論文の概要: Radio frequency mixing modules for superconducting qubit room
temperature control systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.00066v3
- Date: Fri, 23 Jul 2021 00:15:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-18 05:32:17.159220
- Title: Radio frequency mixing modules for superconducting qubit room
temperature control systems
- Title（参考訳）: 超伝導量子室温制御システムのための高周波混合モジュール
- Authors: Yilun Xu, Gang Huang, David I. Santiago and Irfan Siddiqi
- Abstract要約: RF混合モジュールは2.5GHzから8.5GHzのRFとLOの周波数で動作するように設計されている。
超伝導量子プロセッサの室温制御システムに一体化してRF混合基板の動作を検証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.841500076411464
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: As the number of qubits in nascent quantum processing units increases, the
connectorized RF (radio frequency) analog circuits used in first generation
experiments become exceedingly complex. The physical size, cost and electrical
failure rate all become limiting factors in the extensibility of control
systems. We have developed a series of compact RF mixing boards to address this
challenge by integrating I/Q quadrature mixing, IF(intermediate
frequency)/LO(local oscillator)/RF power level adjustments, and DC (direct
current) bias fine tuning on a 40 mm $\times $ 80 mm 4-layer PCB (printed
circuit board) board with EMI (electromagnetic interference) shielding. The RF
mixing module is designed to work with RF and LO frequencies between 2.5 and
8.5 GHz. The typical image rejection and adjacent channel isolation are
measured to be $\sim$27 dBc and $\sim$50 dB. By scanning the drive phase in a
loopback test, the module short-term amplitude and phase linearity are
typically measured to be 5$\times$10$^{-4}$
(V$_{\mathrm{pp}}$/V$_{\mathrm{mean}}$) and 1$\times$10$^{-3}$ radian (pk-pk).
The operation of RF mixing board was validated by integrating it into the room
temperature control system of a superconducting quantum processor and executing
randomized benchmarking characterization of single and two qubit gates. We
measured a single-qubit process infidelity of $9.3(3) \times 10^{-4}$ and a
two-qubit process infidelity of $2.7(1) \times 10^{-2}$.
- Abstract（参考訳）: 量子処理ユニットの量子ビット数が増加するにつれて、第1世代実験で使用されるコネクタ化されたRFアナログ回路は非常に複雑になる。
物理的サイズ、コスト、電気的故障率は全て制御システムの拡張性に制限因子となる。
I/Q二次混合、IF/LO/RFパワーレベル調整、直流(直流)バイアス微調整を40 mm $\times $ 80 mm 4-layer PCB(プリント回路基板)基板とEMI(電磁妨害)シールドと組み合わせることで、この課題に対処するためのコンパクトなRF混合基板を開発した。
RF混合モジュールは2.5GHzから8.5GHzのRFとLOの周波数で動作するように設計されている。
典型的な画像拒絶と隣接するチャネル分離は、$\sim$27 dbcと$\sim$50 dbと測定される。
ループバックテストで駆動位相を走査することで、モジュールの短期振幅と位相線形性は通常、5$\times$10$^{-4}$ (v$_{\mathrm{pp}}$/v$_{\mathrm{mean}}$)、1$\times$10$^{-3}$ radian (pk-pk)と測定される。
RF混合基板の動作は、超伝導量子プロセッサの室温制御システムに統合し、単一および2つの量子ビットゲートのランダム化ベンチマーク特性を実行することにより検証された。
単量子プロセス不完全度は9.3(3) \times 10^{-4}$、2量子プロセス不忠実度は2.7(1) \times 10^{-2}$である。
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