部のアンテナをモデル化し,フルウェーブ電磁シミュレーションを用いてインピーダンスマッチング,空間場分布,金属構造によるエネルギー残響を解析する。 無線チャネルは、複数の受信アンテナ位置を横断する測定チャネルインパルス応答(CIR)によって特徴付けられる。 その結果,高信号対雑音比 (SNR) による信頼性短距離通信と位置変化に対する感度の制限が,有意なマルチパス効果による非無視遅延拡散のコストで実現可能であることが示された。

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