배경
Mini-Circuits 제품의 대부분의 애플리케이션은 RF/마이크로파 부품의 전통적인 시장에 속합니다: 통신, 항공우주 및 방위, 테스트 및 측정 장비, CATV 및 광대역 광 네트워크.
그러나 과학과 공학의 최전선에서 가장 새롭고 혁신적인 연구는 학문 간 경계를 넘나드는 경향이 있습니다. 예를 들어, 기후학에서 가장 진보된 연구 중 일부는 기상학자와 수학자 간의 협업에서 비롯됩니다. 분자생물학자들은 만성 질환에 대한 새로운 치료법을 개발하기 위해 컴퓨터 과학자들과 협력합니다. 마찬가지로, 세계 최초의 실용적인 양자 컴퓨터를 구축하기 위한 경쟁은 물리학, 컴퓨터 과학 및 RF/마이크로파 엔지니어링의 응용 지식을 활용하고 있습니다. 이 혁신적인 기술은 Mini-Circuits 제품의 보다 특이한 애플리케이션 중 하나이며 과학적 진보의 연속선상에서 가장 진보된 것 중 하나이기도 합니다.
양자역학과 컴퓨터 과학에 대한 사전 지식이 없으면 양자 컴퓨팅의 개념을 이해하기 어렵지만, 사회에 대한 잠재적 이점은 명확하고 심오합니다. 상업적 규모로 실현된다면, 범용 양자 컴퓨팅 시스템은 신약 발견을 극적으로 가속화하고, 글로벌 물류 및 복잡한 공급망 최적화를 혁신하며, 금융 및 경제 모델링을 위한 강력한 새로운 방법을 가능하게 하고, 정보 보안 시스템을 완전히 새로운 수준의 정교함으로 끌어올릴 수 있습니다 – 이것은 시작에 불과합니다.
양자 컴퓨터는 가장 빠른 고전 컴퓨터보다 수십만 배 빠르게 정보를 처리할 수 있을 뿐만 아니라, 이론상 아무리 강력한 고전 컴퓨터라도 결코 해결할 수 없는 문제를 해결할 수 있는 능력도 가지고 있습니다. 이는 정보를 처리하기 위해 근본적으로 다른 규칙과 논리 연산 세트를 사용하기 때문입니다.
고전 컴퓨터는 0과 1의 두 가지 가능한 상태를 가진 비트로 정보를 처리합니다. 반면에 양자 프로세서는 0, 1 또는 0과 1을 동시에 점유할 수 있는 양자 비트 또는 “큐비트”를 사용하며, 이 상태를 중첩이라고 합니다. 간단히 말해서, 양자 프로세서에 힘을 부여하는 것은 바로 이 중첩 상태입니다. 작동하는 양자 프로세서를 실현하려면 큐비트를 생성하고, 주어진 상태로 보존하며, 궁극적으로 수십 또는 수백 개의 상호 연결된 큐비트로 확장할 수 있는 물리적 시스템이 필요합니다. 마침 과학자들은 이러한 시스템이 마이크로파 펄스로 성공적으로 제어될 수 있다는 것을 발견했습니다. 바로 여기서 Mini-Circuits가 등장합니다.
맞춤형 극저온 솔루션
현재 대부분의 연구는 초전도 큐비트에 집중되어 있으며, 이는 작동하기 위해 극도로 차가워야 하는 재료로 만들어집니다 – 절대 영도인 약 -273°C에서 불과 수백 밀리켈빈 이내입니다. 이 극도의 저온은 그렇지 않으면 불안정한 큐비트 상태를 더 오랜 시간 동안 보존할 수 있게 합니다. 큐비트 상태를 제어하는 데 사용되는 마이크로파 신호는 거의 노이즈와 전기적 교란이 없어야 하므로, 민감한 양자 프로세서에 도달하기 전에 신중하게 필터링하고 감쇠시켜야 합니다. 이로 인해 프로세서가 들어 있는 극저온 유지 장치 내의 극한 온도에서 안정적으로 작동하는 RF 부품이 필요하게 됩니다.
대부분의 Mini-Circuits 제품은 -55°C까지의 낮은 온도에서 작동하도록 정격되어 있지만, 이 경우에는 700 mK(-272.45°C) 이하의 온도에서 안정적으로 작동해야 합니다. 연구자들은 표준 스테인리스 스틸 하우징의 Mini-Circuits 동축 RF 필터가 이러한 조건에서 성능 저하를 겪는다는 것을 발견했습니다. 그래서 Mini-Circuits 테스트 및 측정 제품 부사장인 Chi Man Shum은 인도 설계 센터의 필터 설계자들과 협력하여 맞춤형 황동 하우징에 커넥터형 저역 통과 필터를 제작했습니다. 황동은 스테인리스 스틸보다 열전도성이 더 좋으므로 이러한 극한 환경에 더 적합합니다.
고객들은 스테인리스 스틸에서 새로운 맞춤형 황동 하우징으로 변경함으로써 거의 절대 영도 온도에서 성능이 극적으로 향상되었다고 보고했습니다.
Shum은 이 성공에 대해 다음과 같이 말했습니다. “저희 인도 팀의 추가적인 노력은 양자 컴퓨팅 분야의 고객들로부터 깊은 감사를 받았으며, 저희 황동 하우징은 초전도 실험의 성능과 효율성을 향상시키는 데 도움이 되었습니다. 저희는 가능한 가장 낮은 온도에서 전기적 성능을 달성하도록 부품을 수정할 수 있었으며, 이러한 고유한 요구 사항을 수용하는 저희의 유연성은 이러한 고객들에게 저희가 그들과 함께 일할 수 있다는 것을 분명히 했습니다.”
수년간 Mini-Circuits의 비즈니스 개발 및 애플리케이션 지원 노력은 비즈니스를 성장시키기 위해 비전통적인 곳에서 기회를 추구하는 데 집중해 왔습니다. 양자 컴퓨팅 커뮤니티와의 협력은 RF/마이크로파 제품과 Mini-Circuits 비즈니스를 위한 새로운 영역을 탐색하는 완벽한 예입니다. 양자 컴퓨팅은 아직 초기 단계에 있지만, 언젠가 우리가 알고 있는 컴퓨팅 기술을 혁신할 것이며, Mini-Circuits는 과학과 기술을 그 혁명에 더 가깝게 밀어붙이는 혁신가들의 파트너가 된 것을 자랑스럽게 생각합니다.
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