微波高密度信号传输的低温热建模

超导量子计算机需要从室温连接到稀释制冷机混合室的微波控制线。在没有进行初步热建模预测的情况下增加更多线路，可能会使每个温区的制冷功率不堪重负。在本文中，我们研究了SC-086/50-SCN-CN半刚性同轴电缆的热负荷，该电缆通常用于超导量子计算机的控制和读出线路，同时我们增加了通往量子处理器的线路数量。我们研究了同轴电缆的构成，验证了其材料和尺寸，并通过实验测量了单根电缆从低温到室温值随温度变化的总热导率。我们还测量了内导体随温度变化的低温直流电阻，从而可以计算由欧姆加热引起的主动热负荷。拟合这些数据产生了一个数值热导率函数，用于计算由温度梯度引起的导线内部热传递所产生的静态热负荷。电阻率数据用于计算主动热负荷，我们在一个典型的Bluefors XLD1000-SL稀释制冷机中的超导量子处理器低温模型中使用这些拟合结果，研究了热负荷如何随着处理器规模从100量子比特增加到225量子比特而增加。我们得出结论，所描述架构的理论上限约为200量子比特。然而，考虑到制冷功率的工程裕度以及混合室中微波读出电路可用空间的限制，实际极限约为140量子比特。