如何扩展多量子比特控制系统

可扩展的多量子比特控制解决方案
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可扩展的同步多量子比特控制

要扩展多量子比特控制系统,需要在保持硬件通道与量子器件之间关系的同时,扩充波形生成、数据采集和数字控制资源。工程师必须将控制通道和读出通道映射到量子比特、耦合器和读出谐振器上,定义器件连接方式,并在已配置的硬件中协调脉冲序列。 随着通道数量的增加,系统必须保持确定性的时序、相位关系、触发协调以及同步采集,以确保各模块之间的操作一致执行。在添加或重新分配资源时,控制配置也需保持有序。当实验采用同时控制操作或分布式读出时,这一点尤为重要,因为系统必须在保持实验定义的时序关系的同时,继续针对正确的量子对象进行操作。

从单机箱向多机箱量子控制的过渡带来了额外的同步和配置挑战。参考时钟、触发信号、同步事件和实验时序必须跨越多个机箱,同时控制和数据采集仍需保持协调。触发时序、通道配置、初始化状态或时钟分配方面的差异可能会导致硬件资源之间出现不一致。工程师还需要在不因每次硬件变更而重新构建实验定义的情况下,扩展量子比特的控制和读出能力。 一致的配置框架有助于保持硬件与量子比特的映射关系,而量子控制同步则可在各模块和机箱之间协调时钟、触发信号和计时。随着系统规模的扩大,这通过保持可重复的序列执行、一致的设备连接以及协调的实验执行,从而支持可扩展的量子控制。

可扩展的多量子比特控制解决方案

通过扩展信号生成、采集、数字控制和同步资源,实现多量子比特控制的扩展,同时保持一致的硬件映射、量子设备连接性和实验时序。是德科技量子控制系统将模块化控制和读出硬件与量子配置相结合,该配置将物理硬件通道映射到量子比特、耦合器和读出谐振器,并定义设备连接关系。 随着额外模块和机箱的加入,同步硬件会协调时钟、触发信号和定时事件,确保整个系统中的波形生成、控制和采集始终保持同步。该架构支持多机箱量子控制,同时保持硬件资源与其所控制或测量的量子对象之间的关联。 工程师无需独立管理每台仪器,也无需为每次实验重新构建配置,即可扩展控制和读出能力。模块化硬件、配置框架以及量子控制同步能力共同构成了可扩展的基础,在增加通道数量的同时,能够保持协调的量子比特控制与读出、可重复的脉冲执行,以及在更大规模量子实验中一致的系统行为。

参见可扩展多量子比特控制方案的框图

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