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2025年9月30日，全球顶尖低温系统制造商Bluefors宣布与荷兰Delft Circuits公司建立战略合作伙伴关系，通过高密度量子输入/输出（I/O）方案，将Delft Circuits的Cri/oFlex®极低温同轴电缆技术集成到Bluefors的稀释制冷机中，高密度I/O解决方案为Bluefors系统的每侧加载端口提供了多达50%的通道，为XLDsl系统提供了总计1536条输入或控制线。此外，还可根据客户定制需求向多个KF端口添加更多布线。两家公司通过提供这种工业化、模块化的解决方案，使量子计算机整机制造商能够更快、更高效地扩展规模，并最终控制比以往更多的量子比特。
图1.极低温同轴电缆
一、什么是极低温同轴电缆
极低温同轴电缆是超导量子计算系统中连接量子芯片与外部测控设备的关键互联元件，其在接近绝对零度（约10mK）的极低温环境下工作，需同时满足低热负载、高微波传输性能和系统集成兼容性等多重严苛要求。
二、技术发展现状
目前，该领域的技术发展主要围绕低温兼容性、高频信号完整性与系统集成能力三大维度展开。在4K至10mK温区内，传统电缆材料常因热收缩、介电性能变化等因素导致信号劣化，而极低温同轴电缆则需在宽温区内维持稳定的特性阻抗（通常为50Ω）与低插入损耗。以谷歌“悬铃木”量子处理器为例，其控制53个量子比特需依赖216条宽带同轴电缆，每61cm长度的成本可达约1000美元，反映出该部件的高技术含量与价值密度。
在材料体系方面，主流方案采用铌钛（NbTi）超导合金作为中心导体。当温度低于其超导转变温度（约9.2K）时，NbTi可实现近乎零电阻的微波传输，而外层超导屏蔽体则通过迈斯纳效应有效抑制外部电磁干扰。此类电缆的制造工艺极为复杂，涵盖真空自耗电弧熔炼、精密拉拔（直径公差控制在±0.01mm以内）及低温退火等多道工序，整体技术壁垒显著。
三、全球竞争格局
全球量子计算用同轴电缆市场呈现出寡头竞争的特点。在高端4K以下产品领域，国际厂商荷兰Delft Circuits和美国CryoCoax占据市场主导地位。
Delft的核心产品Cri/oFlex®柔性电缆具有更高的通道密度、增强的可靠性和低温优化的优势。公司特别为该产品制定了技术路线图，到2029年实现突破性的柔性和互连性（引入32通道每个柔性和直接柔性到pcb和芯片接口）。最高密度的量子I/O（从256个通道开始，密度每两年增加4倍，到2027年每个加载器有1,024个通道，到2029年有4,096个通道）和保持高信号完整性（保持低串扰、噪声和热负荷，同时增加信道密度，使先进的量子纠错技术成为可能）。
图2.Cri/oFlex®极低温同轴电缆技术路线图
美国CryoCoax公司开发2K以下 40GHz NbTi极低温同轴电缆组件，以及柔性极低温同轴电缆组件。NbTi超导电缆外径约1.19 mm，产品用于谷歌的量子计算机中，单根售价达3000美元。该公司的低温同轴电缆产品占据全球60%份额，
日本Keycom公司提供铌导体低温超导同轴电缆组件、半刚性同轴线缆、低温强电磁场超导共芯电缆，低温强电磁场超导共芯电缆在低于4K的热梯度下表现出非常良好的性能。
国内的厂商数量不多。西部超导是国内行业龙头，已实现NbTi和Nb3Sn超导线材的批量生产，NbTi线材规格达到0.5-1.6mm直径，临界电流150-1100A(@4T，4.2K)。此外，中国电科十六所开发的低温柔性线缆也逐步进入主流量子实验室，标志着国产替代进程的加速。在成本方面，国产NbTi线材价格约为1-2美元/米，明显低于进口产品，为下游应用提供了更具性价比的选择。
表1.全球低温同轴电缆生产商及产品
全球公司 | 主要产品 |
CryoCoax（美国） | 低温电缆及其组件 |
Delft Circuits（荷兰） | 低温柔性电缆 |
Maybell Quantum Industries（美国） | 半刚性同轴线缆 |
Croax（克罗地亚） | 同轴电缆 |
Keycom（日本） | 低温同轴电缆 |
Star Cryoelectronics（美国） | 低温电缆、低温恒温器、低温配件 |
