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可編程量子系統控制器 PQSC

2021-12-161017次

Zurich Instruments 的可編程量子系統控制器 PQSC，是一款用于操控所有 QCCS 儀器以實現多量子比特 (多達 100 個) 量子計算的控制器。

Zurich Instruments 的可編程量子系統控制器 PQSC，是一款用于操控所有 QCCS 儀器以實現多量子比特 (多達 100 個) 量子計算的控制器。PQSC 提供的 ZSync 低延遲實時通信鏈，專為量子計算設計：PQSC突破了傳統控制方式的局限，使快速自動化量子比特校準的常規化成為現實。PQSC 的 FPGA 型號是功能強大的 Xilinx UltraScale+。直接對 FPGA 進行編程配置，并通過開發經過優化的新信號處理方案，可以實現更為復雜的功能，例如在特定的量子算法和量子計算機架構中進行快速啟動和糾錯等。

PQSC 擁有 18 個 ZSync 接口，用于連接 Zurich Instruments 的 SHFSG 或 HDAWG, 和 SHFQA，分別用于量子比特的控制和讀取。UHFQA 可以通過 32 位 DIO 接口與 HDAWG 通信，進而通過 HDAWG 連接到 PQSC。可擴展的架構可用于實現超過 100 個 AWG 通道的精準同步，并提供狀態監控，確保量子比特操控的質量和可靠性。ZSync 鏈路可同步所有儀器并將整個系統時鐘控制在亞納秒量級。ZSync 接口提供了一個雙向的數據傳遞接口，可將量子比特讀取結果送至 PQSC 做集中處理，也可發出觸發信號控制下位儀器做出同步響應。ZSync 鏈路具有嚴格的實時信號特性：所有數據傳輸的時間精度可準確到一個時鐘周期，因而可以實現實驗中的快速調試、故障解析和糾錯。LabOne 控制軟件為用戶提供控制所有儀器的高級界面，并支持多種 API，如 Python、LabVIEW?、C、MATLAB?、及 .NET。

主要特點

l 可操控多達 100 個量子比特

l 可同步多達 18 臺 HDAWG, 即 144 個模擬輸出通道

l 通信延時 < 100 ns

l 用戶可編程 FPGA Xilinx? UltraScale+ XCZU15EG-2I

l LabOne? 控制軟件和各種應用開發接口 (API)，包括Python、C、MATLAB?、LabVIEW?，以及 .NET

應用

ü 量子計算

ü 量子模擬: 中性原子阱

ü 量子糾錯

ü 量子比特主動復位

技術參數

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