Cryo-CMOS技术在量子计算中的应用

"Session 34的焦点是Cryo-CMOS在量子计算中的应用，主要探讨了低温CMOS集成电路在超导量子处理器的量子控制中的角色。会议涵盖了从300K到4K温度范围的低功耗260GHz cryo-CMOS反向散射收发器，以及具有先进频率调制指标的Cryo-CMOS压控振荡器。此外，清华大学、南洋理工大学和北京量子信息科学研究院联合展示了基于极化调制的低温量子位状态控制器，该控制器采用28纳米体硅CMOS技术制造。" 在量子计算领域，Cryo-CMOS技术正在成为关键的技术方向。低温CMOS集成电路（Cryo-CMOS）设计用于在接近绝对零度的环境中工作，这是量子处理器所需的温度条件，以保持量子态的稳定性。第一篇论文中介绍的260GHz cryo-CMOS反向散射收发器，旨在实现从室温（300K）到低温（4K）之间的通信，这对于量子系统与经典控制系统的交互至关重要。 接下来的三篇论文聚焦于Cryo-CMOS量子控制集成电路，这些集成电路是为超级导电量子处理器设计的。这些控制器负责精确地操作和控制量子比特，是量子计算机硬件的重要组成部分。它们通常需要执行复杂的脉冲序列来实现量子门操作，并且必须在极低的温度下保持高效率和可靠性。 此外，文中还提到了一款达到同类最佳频率调制指标的Cryo-CMOS压控振荡器。在量子计算中，压控振荡器可以用于生成精确的时钟信号或量子操作所需的射频脉冲，对于量子比特的操控和读取至关重要。 最后，清华大学、南洋理工大学和北京量子信息科学研究院的团队展示了他们的创新成果——一个基于极化调制的低温量子位状态控制器，该控制器采用28纳米体硅CMOS工艺。这种控制器能够实现XY和Z方向的量子比特操作，是量子计算中进行量子逻辑运算的基础。采用先进的CMOS工艺，意味着能够实现更小的尺寸、更高的集成度以及更低的功耗，这对提高量子系统的性能和可扩展性具有重大意义。 Cryo-CMOS技术在量子计算中的应用是当前研究的热点，它不仅涉及到低温环境下的通信解决方案，还包括量子处理器的精密控制，这些技术的发展将进一步推动量子计算的实用化进程。