隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于算力的需求正在快速攀升，人們也越來越意識(shí)到傳統(tǒng)的計(jì)算模式正在趨近性能的“天花板”，亟需一種全新的計(jì)算模式來破局。這種被寄予厚望的新計(jì)算模式，就是量子計(jì)算。

顧名思義，量子計(jì)算是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律，調(diào)控量子信息單元進(jìn)行計(jì)算的新型計(jì)算模式。與傳統(tǒng)計(jì)算模式中以0和1表示的二進(jìn)制數(shù)字比特不同，量子計(jì)算是以“量子比特（Qubit）”作為基本運(yùn)算單元，基于量子疊加和量子糾纏等量子力學(xué)原理，對(duì)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處理。

所謂量子疊加，是指量子比特不像數(shù)字比特那樣只能表示0或1，而是可以處于多種可能性的疊加狀態(tài)，直到被測(cè)量時(shí)才確定其值。比如，量子計(jì)算中的2位量子位寄存器可同時(shí)存儲(chǔ)（00、01、10、11）四種狀態(tài)的疊加狀態(tài)，而具有n位量子位的量子計(jì)算則可以存儲(chǔ)2n疊加狀態(tài)。這意味著利用量子比特的疊加特性，量子計(jì)算能夠在同一時(shí)刻并行處理多個(gè)計(jì)算路徑，從而大大加速某些計(jì)算的求解過程。

量子糾纏，是指兩個(gè)或多個(gè)粒子相互作用后，它們之間的狀態(tài)會(huì)變得相互依賴，無論這些粒子相隔多遠(yuǎn)，一個(gè)粒子的狀態(tài)改變會(huì)立即影響到另一個(gè)粒子的狀態(tài)。借此，信息可以在兩個(gè)糾纏的粒子之間以量子的方式傳輸，為量子計(jì)算加速。

可以想見，基于量子比特的疊加和糾纏特性，量子計(jì)算可以讓一些特定領(lǐng)域的數(shù)據(jù)計(jì)算處理速度，獲得指數(shù)級(jí)地提升，在信息安全、材料科學(xué)、醫(yī)療健康和智慧城市等領(lǐng)域，都有巨大的潛在應(yīng)用空間。

量子計(jì)算中的互連挑戰(zhàn)

雖然量子計(jì)算聽起來有些“不明覺厲”，是一個(gè)比較超前的概念，但是從探索和實(shí)踐的角度上來講，其仍然是建立在現(xiàn)有技術(shù)基石之上的，量子計(jì)算機(jī)的構(gòu)建，也有賴于各類基礎(chǔ)電子元器件的發(fā)展和優(yōu)化。

比如傳輸操作量子比特狀態(tài)的信號(hào)，就需要高性能射頻同軸連接器和電纜組件提供助力，由于量子態(tài)比較“脆弱”，外部射頻噪聲的干擾，很容易對(duì)量子比特產(chǎn)生擾動(dòng)，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的錯(cuò)誤。因此，如何有效應(yīng)對(duì)量子計(jì)算中的互連挑戰(zhàn)，也就成了實(shí)現(xiàn)更可靠、更精確的量子計(jì)算關(guān)鍵課題之一。

具體來講，想要為控制量子比特提供精確穩(wěn)定的信號(hào)，需要相應(yīng)的射頻同軸互連組件具有以下特性：

高頻特性

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)量子比特的快速準(zhǔn)確控制，電纜組件必須能夠在高頻下工作，通常需要在幾GHz或更高頻率下提供穩(wěn)定的電氣性能。

低損耗和低噪聲

低損耗意味著盡可能減少信號(hào)衰減以確保信號(hào)的高質(zhì)量。噪聲可能會(huì)令量子比特失去疊加特性，因在連接組件設(shè)計(jì)時(shí)需要采取必要的噪聲屏蔽措施。這都需要從材料和結(jié)構(gòu)上對(duì)連接器或電纜組件進(jìn)行優(yōu)化。

極端溫度下的穩(wěn)定性

量子比特對(duì)溫度波動(dòng)特別敏感，因此量子計(jì)算機(jī)通常需要在低于4K（約-269℃）的極低溫度下工作。這也要求互連組件必須在較寬的溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的電氣性能。

抗磁干擾

量子計(jì)算機(jī)在磁場(chǎng)內(nèi)傳輸射頻信號(hào)，因此在信號(hào)路徑的關(guān)鍵區(qū)域需要使用非磁性的連接器或電纜，以確保低磁場(chǎng)敏感性和無電場(chǎng)失真，避免電磁干擾，防止量子計(jì)算中出現(xiàn)錯(cuò)誤。

緊湊的外形

量子計(jì)算的發(fā)展勢(shì)必伴隨著系統(tǒng)復(fù)雜性的增加，采用更小外形規(guī)格的連接器，以及合理使用柔性而靈活的電纜組件，是實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)、提升空間利用率的有效方法。

