面向超导容错量子计算机的冷电子集成与资源估算

Shiro Kawabata

面向超导容错量子计算机的冷电子集成与资源估算

量子物理 2026-05-05 v2 介观与纳米尺度物理超导电性应用物理

作者: Shiro Kawabata

摘要

将超导量子计算机扩展至容错 regime 要求相应扩展经典控制与读出堆栈。当前系统大量依赖室温、机架级仪器通过大量同轴电缆连接至稀释制冷腔体。展望未来，超导容错量子计算机 (FTQC) 可能采用异构的量子-经典架构，将部分电子器件置于冷端——例如在 4~K 处采用冷 CMOS，在 4~K 及/或 mK 阶段采用超导数字逻辑——以降低布线和热负载开销。本综述梳理了关键需求，调查了代表性的室温与冷端方案，提供了冷电子的透明的初阶计量框架。以 RSA-2048 规模的基准为具体参考点，说明尺度化目标如何驱动复用和分阶段冷端功耗的约束，并讨论了在室温电子、冷 CMOS 与超导逻辑之间功能分区的意义。

关键词

超导量子计算机冷电子容错量子计算冷 CMOS 资源估算

引用

@article{arxiv.2601.03922,
  title  = {Integration and Resource Estimation of Cryoelectronics for Superconducting Fault-Tolerant Quantum Computers},
  author = {Shiro Kawabata},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.03922},
  year   = {2026}
}

备注

8 pages, 3 figures, to appear in IEICE Special issue: Cryoelectronics Technology Related to Quantum Computing: From Circuits and Devices to Applications (2026)

面向超导容错量子计算机的冷电子集成与资源估算

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关键词

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