Kabel frekuensi radio (RF) dan komponen interkoneksi memainkan peran penting, meskipun tidak terlihat, dalam komputasi dan komunikasi kuantum. Karena keadaan qubit sangat rapuh, gangguan eksternal sekecil apa pun dapat menyebabkan qubit kehilangan sifat superposisinya (yaitu dekoherensi kuantum). Oleh karena itu, tugas inti kabel RF adalah menyediakan sinyal penggerak gelombang mikro dengan noise yang sangat-rendah-yang presisi, stabil, dan untuk qubit.
Secara khusus, penerapan kabel RF di bidang kuantum menghadapi persyaratan teknis yang sangat tinggi, sehingga memunculkan beragam-solusi mutakhir:
I. Tantangan Aplikasi Inti dan Persyaratan Teknis
Untuk menjaga pengendalian qubit di lingkungan-bersuhu sangat rendah, komponen interkoneksi RF-khusus kuantum harus memenuhi standar ketat berikut:
Kehilangan yang sangat rendah dan kebisingan yang rendah: Meminimalkan redaman sinyal dan kebisingan fase, mencegah kebisingan RF yang ditimbulkan oleh sumber termal, magnetik, atau mekanis lingkungan agar tidak merusak informasi yang disimpan dalam qubit.
Stabilitas pada suhu ekstrem: Komputer kuantum biasanya beroperasi di lingkungan yang mendekati nol mutlak (di bawah 4K atau bahkan 10mK), dan kabel harus menjaga stabilitas absolut karakteristik kelistrikannya pada rentang suhu yang luas dari suhu ruangan hingga suhu yang sangat rendah.
Tahan Interferensi Magnetik dan Desain Non-Magnetik:Untuk mencegah interferensi elektromagnetik yang menyebabkan kesalahan komputasi, konektor dan kabel di area jalur sinyal kritis harus menggunakan bahan non-magnetik untuk memastikan tidak ada distorsi medan listrik.
Pengkabelan-Frekuensi Tinggi dan Kepadatan-Tinggi:Seiring dengan meningkatnya kompleksitas sistem, diperlukan dukungan untuk rentang frekuensi-tinggi dari beberapa GHz hingga puluhan GHz, sementara konektor harus memiliki faktor bentuk yang kompak untuk beradaptasi dengan lingkungan-yang terbatas.
II. Solusi Aplikasi Utama dan Bentuk Produk: Untuk mengatasi tantangan ini, industri telah meluncurkan beberapa solusi transmisi RF yang dirancang khusus untuk aplikasi kuantum:
1. Kabel Koaksial Kriogenik dan Konektor Khusus:
Kabel RF Superkonduktor Kriogenik:Perusahaan dalam negeri seperti Fujitec telah berhasil mengembangkan kabel RF superkonduktor kriogenik dan perangkat gelombang mikro terkait, yang dirancang khusus untuk transmisi dan kontrol sinyal stabil di lingkungan bersuhu{0}}sangat rendah. Pasokan-dalam jumlah kecil saat ini disediakan untuk lembaga penelitian dalam negeri.
Niobium-Paduan Titanium/Tembaga-Kabel Nikel:Beberapa produsen khusus telah secara independen mengembangkan kabel paduan niobium-titanium superkonduktor dengan konduktivitas termal yang sangat rendah (hingga 10⁻⁸ W/mK) dan kabel tembaga-nikel dengan konduktivitas termal rendah untuk memenuhi persyaratan keseimbangan termal komputasi kuantum kriogenik. 1. Konektor Non-Magnetik Miniatur:Seperti konektor dorong-seri SMP/SMPM, konektor ini tidak hanya ringkas dan cocok untuk pemasangan buta, namun juga menawarkan solusi non-magnetik berdasarkan logam non-besi khusus, yang secara efektif menahan interferensi medan magnet.
2. Teknologi RFoF (Transmisi Serat Optik Frekuensi Radio):Dalam jaringan kuantum terdistribusi dan pengujian komunikasi kuantum jarak jauh, kabel koaksial tradisional mengalami redaman yang signifikan pada frekuensi tinggi. Solusi RFOF dari perusahaan seperti OpticalZonu diadopsi oleh institusi seperti Duke Quantum Center. Teknologi ini mengubah sinyal frekuensi radio menjadi sinyal optik untuk transmisi dalam serat optik, mengurangi redaman sinyal hingga 100 kali lipat dibandingkan kabel tembaga tradisional, dengan latensi hingga tingkat nanodetik, sangat meningkatkan ketepatan distribusi belitan kuantum dan pengujian jaringan-presisi tinggi.
3. Rakitan Kabel Fleksibel yang Disesuaikan: Produsen internasional seperti Radiall memanfaatkan teknologi seperti mesin pembengkok 3D untuk menyesuaikan rakitan kabel SHF semi-kaku atau-frekuensi tinggi untuk komputer kuantum. Rakitan ini menekankan ketipisan, fleksibilitas, dan isolasi, menggunakan proses yang mulus/tanpa solder untuk memberikan keandalan yang lebih tinggi, sehingga memungkinkan perutean yang tepat dalam sistem kuantum yang kompleks.
