特許ウォッチ

公開番号2025155436
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2024064281
出願日2024-03-27
発明の名称光伝送線路
出願人キーコム株式会社
代理人
主分類H04B 10/70 20130101AFI20251002BHJP(電気通信技術)
要約【課題】低温で電子回路を動作させるとき、伝送路から流入する熱を低減させたい。
【解決手段】信号の伝送路を電子方式から、光方式に変える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
２５０Ｋ以上と１５０Ｋ以下の温度差間で光ファイバを用いて信号の送信受信を行う装置。
続きを表示（約 300 文字）【請求項２】
２５０Ｋ以上と１０Ｋ以下の温度差間で光ファイバを用いて信号の送信受信を行う装置。
【請求項３】
２５０Ｋ以上と１０Ｋ以下の温度差間で光ファイバを用いて１ＧＨｚのアナログ信号を送信受信する量子コンピュータ。
【請求項４】
２５０Ｋ以上と１０Ｋ以下の温度差間で、片端に電子信号から光信号への変換器そして他端に光信号から電子信号への変換器を有する光ファイバを用いて１ＧＨｚ以上のアナログ信号を送信受信する請求項１、２、３の量子コンピュータ。
【請求項５】
送信に５０本以上受信に５０本以上の光ファイバを用いる請求項４の量子コンピュータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
温度差間の有る間をアナログのマイクロ波を伝送する光伝送路
続きを表示（約 1,400 文字）【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
超低温下で動作する量子コンピュータ用素子に多数のマイクロ波信号を、マイクロ波用伝送路を用いて常温から送り、またその結果を常温に戻すと、常温から超低温に多くの熱エネルギーを送り込んでしまい、超低温を維持できなくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
マイクロ波用伝送路の代わりに、マイクロ波が伝送可能に工夫した光伝送路を用いる。なお、光伝送路はガラス製であり、金属製のマイクロ波伝送路よりも熱伝導度が低く、またマイクロ波伝送路よりも細いので、二重に熱伝導が小さくなる。
【実施例】
【０００４】
本実施例を図１に示した。
低温で動作する電子装置に常温からマイクロ波を入力して電子装置で信号処理する。その結果をまた常温に伝送する場合、伝送路に電子信号のマイクロ波を伝送できる同軸ケーブルを用いていた。同軸ケーブルは中心導体も外部導体も通常、銅を用いている。すると、常温から低温への熱流が多く、冷凍機の容量を大きくしなくてはならなかった。そこで、同軸ケーブルを光ファイバに換えた。光ファイバはガラス製であり、しかも細いので、熱流を同軸ケーブルの１／５０以下に低減できた。
【実施例】
【０００５】
本実施例を図２に示した。
１０ｍＫで動作する量子コンピュータに常温から５０本の同軸ケーブルで７ＧＨｚのアナログ信号を１０ｍＫの超低温下に有る量子コンピュータ素子に送った。なお、同軸ケーブルには０．８６ｍｍ径の細いケーブルを用い、常温から４ＫまではＣｕＮｉ（キュプロニッケル）製の熱伝導の低いケーブルを用いた。また、４Ｋ以下にはＮｂＴｉ（ニオブチタン）製の超電導ケーブルを用いた。しかし、入力用に５０本、そして出力用に５０本の同軸ケーブルを用いたので、希釈冷凍機は現存する最大級のものを使わなくてはならなかった。
そこで、同軸ケーブルをアナログ信号が伝送できる光ファイバに変更したところ、熱流入を同軸ケーブルの場合の１／５０に低減できた。
これによって、将来１、０００ｂｉｔ信号を送ることになり、信号線路を１、０００本にすることになっても、対応できる可能性が出てきた。
【産業上の利用可能性】
【０００６】
量子コンピュータの現在のビット数は１００程度であり実用化の１０００ｂｉｔ以上には程遠い。しかし、光ファイバを用いると熱流入は１／５０以下になり、しかも太さは断面積で１／５以下になる。すなわち、少なくとも信号線の数も２５０倍にできるので、将来の量子コンピュータの実用化に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
温度差の有る間で、光ファイバを用いて信号の送信受信を行う装置
２５０Ｋ以上と１０Ｋ以下の温度差間で光ファイバを用いて１ＧＨｚ以上のアナログ信号を送信受信する量子コンピュータ
【符号の説明】
【０００８】
Ａマイクロ波伝送路Ｂ電子信号から光信号への変換器Ｃ光伝送路
Ｄ光信号から電子信号への変換器Ｅ電子装置Ｆ電源線Ｇ常温側
Ｈ低温側Ｉ量子コンピュータＪ２５０Ｋ以上Ｋ１０Ｋ以下

関連特許