日本国立研究开发法人产业技术综合研究所（简称“产综研”）的研究团队开发出了一项有助于实现量子计算机的大规模化、高性能化的集成电路技术。该技术能够通过一根线路将多种波长的微波送入设备内部，并在冷却装置内只筛选出所需波长的微波发送至量子比特。研究团队称，该技术不仅可提高布线效率，还有望降低能耗。
研究团队开发出有助于实现量子计算机大规模化的技术（茨城县筑波市的产业技术综合研究所）
量子计算机通过控制量子的奇异动态，有望比传统计算机更高速地解决复杂计算问题。在已成为当前主流的超导式量子计算机等设备中，需要将名为“量子比特”的元件置于极低温度下使其处于量子态以进行计算，因此需要非常精密的控制。
超导量子计算机所面临的课题之一是布线。当前的量子计算机是通过设置在室温环境下的控制装置生成“微波”这种特殊的光信号，并通过布线将其逐一传送到制冷机内的每个量子比特，从而实现对量子比特的控制。
为了实现可实用的量子计算机，预计需要10万个乃至100万个量子比特，但要在现有冷却装置中塞入如此大量的布线十分困难，而且布线产生的热量会妨碍冷却效果。虽然研究人员也在开展在装置内部直接生成“微波”并进行控制的方法，但装置内部需维持极低温环境，控制装置产生的热量也成为了一大课题。
研究团队此次开发的系统采用了硅制集成电路来筛选“微波”信号，实现了在一根布线上叠加了18种不同波长的“微波”，并在接近绝对零度的环境下，以不影响其他“量子比特”的精度，准确提取出目标波长的“微波”信号。
借助该技术，不仅能将布线数量减少至原来的1/18，而且相比在冷却装置内生成“微波”的技术，其耗电量降低至约1/30。研究团队表示，今后将继续验证该技术能否在实际的量子计算机中用于计算等课题。
原文：《日本经济新闻》、2025/7/8
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：IEEE Symposium on VLSI technology and Circuits（2025年6月8日～12日、京都）
论文：0.25 mW/qubit, 5.7-7.5 GHz Cryogenic CMOS Microwave Signal Selector using Dual-Stage Injection-Locked Oscillator for Frequency-Multiplexed Qubit Control
