量子工程师必须考虑当今计算系统的复杂需求，并随着性能期望不可避免地扩大而规划未来的需求。三个考虑因素有助于指导组件选择。

随着新材料创新、软件开发和量子计算系统设计硬件选项的扩展，量子计算领域正在经历快速发展。量子计算机利用量子力学，用称为量子比特或量子比特的量子粒子替换传统的二进制比特电路。一系列组件支持这些复杂的机器。

量子处理单元 （QPU） 本质上是量子计算机的中央处理单元，执行量子算法并对量子比特或量子比特执行计算。控制电子设备，包括高频微波发生器、放大器和衰减器，以及用于维持量子比特脆弱量子态的低温制冷系统、磁屏蔽和隔振系统等子系统，支持这些复杂的计算作。

量子系统的复杂性随着量子比特数量的增加而增加，这些系统中的互连数量也随之增加。挑战在于在庞大而复杂的连接网络中保持最佳功能。量子工程师面临着指定正确组件和材料的关键决策。控制通道数量、信号频率和带宽要求等因素会影响选择，同时有助于最大限度地减少热量和干扰。

为了保持量子比特相干性，量子处理层上的组件必须是非磁性的。它们还需要高密度，以便在狭小的空间内连接多个量子比特。

非磁性射频互连

工程师可以做出多种选择来缓解量子比特退相干。量子比特是量子计算的基本信息单位，它很脆弱。退相干会导致量子比特中的量子信息丢失，从而无法执行精确的计算。为量子计算的独特需求选择正确的互连是稳健可靠的量子计算或面临容易出错和无法使用的结果之间的区别。

以下是设计人员在为量子系统指定射频互连时需要考虑的事项：

1、您的计划中有多少个控制通道？

随着量子技术的发展，工程师需要将越来越多的组件打包到更小的空间中。与此同时，研究的重点是如何扩大规模以更广泛地使用。更多的控制通道允许更复杂的计算。除此之外，能够处理复杂控制信号的互连设计都需要有效扩展，以适应越来越多的量子比特。一种解决方案是成组连接器。 这些连接器允许在紧凑的区域内进行多个连接，与每个控制通道使用一个连接器的传统方法相比，可以更有效地利用空间。

Edge Launch 和表面贴装联接连接器

2、信号频率和带宽要求是什么？

必须将互连的功能与系统中使用的特定信号特性相匹配，并将任何信号衰减保持在绝对最低限度。最大限度地减少信号损耗至关重要。寻找具有低插入损耗和回波损耗的互连，以确保强大的信号完整性。

Edge Launch 和表面贴装联接连接器

带宽是另一个重要因素。有限的带宽会导致可扩展性和计算时间缓慢的问题。具有更高固有带宽能力的新互连技术可以帮助克服数据传输速率的限制。

3、工作温度范围是多少？

量子计算需要低温工作温度，通常接近绝对零度。在为这些异常寒冷的环境进行设计时，必须指定能够在具有挑战性的条件下发挥最佳功能并保持其电气性能的恶劣环境组件。选择在低温下运行良好的材料，例如铍铜、聚四氟乙烯和不锈钢，有助于降低风险。不足的组件将面临热收缩形式的退化（材料在极低的温度下收缩，给连接带来压力）。电阻率增加是另一个风险;在低温下，电阻的降低可能会导致互连中更高的信号损失。材料选择是一个关键问题。互连在低温下存在变脆的风险，脆性组件会断裂，导致计算结果出错，甚至整个系统故障。

应选择连接器和电缆以提高耐用性。例如，冰箱到机架电缆是将低温恒温器连接到室外室温控制装置的重要组件。高质量的电缆需要低衰减和高相位稳定性，以保持信号完整性。