量子计算机的开发正在世界各地进行，人们的注意力集中在增加执行操作的量子位的数量上。另一方面，从量子计算机的整个系统来看，控制它们的射频组件的数量与量子比特的数量成正比增加。这些组件在低温量子芯片和室温电子器件之间传输射频信号。然而，当今使用的大多数高频组件并不能保证在实际使用的低温环境中发挥作用。

此外，为了实现实用化所需的百万量子位级量子计算机，需要缩小大量高频部件的尺寸并抑制发热。为了避免低温电路中的发热问题并实现量子比特数量的大幅增加，需要开发前所未有的高性能低温射频元件。评估每个射频组件在工作温度下的反射和传输特性（S 参数）的方法对于实现整个系统所需的性能至关重要。

然而，传统的低温反射和透射特性方法在测量温度和与组件的连接方法方面受到限制，不足以作为构建量子计算机供应链所需的通用评估方法。一旦建立了评估方法，随着更多新公司进入市场，低温应用射频元件市场预计将扩大。此外，射频元件低温特性的定量化有望创造新的附加值并振兴市场。

AIST 研究人员开发了一种技术，可评估射频 (RF) 元件在 4 K 至 300 K（-269 °C 至 27 °C）任意温度下的反射和传输特性（S 参数）。

量子计算机系统包含许多射频组件，用于在低温量子芯片和室温电子设备之间传输模拟信号。然而，它们中的大多数在低温环境下不具有保证的特性。即使是由许多组件组成的电路中的单个射频组件出现意外故障，也会阻碍量子计算机的大规模集成。因此，需要建立一种射频元件的低温评估方法。该方法改进了现有的反射和传输特性测量方法，能够在 4 K 至 300 K 的任意温度下评估 RF 组件。通过该技术获得的温度相关信息对于高性能 RF 组件的开发过程至关重要，并将有助于量子相关技术的进步。该技术将部署在全球量子和人工智能融合技术业务发展研究中心的量子硬件测试台中，该测试台将开始为行业提供测量服务。

期刊：IEEE 仪器和测量汇刊
标题：高达 265 GHz 的校准 2 端口微波测量，适用于 4 K 至 300 K 的宽温度范围
作者：荒川智德和今清太郎
DOI：101109/TIM20233315393