- 4K (-269 ℃) ~ 300k (27 ℃ ℃)
- 3 개의 바카라 주소 매개 변수 (유전 상수, 유전체 접선, 전도도)를 동시에 평가할 수 있습니다
- 저온 범위에 사용되는 고 주파수 성분의 고밀도에 기여
양자 컴퓨터 규모 에서이 기술의 역할에 대한 개념 다이어그램
Arakawa Tomoki, Arakawa Tomoki, Arakawa Tomoki, Quantum의 글로벌 연구 센터 및 AI 퓨전 기술 비즈니스 개발 (G-Quat), AIST (바카라 커뮤니티), AIST (바카라 커뮤니티), Kato Yuto, Choceor Research of Moritore Standards, Kon Greneration Center, genering for expore of the experials, and guesturent spandals, generation sporeder 그룹은 극도로 극저온 환경에서 고주파 기판 재료의 전기적 특성을 평가하는 기술을 개발했습니다
전 세계에서 개발양자 컴퓨터, 특히 초전도 회로를 사용하는 방법에서 매우 극저온 온도에 있습니다양자 비트를 제어하고 읽습니다 따라서 대규모 양자 컴퓨터를 실현하려면 저온 환경에서 작동하는 고주파 회로의 밀도를 높이는 것이 필수적입니다 현재 고주파 성분을 장착하는 데 사용되는 보드 바카라 주소의 전기적 특성은 전체 회로의 고주파 특성에 큰 영향을 미칩니다 그러나 저온 환경에서는이를 평가하는 기술이 없었습니다
이번에는 실온에서 고전득 고주파 기판 바카라 주소를 평가하는 데 사용됩니다밸런스 디스크 공진기 방법를 사용하여, 우리는 4K ~ 300K의 온도 범위에 걸쳐 전기적 특성을 결정하는 세 가지 바카라 주소 매개 변수 (유전 상수, 유전체 접선, 전도도)를 정확하게 평가하는 기술을 개발했습니다이 기술은 저 온도 범위에서 사용되는 고전성 구성 요소의 통합을 가속화합니다 양자 컴퓨터
이 기술에 대한 자세한 내용은 2025 년 1 월 15 일 (Eastern US Time)에 "응용 물리학 편지|에서 편집자 픽으로 등장합니다
전 세계의 회사 및 연구 기관은 양자 컴퓨터의 규모를 늘리기 위해 노력하고 있으며, 수백 큐 비트를 통합하는 양자 프로세서는 특히 초전도 회로를 사용하는 방법에서 생성됩니다 그러나 큐 비트 수를 더욱 증가시키고 실제 수준 양자 컴퓨터를 실현하는 데 여전히 몇 가지 어려움이 있습니다 이 중 하나는 극도의 극저온 온도에서 큐 비트를 연결하고 실온에서 장비를 측정하기위한 저온 고주파 회로의 고밀도입니다 따라서 고주파 보드 바카라 주소를 사용한 고주파 성분 (앰프, 감쇠기, 필터 등)과 고밀도 플랫 케이블의 개발이 가장 최근의 과제로 간주됩니다
고주파 성분을 장착하기위한 보드는 유전체 시트와 금속 포일의 적층 구조로 만들어졌습니다 평평한 케이블을 형성하는 데 사용되는 기판은 또한 유사한 적층 구조로 만들어집니다 매우 낮은 온도 환경에서 고주파수 범위에서 이러한 라미네이트 구조의 전기적 특성을 결정하기위한 기술이 확립되지 않았으며, 양자 컴퓨터에 사용되는 저온 고주파수 구성 요소의 개발을 방해하고 있습니다
바카라 주소는 양자 관련 기술 및 차세대 무선 통신 기술을 개발하기 위해 고주파 밴드의 장치 평가 및 재료 평가를위한 측정 기술을 개발했으며 업계에 측정 솔루션을 제공했습니다 이 일의 일부로, 우리는 유전체 시트의 복잡한 유전 상수와 유전체/금속 인터페이스의 전도도를 결정하는 균형 된 디스크 공진기 방법을 개발하고 있습니다AIST : 고속 밀리미터 파 무선 통신의 확장을 주도하기위한,2020 년 6 월 21 일에 바카라 주소 언론의 애니메이션) 또한 저온 환경에서 고주파 성분의 반사 및 전송 특성을 평가하기위한 기술을 개발하고 있습니다 (AIST : 양자 컴퓨터에 사용되는 고바카라 추천수 구성 요소를) 이 기사에서는 대규모 초전도 양자 컴퓨터에 필수적인 저온 고주파 회로의 개발을 가속화하기 위해 이러한 측정 기술을 결합하여 저온 환경에서 바카라 주소 평가 기술을 개발했습니다
이 연구 및 개발은 과학 연구를위한 보조금 (JSPS 보조금 in-in-aid) "원형 편광 마이크로파 (2022-2024)"(JP22H01964) 및 "2022-2024)의 극성 제어를 사용하여 2 차원 전자 시스템에 대한 복잡한 전도도 측정 방법의 개발 및 적용에 의해 지원됩니다 (JP22H01936)
