超伝導量子ビットの読み出しで、周波数の異なる複数の読み出し用共振器を1本の伝送線路につなぐ周波数多重化が使われる主な目的はどれか。

正解：C. 冷凍機の中を通す配線や増幅器の数を減らし、熱の流入と装置の規模を抑えるため

量子ビットごとに読み出し用の同軸ケーブルと極低温の増幅器を用意すると、量子ビットが増えるにつれて、配線の本数と熱の流入、装置の大きさが問題になります。周波数多重化では、例えば6〜7 GHzの範囲に周波数をずらした共振器を数個から十個程度、1本の伝送線路につなぎ、複数の周波数を合わせたマイクロ波を送って、まとめて読み出します。こうすると、1本の線と1台の増幅器を複数の量子ビットで共有できます。周波数の間隔を十分にとらないと信号が混ざるので、使える帯域と共振器の数の兼ね合いがあります。

• A. 1つの量子ビットに1つの共振器を割り当て、複数の量子ビットをまとめて読むのが目的です。
• B. 共振器の周波数はそろえるのではなく、ずらして区別します。
• C. 正しい。1本の線と1台の増幅器を、複数の量子ビットで共有できます。