在《自然·电子学》杂志上发表的一项新工作中，芬兰的研究人员开发了一种电路，该电路可产生能控制量子计算机的高质量微波信号，同时能在接近绝对零度的温度下运行。这是将控制系统移近量子处理器的关键一步，这可能会大大增加处理器中的量子比特数。

限制量子计算机规模的因素之一是用于控制量子处理器中量子比特的机制。这通常是使用一系列微波脉冲来实现的，并且由于量子处理器在接近绝对零度的温度下运行，因此通常通过宽频带电缆将控制脉冲从室温带入到冷却环境中。

随着量子比特数量的增加，所需电缆的数量也在增加。这限制了量子处理器的潜在规模，因为冷却量子比特的制冷机必须变得更大以容纳越来越多的电缆，同时还要更加努力地实现冷却它们。所以，这终将是一个失败的建议。

包括阿尔托大学、芬兰VTT技术研究中心和IQM量子计算公司在内的研究联盟现已开发出解决这一难题的关键组件。该团队负责人Mikko Möttönen说：“我们已经建立了一个精确的微波源，它在与量子处理器相同的极低温度下工作，大约-273度。”Möttönen是阿尔托大学和芬兰VTT技术研究中心的教授，同时也是IQM的联合创始人和首席科学家。

新的微波源是一种可以与量子处理器集成的片上设备。它的尺寸不到一毫米，不需要连接不同温度的高频控制电缆。使用这种低功率、低温的微波源，可以使用更小的低温制冷机，同时仍然能增加处理器中的量子比特数量。

Möttönen说：“我们设备产生的功率是以前版本的100倍，这足以控制量子比特和执行量子逻辑运算……它产生了一个非常精确的正弦波，每秒振荡超过十亿次。因此，来自微波源的量子比特很少发生错误，这在实现精确的量子逻辑运算时很重要。”

然而，连续波微波源(例如由该设备生产的微波源)不能按原样用来去控制量子比特。首先，必须将微波调整为脉冲。该团队目前正在开发快速打开和关闭微波源的方法。即使没有产生脉冲的开关解决方案，高效、低噪声、低温的微波源也可用于一系列的量子技术，例如量子传感器。

Möttönen解释说：“除了量子计算机和量子传感器，微波源还可以作为其他电子设备的时钟。它可以让不同的设备保持相同的频率，使它们能够在所需的时间瞬间对几个不同的量子比特进行操作。”

该电路的理论分析和初步设计由VTT的Juha Hassel等人完成。Hassel在VTT开始的这项工作，目前是IQM的工程和开发主管，IQM是欧洲量子计算机的领导者。该设备随后在VTT制造，并由阿尔托大学的博士后研究Chengyu Yan和他的同事使用OtaNano的研究基础设施进行操作。（编译:Qtech）