Квантовые компьютеры, использующие квантово-механические эффекты, могут превзойти классические в сложных задачах. Однако их широкое применение ограничено техническими проблемами, включая соединение кубитов, работающих при криогенных температурах, с внешними контроллерами. Существующие методы, такие как коаксиальные кабели, создают избыточное тепло и шум, что затрудняет масштабирование.
Исследователи MIT предложили решение — беспроводное терагерцовое (ТГц) криогенное соединение на основе технологии комплементарного металл-оксидного полупроводника (КМОП). Оно минимизирует нагрев и эффективно передает квантовую информацию. Вместо энергоемких ТГц-источников внутри криогенной станции они используют внешние генераторы, отправляя ТГц-пучок в виде несущей волны. Данные модулируются и отражаются обратно, что снижает тепловую нагрузку.
Технология показала энергоэффективность 34 фДж/бит для нисходящей линии и 200 фДж/бит для восходящей, превосходя коммерческие микроволновые кабели. В будущем это может облегчить масштабирование квантовых компьютеров. Исследователи планируют разработать многоканальный ТГц-канал с фазированной антенной решеткой, что повысит масштабируемость и снизит тепловую нагрузку. Ожидается, что технология будет готова к практическому применению через 4–8 лет.
Изображение: Wang et al.
Дополнительная информация: Jinchen Wang et al, A wireless terahertz cryogenic interconnect that minimizes heat-to-information transfer, Nature Electronics (2025). DOI: 10.1038/s41928-025-01355-9