Нежелательная связь сигналов между соседними каналами или компонентами.Перекрестные помехи — это нежелательная связь сигналов между соседними каналами или компонентами, когда сигнал из одной цепи или линии передачи просачивается в другую. В бытовом смысле это «наложение», которое вы слышите, когда в телефонном разговоре улавливается слабый второй разговор, или призрачное изображение на экране телевизора, вызванное отраженным сигналом. В физике и технике перекрестные помехи являются фундаментальным ограничением в любой системе, где множество элементов, передающих сигналы, расположены близко друг к другу, — от микросхем до квантовых процессоров.
Термин возник в ранней телефонной технике в конце XIX века, когда несколько разговоров по соседним проводам заметно мешали друг другу. Систематическое изучение началось с работ Оливера Хевисайда по линиям передачи в 1880-х годах.
Перекрестные помехи возникают в основном за счет двух механизмов: емкостной и индуктивной связи. Когда два проводника идут параллельно, переменное напряжение на одном создает электрическое поле, которое индуцирует заряд на другом (емкостная связь), а переменный ток создает магнитное поле, которое индуцирует ток в другом (индуктивная связь). Эффект усиливается с частотой и близостью, поэтому высокоскоростные или высокочастотные системы особенно уязвимы. В квантовых устройствах перекрестные помехи также могут возникать из-за общих колебаний подложки или блуждающих фотонов, вызывая нежелательные взаимодействия между кубитами.
Перекрестные помехи являются ключевым ограничением при проектировании сверхпроводящих квантовых чипов, где они снижают когерентность кубитов и точность вентилей; инженеры используют тщательную компоновку, экранирование и компенсационные импульсы для их минимизации.
В 1950-х годах перекрестные помехи в подводных телефонных кабелях были настолько сильными, что инженеры разработали «компандеры» — компрессоры и экспандеры, — которые намеренно искажали сигнал, чтобы замаскировать утечку.