西部超导（中国） | 铌钛合金超导体(NbTi)超导线缆 |
中国电子科技集团公司第十六研究所（中国） | 低温柔性线缆 |
数据来源：光子盒研究院
四、技术挑战与未来趋势
随着超导量子计算系统向大规模扩展，“布线墙”问题已成为制约其发展的关键物理瓶颈。理论分析表明，一个千比特量级的系统在传统架构下需约3100根控制线，而现有稀释制冷机的布线容量普遍低于1000通道。更为严峻的是，每根线缆引入的寄生热负载会持续消耗系统有限的制冷能力，导致量子芯片基底温度升高与退相干时间缩短，严重制约系统规模扩展。
为突破上述限制，产业界正沿多条技术路径推进创新：
高密度柔性线缆是目前最具工程可行性的方案之一。例如Bluefors开发的柔性印刷电路平台，可在单个侧载端口实现240个通道的集成传输；Delft Circuits推出的Cri/oFlex系列通过结构优化，在3K-0.7K温区实现每通道热负载低于4μW，同时保持了良好的可安装性。
全光布线被视为具有颠覆潜力的技术方向。该方案将微波控制信号通过电光转换在光纤中传输，再于低温端下变频为微波信号驱动量子比特。凭借光纤极低的热导性与高带宽特性，该路径可大幅降低系统热负载，理论上支持百万比特级系统的布线需求。Qphox与Rigetti合作开发的压电光机械转换器，已初步验证了该技术的工程可行性。
复用技术亦展现出重要应用前景。日本团队研发的绝热量子通量参变器-多路复用架构，可将单线微波信号传输密度提升约三个数量级。传统通信中成熟的时分复用与频分复用技术经低温适应性改造后，也能有效减少物理线缆数量，在提升集成度的同时降低系统复杂度与制造成本。
表2.极低温同轴电缆技术路线及挑战
技术路线 | 代表方案 | 优势 | 技术挑战 | 成熟度 |
传统同轴电缆 | 半刚性同轴组件 | 技术成熟、可靠性高 | 布线密度低、热负载大 | 广泛应用中 |
高密度柔性线缆 | Cri/oFlex、FPC | 通道数提升2-5倍 | 高频损耗控制 | 开始商用 |
全光布线 | 电光转换方案 | 理论无限扩展 | 低温光电转换效率 | 实验室阶段 |
复用技术 | 量子参变器复用 | 信号密度提升千倍 | 串扰抑制 | 原理验证 |
数据来源：光子盒研究院
参考文献：
1、Delft Circuits,Delft Circuits and Bluefors Join Forces on Scalable Quantum I/O for Next-Generation Quantum Computers[EB/OL].[2025-10-28].https://delft-circuits.com/delft-circuits-and-bluefors-join-forces-on-scalable-quantum-i-o-for-next-generation-quantum-computers/.
2、光子盒研究院.2025全球量子计算用同轴电缆市场分析报告[R].2025-05
3、未来智库.2025年全球量子计算用同轴电缆市场分析：技术突破与千亿级市场机遇[EB/OL].[2025-10-28].https://www.vzkoo.com/read/2025052849a6fca59c4322d15211f93a.html.
4、Quantum Insider.Delft Circuits Presents its I/O Roadmap for Scaling Quantum Computers towards Thousands of Qubits[EB/OL].[2025-10-28].
5、CryoCoax. Cryogenic Interconnect Solutions[EB/OL].[2025-10-28].https://cryocoax.com/
6、Keycom.Cryogenic (Super-Low temperature)/Superconductive Cables, Components and Systems[EB/OL].[2025-10-28].https://keycom.co.jp/eproducts/upj/top.htm.
