論文の概要: Revisiting Thermal Scalability for Large-Scale Superconducting Quantum Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.00990v1
- Date: Sun, 02 Aug 2026 04:40:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-04 15:07:25.046244
- Title: Revisiting Thermal Scalability for Large-Scale Superconducting Quantum Systems
- Title（参考訳）: 大規模超伝導量子システムにおける熱スケーラビリティの再検討
- Abstract要約: 我々は、現代の極低温量子系における主要な熱源を十分に考慮し、従来のシステムレベルの熱推定モデルを改善する。
本分析により, 増幅器関連熱が主な熱ボトルネックとして現れることが示された。
この重要な熱負荷を低減し、スケーラビリティを向上させるための構成を特定するために、さまざまな技術オプションとトレードオフを調査します。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.173823017888415
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The readout amplification chain imposes a critical thermal scalability bottleneck in large-scale superconducting quantum systems. This happens through three mechanisms: amplifier dissipation, passive conduction through bias wiring and Joule heating within that same wiring. These terms are absent or only partially represented in several prior system-level thermal-scalability models, leading to bottleneck misidentification and scalability overestimation. In this work, we improve upon previous system-level heat estimation models by fully accounting for the major heat sources in modern cryogenic quantum systems including the active dissipation, passive conduction, and Joule heating in the readout amplifier module. Our analysis demonstrates that amplifier-associated heat emerges as the dominant thermal bottleneck that fundamentally alters the thermal landscape of modern large-scale cryogenic systems. We explore various technology options and their tradeoffs to identify configurations that reduce this critical heat load and improve scalability. Finally, we evaluate forward-looking system configurations, including larger refrigeration platforms and optical approaches, and analyze forward-looking pathways toward single-fridge 10k-qubit cryogenic systems.
- Abstract（参考訳）: リードアウト増幅チェーンは、大規模超伝導量子システムにおいて重要な熱スケーラビリティのボトルネックを課す。
これは、増幅器の消散、バイアス配線による受動的伝導、同じ配線内でジュール加熱という3つのメカニズムによって起こる。
これらの用語は、いくつかのシステムレベルの熱スケーリングモデルで部分的にしか表現されず、ボトルネックの誤認とスケーラビリティの過大評価につながる。
本研究では, 能動消散, 受動伝導, ジュール加熱を含む, 現代の低温量子系における主な熱源を完全に考慮し, 従来のシステムレベルの熱推定モデルを改善した。
本分析は, 現在の大規模低温システムの熱環境を根本的に変化させる主な熱ボトルネックとして, 増幅器関連熱が出現することを示した。
この重要な熱負荷を低減し、スケーラビリティを向上させるための構成を特定するために、さまざまな技術オプションとトレードオフを調査します。
最後に, より大型の冷凍プラットフォームや光学的アプローチを含む前方視システム構成を評価し, 単一冷蔵庫10kビット極低温システムへの前方視経路を解析した。
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