由此可見，量子計(jì)算是一塊“試金石”，唯有滿足上述嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)的射頻同軸連接器和線纜組件，才能夠在這一充滿了未來感的技術(shù)中一顯身手。

為量子計(jì)算打造射頻同軸連接方案

為了應(yīng)對(duì)量子計(jì)算——這場(chǎng)高性能計(jì)算領(lǐng)域技術(shù)革命——帶來的互連挑戰(zhàn)，Amphenol RF已經(jīng)做足了準(zhǔn)備，憑借豐富的高性能射頻同軸互連產(chǎn)品組合，鋪就一條“連接”未來的技術(shù)之路。

2.92mm連接器

為了滿足精密實(shí)驗(yàn)室和衛(wèi)星通信等高頻率、高性能、高可靠應(yīng)用的需要，Amphenol RF推出了2.92mm同軸連接器，這些經(jīng)過特別優(yōu)化的連接器，工作頻率高達(dá)40GHz，具有低VSWR（電壓駐波比），以及出色的低回波和插入損耗性能，并提供高功率處理能力，這些也是量子計(jì)算所需要的特性。同時(shí)，2.92mm連接器還與SMA、3.5mm和其他K或2.92mm互連組件兼容，可以為設(shè)計(jì)帶來更大的靈活性。

Amphenol RF的2.92mm連接器采用較小的內(nèi)部主體直徑和獨(dú)特的空氣電介質(zhì)，與SMA和3.5mm連接器相比，公頭引腳更短，公頭和母頭連接器的主體先接合，然后引腳和插座觸點(diǎn)再接合，這一特性可消除與接口錯(cuò)位插配時(shí)的磨損，更為堅(jiān)固耐用。這十分有利于為量子計(jì)算提供更為可靠和穩(wěn)固的同軸連接。

SMP連接器

如果你在構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)時(shí)，希望找到一個(gè)小型化的射頻同軸連接解決方案，那么SMP連接器就是一個(gè)理想的選擇。

與經(jīng)典的SMA連接器相比，SMP連接器具有更小的外形，并可以支持高達(dá)40GHz的擴(kuò)展頻率范圍。而且與SMA連接器的螺紋連接方式不同，SMP連接器采用推入式和卡入式配接方式，在確保可靠性的同時(shí)大大簡(jiǎn)化了插接操作。

Amphenol RF開發(fā)出了豐富的SMP連接器產(chǎn)品和解決方案，適用于板對(duì)板、線對(duì)板等多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景。

其中，SMP板對(duì)板解決方案采用三件式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，位于中間的“子彈型”的適配器有助于在不影響性能的前提下，提供多達(dá)4°的徑向錯(cuò)位補(bǔ)償，支持盲插操作。而Amphenol RF的SMP線對(duì)板配接方案，可提供直角和垂直插頭，可端接各種半剛性或柔性同軸電纜，為互連設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性。

特別值得一提的是，為了滿足量子計(jì)算抗磁干擾的特殊要求，Amphenol RF還提供非磁性SMP解決方案，這些基于特殊的有色金屬材料和鍍層制成的非磁性SMP連接器和適配器，具有低磁場(chǎng)敏感性和無電場(chǎng)失真的特性，非常適合于對(duì)電磁干擾敏感的應(yīng)用。

SMPM轉(zhuǎn)SMPM線纜組件

如果追求尺寸更小的高頻互連，Amphenol RF還提供SMPM微型高頻PCB連接器。這類連接器與SMP系列類似，采用卡扣式配接方式，子彈型適配器支持盲插并補(bǔ)償徑向和軸向錯(cuò)位，但是其外形更小，支持高達(dá)65GHz的應(yīng)用，非常適合于小型、高頻、高振動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)景。針對(duì)量子計(jì)算，Amphenol RF同樣提供非磁性SMPM解決方案。

Amphenol RF還提供SMPM轉(zhuǎn)SMPM線纜組件，其支持DC至20GHz的頻率范圍，采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)直徑（0.085英寸和0.047英寸）線纜，并提供100mm至2000mm的線纜長(zhǎng)度選項(xiàng)，以適應(yīng)各種高頻、微型化的互連設(shè)計(jì)要求。

本文小結(jié)

突破技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)算力“自由”——量子計(jì)算為我們描繪了一幅誘人的未來圖景。不過，通往未來之路并不平坦，需要眾多創(chuàng)新的產(chǎn)品和方案作為“鋪路石”。

Amphenol RF的射頻同軸連接器和電纜組件可以滿足量子計(jì)算在高頻、低損耗、抗磁干擾、極低溫度耐受性等方面的嚴(yán)苛要求，助力我們不斷加速前行，早一天能夠抵達(dá)量子計(jì)算的未來。