고주파 성분이 장착 된 보드는 유전체 시트와 금속 포일의 적층 구조로 만들어 지므로 회로 설계는 유전체 시트로 만들어집니다일반적인 유전 상수 (상대 유전 상수 및 유전 손실 탄젠트)및 유전체/금속 인터페이스전도도| 필수 정보입니다 균형 디스크 공진기 방법에 고유 한 개선을 추가함으로써, 우리는 4K ~ 300K의 넓은 온도 범위에 걸쳐 세 가지 바카라 주소 매개 변수 (상대 유전 상수, 유전 손실 접선 및 전도도)를 동시에 평가하는 기술을 개발했습니다
그림 1은 왼쪽에서 개발 된 균형 디스크 공진기의 단면도를 보여줍니다 이 기술 에서이 영역은 금속 디스크 주변에 위치했습니다공진 모드의 속성을 측정하십시오 바카라 주소 매개 변수를 평가하기 위해 위와 아래에 배치 된 동축 포트를 통해 이번에는 디스크 및 여기 구멍을 측정의 대상 인 고주파 기판 바카라 주소 (구리 포일/유전체 시트/구리 포일)의 양쪽에서 처리하였고, 두 기판은 서로 마주 보았다 이 설정에서 공진 특성에 영향을 미치는 모든 유전체 시트/금속 인터페이스가 측정됩니다 (그림 1의 왼쪽의 빨간색 선 참조) 결과적으로 기존 방법의 오차 계수 인 유전체 시트/금속 인터페이스에서의 갭의 영향이 제거되어 열 왜곡이 적용되는 저온 환경에서도 높은 정확도로 바카라 주소 매개 변수를 평가할 수 있습니다 저온 환경에서 반사 및 전송 특성을 평가하기 위해 기술을 적용하여 바카라 주소 매개 변수를 평가하여 고유 한 측정 시스템을 만듭니다 (그림 1 오른쪽) 여기서, 유전체 시트의 두께가 상이한 2 개의 균형 된 디스크 공진기를 고주파 스위치를 사용하여 스위칭하여 측정 하였다 이로 인해 측정 시스템의 온도 변화로 인한 오차 요인을 제거하여 저온 환경에서 높은 정확도로 바카라 주소 매개 변수를 결정할 수 있습니다
그림 1 (왼쪽) 균형 디스크 공진기 및 (오른쪽) 측정 시스템의 개념적 다이어그램
*우리는 원본 용지에서 인용되고 수정 된 그림을 사용합니다
개발 된 기술의 유용성을 입증하기 위해, 상업적으로 이용 가능한 고주파 기판 바카라 주소를 10 온도 지점 (4k, 10 k, 20 k, 30 k, 70 k, 100 k, 150 k, 200 k, 300 k)에서 평가 하였다 그림 2는 주파수의 함수로서 측정 된 전도도를 보여준다 이번에는 온도가 떨어짐에 따라 전도도의 주파수 의존성이 더욱 눈에 띄는 것을 발견했습니다 또한,이 동작은 구리 포일의 계면 거칠기를 고려한 모델을 따르는 것으로 밝혀졌으며, 피팅에 의한 인터페이스 거칠기의 정량적 평가가 성공적이었다 (도 2 오른쪽) 일반적으로 저온 환경에서는 전도도가 증가하여 고주파 전송 경로의 도체 손실이 감소 할 것으로 생각되었다 그러나, 인터페이스 거칠기는 전도도가 증가함에 따라 피부 깊이의 감소로 인해 도체 손실의 주요 요인이라는 것이 밝혀졌습니다 그림 3은 상대 유전율 및 유전체 손실 탄젠트의 측정 결과를 보여줍니다 측정 된 상대 유전율은 20K 미만의 거의 일정하지만, 유전체 손실 접선은 온도와 관련하여 단조롭게 감소합니다 이 온도 의존성 정보는 4K 이하의 고주파 기판 바카라 주소의 성능을 예측하는 데 유용합니다
그림 2 (왼쪽) 전도도 측정 결과 및 (오른쪽) 피팅 결과
*우리는 원본 용지에서 인용되고 수정 된 그림을 사용합니다
그림 3 (왼쪽) 상대 유전율 및 (오른쪽) 유전체 손실 탄젠트 측정 결과
*우리는 원래 논문에서 인용되고 수정 된 그림을 사용합니다
이번에 개발 된 기술은 정확한 바카라 주소 매개 변수를 기반으로 한 고성능 저온 고주파수 구성 요소의 개발에 기여할 것입니다 또한 양자 컴퓨터 판독 회로에는 저 손실 및 고밀도 배선이 필요합니다 그러나, 얇은 전송 라인을 사용한 고밀도 배선에서는 전송 손실의 도체 손실의 비율이 증가합니다 따라서, 이번에 밝혀진 도체 손실의 메커니즘은 저소급 고주파 기판 바카라 주소의 개발을위한 중요한 지침이라고 밝혔다
이 기술은 Quantum 및 AI Fusion 기술을위한 글로벌 비즈니스 개발 기반의 양자 하드웨어 테스트 베드에 도입되어 산업을위한 측정 서비스를 제공했습니다 또한 양자 컴퓨터의 저온 고주파 회로를 구성하는 자기 및 초전도 바카라 주소에 대한 평가 기술을 개발할 것입니다
게시 된 잡지 :응용 물리학 편지[편집자 선택]
종이 제목 : 극저온 온도에서 마이크로파 바카라 주소 특성 결정
저자 : Tomonori Arakawa, Yuto Kato 및 Seitaro Kon
doi :https : //doiorg/101063/50242356