Comment les connecteurs répondent aux besoins de l'informatique quantique

Martin Spooner note que le développement de l'informatique quantique et des machines à bits quantiques élevés a suscité le besoin de câbles à micro-ondes pour contrôler et lire les processeurs quantiques. Généralement, les lignes de contrôle et de lecture sont fournies par des câbles coaxiaux séparés configurés avec des connecteurs SMA. Cependant, l'emballage qu'ils offrent est limité par l'utilisation d'écrous de couplage hexagonaux de 8 mm. Ce facteur de forme nécessite également un espace supplémentaire pour les outils utilisés lors de l'installation. Un connecteur multiplexé à haute densité basé sur l'interface SMPM, une interface miniature avec une gamme de fréquences continues de 65 GHz, permet non seulement d'utiliser plus de coaxial dans un espace donné, mais aussi de simplifier l'installation et la personnalisation à l'intérieur du condensateur de dilution. En général, les connecteurs SMA sont limités à un espacement d'environ 16 mm, alors que ces connecteurs à haute densité sont conçus pour être espacés de 4,75 mm.

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Conditions de refroidissement La température de fonctionnement de la machine quantique est proche du zéro absolu, un processus qui peut être réalisé avec le DR. Un DR typique se compose d'une plaque supérieure scellée sous vide et d'une phase de refroidissement en dessous, au cours de laquelle une température inférieure à 20 mK est atteinte. Chaque phase de refroidissement est séparée par une cloison, une plaque isolante, qui réduit le transfert de chaleur. Des câbles sont installés entre chaque couche et sont reliés par des bornes. Les câbles, les atténuateurs et les composants micro-ondes sont entièrement chauffés à différents niveaux de température, ce qui est important non seulement pour réduire la charge thermique du DR, mais aussi pour réduire le bruit thermique du DR. Au sommet du DR, des joints en verre assurent l'étanchéité au vide, chacun avec un gaz de 1 x 10-8 CC He/Sec. Ils peuvent être combinés à des plaques supérieures personnalisées et à des plaques standard de type ISO ou KF. En ce qui concerne la construction des connecteurs, les panneaux ISO 100 supportent généralement jusqu'à 120 câbles coaxiaux. Les panneaux personnalisés peuvent supporter encore plus de câbles coaxiaux. Entre les différents étages de refroidissement, des panneaux de traversée non scellés standard sont nécessaires. Ils sont simplement usinés de manière à ce que les trous de montage rejoignent le connecteur. Le corps du connecteur comprend une bride qui est fixée de manière étanche au haut ou au bas de la plaque afin de fournir de la chaleur et de fermer tout chemin de radiation. La "barre de câble coaxial" qui s'étend jusqu'au composant inférieur peut être personnalisée à l'aide d'atténuateurs, de types de câbles et de matériaux afin d'assurer des connexions à partir de la température ambiante jusqu'à des niveaux cryogéniques, en passant par tous les stades de refroidissement. L'instrument effectue des tests de radiofréquence (RF) à température ambiante, fournissant des données de test pour la résistance au courant continu, la perte de retour et la perte d'insertion jusqu'à 40 GHz. La plupart des applications sont inférieures à cette fréquence. Les connecteurs sont usinés en cuivre de haute pureté, en cuivre au béryllium et plaqués or pour une meilleure conductivité thermique. Une version non magnétique peut être spécifiée si nécessaire. Les connecteurs sont compatibles avec les câbles coaxiaux de 0,047 pouce ou 1,19 mm et sont disponibles en version semi-rigide, flexible ou adaptable. Les câbles semi-rigides sont disponibles en niobium-titane, acier inoxydable, cuivre, cuivre blanc et cuivre au béryllium, combinés avec des conducteurs plaqués argent, en fonction de la conductivité thermique et de l'atténuation requises. Pour minimiser les charges thermiques passives, on choisit généralement des matériaux de câble à faible conductivité thermique, mais cela est souvent étroitement lié aux matériaux de câble à faible conductivité électrique autres que les supraconducteurs. Les câbles flexibles avec des conducteurs en cuivre argenté sont généralement utilisés avec les couvercles DR pour connecter l'électronique de commande à température ambiante et sont câblés avec des connecteurs SMA conventionnels. Au niveau le plus bas, une sélection cohérente de câbles coaxiaux en cuivre est généralement utilisée.

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