کوانٹم کمپیوٹنگ اور کمیونیکیشن میں ریڈیو فریکوئنسی (RF) کیبلز اور آپس میں جڑے اجزاء ایک اہم کردار ادا کرتے ہیں، اگرچہ نظر نہیں آتا ہے۔ چونکہ qubits کی حالت انتہائی نازک ہے، یہاں تک کہ معمولی سی بیرونی مداخلت بھی انہیں اپنی سپرپوزیشن پراپرٹی (یعنی کوانٹم ڈیکوہرنس) سے محروم کر سکتی ہے۔ لہذا، RF کیبلز کا بنیادی کام qubits کے لیے درست، مستحکم، اور انتہائی-کم-شور مائکروویو ڈرائیو سگنل فراہم کرنا ہے۔
خاص طور پر، کوانٹم فیلڈ میں RF کیبلز کا اطلاق انتہائی اعلیٰ تکنیکی تقاضوں کا سامنا کرتا ہے، جس سے مختلف قسم کے جدید حلوں کو جنم دیتا ہے:
I. بنیادی درخواست کے چیلنجز اور تکنیکی تقاضے
انتہائی کم-درجہ حرارت کے ماحول میں کیوبٹس کی کنٹرولیبلٹی کو برقرار رکھنے کے لیے، کوانٹم-مخصوص RF انٹر کنیکٹ اجزاء کو درج ذیل سخت معیارات پر پورا اترنا چاہیے:
انتہائی کم نقصان اور کم شور: سگنل کی کشیدگی اور فیز شور کو کم سے کم کرنا، ماحولیاتی تھرمل، مقناطیسی یا مکینیکل ذرائع کے ذریعے متعارف کرائے گئے RF شور کو کیوبٹس میں ذخیرہ شدہ معلومات کو نقصان پہنچانے سے روکنا۔
انتہائی درجہ حرارت پر استحکام: کوانٹم کمپیوٹر عام طور پر مطلق صفر کے قریب ماحول میں کام کرتے ہیں (4K یا اس سے بھی 10mK)، اور کیبلز کو کمرے کے درجہ حرارت سے لے کر انتہائی کم درجہ حرارت تک وسیع درجہ حرارت کی حد میں اپنی برقی خصوصیات کے مطلق استحکام کو برقرار رکھنا چاہیے۔
مقناطیسی مداخلت مزاحم اور غیر-مقناطیسی ڈیزائن: برقی مقناطیسی مداخلت کو کمپیوٹیشنل غلطیوں کی وجہ سے روکنے کے لیے، اہم سگنل پاتھ والے علاقوں میں کنیکٹرز اور کیبلز کو غیر-مقناطیسی مواد کا استعمال کرنا چاہیے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ برقی میدان میں کوئی تحریف نہ ہو۔
ہائی-فریکوئنسی اور ہائی-کثافت کیبلنگ: جیسے جیسے سسٹم کی پیچیدگی بڑھتی ہے، کئی گیگا ہرٹز سے لے کر دسیوں گیگا ہرٹز تک ہائی فریکونسی رینجز کے لیے سپورٹ کی ضرورت ہوتی ہے، جب کہ کنیکٹرز کے پاس محدود ماحول کے مطابق ڈھالنے کے لیے کمپیکٹ فارم فیکٹر ہونا چاہیے-۔
II مین اسٹریم ایپلیکیشن سلوشنز اور پروڈکٹ فارم: ان چیلنجوں سے نمٹنے کے لیے، انڈسٹری نے خاص طور پر کوانٹم ایپلی کیشنز کے لیے ڈیزائن کیے گئے کئی RF ٹرانسمیشن سلوشنز شروع کیے ہیں:
1. کریوجینک کواکسیئل کیبلز اور خصوصی کنیکٹر:
کریوجینک سپر کنڈکٹنگ RF کیبلز: گھریلو کمپنیوں جیسے کہ Fujitec نے کامیابی کے ساتھ کرائیوجینک سپر کنڈکٹنگ RF کیبلز اور متعلقہ مائیکرو ویو ڈیوائسز تیار کی ہیں، خاص طور پر انتہائی کم درجہ حرارت والے ماحول میں سگنل ٹرانسمیشن اور کنٹرول کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں۔ چھوٹے-بیچ کا سامان فی الحال گھریلو تحقیقی اداروں کو فراہم کیا جا رہا ہے۔
Niobium-Titanium Alloy/Copper-Nickel Cables:کچھ خصوصی مینوفیکچررز نے آزادانہ طور پر انتہائی کم تھرمل چالکتا (10⁻⁸ W/mK تک) کے ساتھ سپر کنڈکٹنگ نائوبیم-ٹائٹینیم الائے کیبلز تیار کی ہیں کرائیوجینک کوانٹم کمپیوٹنگ. 1. چھوٹے غیر-مقناطیسی کنیکٹر: جیسے کہ SMP/SMPM سیریز پش-کنیکٹرز میں، یہ نہ صرف کمپیکٹ اور بلائنڈ میٹنگ کے لیے موزوں ہیں، بلکہ خصوصی غیر-مقناطیسی حل بھی پیش کرتے ہیں جو خصوصی نان- فیروسیس میٹل پر مبنی مؤثر طریقے سے میٹل ریفرینس میٹل پر مبنی ہوتے ہیں۔
2. RFoF (ریڈیو فریکوئنسی آپٹیکل فائبر ٹرانسمیشن) ٹیکنالوجی: تقسیم شدہ کوانٹم نیٹ ورکس اور طویل-فاصلے والے کوانٹم کمیونیکیشن ٹیسٹنگ میں، روایتی سماکشی کیبلز اعلی تعدد پر نمایاں توجہ کا تجربہ کرتی ہیں۔ OpticalZonu جیسی کمپنیوں کے RFOF حل ڈیوک کوانٹم سینٹر جیسے اداروں کے ذریعہ اپنائے جا رہے ہیں۔ یہ ٹیکنالوجی ریڈیو فریکوئنسی سگنلز کو آپٹیکل ریشوں میں ٹرانسمیشن کے لیے آپٹیکل سگنلز میں تبدیل کرتی ہے، روایتی تانبے کی کیبلز کے مقابلے میں سگنل کی کشندگی کو 100 گنا کم کرتی ہے، نینو سیکنڈ لیول تک لیٹنسی کے ساتھ، کوانٹم اینٹنگلمنٹ ڈسٹری بیوشن اور ہائی-نیٹ ورک کی درستگی کو بہتر بناتی ہے۔
3. اپنی مرضی کے مطابق لچکدار کیبل اسمبلیاں: Radiall جیسے بین الاقوامی مینوفیکچررز کوانٹم کمپیوٹرز کے لیے نیم-سخت یا ہائی-فریکوئنسی SHF کیبل اسمبلیوں کو اپنی مرضی کے مطابق بنانے کے لیے 3D موڑنے والی مشینوں جیسی ٹیکنالوجیز کا استعمال کرتے ہیں۔ یہ اسمبلیاں پتلی پن، لچک اور موصلیت پر زور دیتی ہیں، اعلی وشوسنییتا فراہم کرنے کے لیے بغیر کسی ہموار/ سولڈر لیس عمل کو استعمال کرتی ہیں، اس طرح پیچیدہ کوانٹم سسٹمز میں درست روٹنگ کو قابل بناتی ہیں۔
