日本國立研究開發法人產業技術綜合研究所（簡稱「產綜研」）的研究團隊開發出了一項有助於實現量子計算機的大規模化、高性能化的積體電路技術。該技術能夠通過一根線路將多種波長的微波送入設備內部，並在冷卻裝置內隻篩選出所需波長的微波發送至量子位元。研究團隊稱，該技術不僅可提高布線效率，還有望降低能耗。
研究團隊開發出有助於實現量子計算機大規模化的技術（茨城縣筑波市的產業技術綜合研究所）
量子計算機通過控制量子的奇異動態，有望比傳統計算機更高速地解決複雜計算問題。在已成為當前主流的超導式量子計算機等設備中，需要將名為「量子位元」的元件置於極低溫度下使其處於量子態以進行計算，因此需要非常精密的控制。
超導量子計算機所面臨的課題之一是布線。當前的量子計算機是通過設置在室溫環境下的控制裝置生成「微波」這種特殊的燈火信號，並通過布線將其逐一傳送到冷凍機內的每個量子位元，從而實現對量子位元的控制。
為了實現可實用的量子計算機，預計需要10萬個乃至100萬個量子位元，但要在現有冷卻裝置中塞入如此大量的布線十分困難，而且布線產生的熱量會妨礙冷卻效果。雖然研究人員也在開展在裝置內部直接生成「微波」並進行控制的方法，但裝置內部需維持極低溫環境，控制裝置產生的熱量也成為了一大課題。
研究團隊此次開發的系統採用了硅製積體電路來篩選「微波」信號，實現了在一根布線上疊加了18種不同波長的「微波」，並在接近絕對零度的環境下，以不影響其他「量子位元」的精度，準確提取出目標波長的「微波」信號。
藉助該技術，不僅能將布線數量減少至原來的1/18，而且相比在冷卻裝置內生成「微波」的技術，其耗電能降低至約1/30。研究團隊表示，今後將繼續驗證該技術能否在實際的量子計算機中用於計算等課題。
原文：《日本經濟新聞》、2025/7/8
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：IEEE Symposium on VLSI technology and Circuits（2025年6月8日～12日、京都）
論文：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
