論文の概要: FPGA-based electronic system for the control and readout of
superconducting quantum processors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.07965v4
- Date: Wed, 29 Jun 2022 09:41:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-11 10:11:15.618055
- Title: FPGA-based electronic system for the control and readout of
superconducting quantum processors
- Title（参考訳）: 超伝導量子プロセッサの制御と読み出しのためのFPGA電子システム
- Authors: Yuchen Yang, Zhongtao Shen, Xing Zhu, Ziqi Wang, Gengyan Zhang,
Jingwei Zhou, Xun Jiang, Chunqing Deng, and Shubin Liu
- Abstract要約: 量子ビット制御と測定のための電子システムは、量子プログラミング言語と量子情報プロセッサの間のブリッジとして機能する。
本稿では,分散同期クロックとトリガアーキテクチャを備えたFPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)ベースの電子システムを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.579273452291658
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Electronic systems for qubit control and measurement serve as a bridge
between quantum programming language and quantum information processors. With
the rapid development of superconducting quantum circuit (SQC) technology,
synchronization in a large-scale system, low-latency execution, and low noise
are required for electronic systems. Here, we present a field-programmable gate
array (FPGA)-based electronic system with a distributed synchronous clock and
trigger architecture. The system supports synchronous control of qubits with
jitters of approximately 5 ps. We implement a real-time digital signal
processing system in the FPGA, enabling precise timing control, arbitrary
waveform generation, IQ demodulation for qubit state discrimination, and the
generation of real-time qubit-state-dependent trigger signals for
feedback/feedforward control. The hardware and firmware low-latency design
reduces the feedback/feedforward latency of the electronic system to 125 ns,
significantly less than the decoherence times of the qubit. Finally, we
demonstrate the functionalities and low-noise performance of this system using
a fluxonium quantum processor.
- Abstract（参考訳）: 量子ビット制御と測定のための電子システムは、量子プログラミング言語と量子情報プロセッサの橋渡しとして機能する。
超伝導量子回路(SQC)技術の急速な発展に伴い、大規模システムでの同期、低レイテンシ実行、低ノイズが電子システムに要求される。
ここでは、分散同期クロックとトリガアーキテクチャを備えたフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)ベースの電子システムを提案する。
このシステムは、約5psのジッタでキュービットの同期制御をサポートする。
fpgaにリアルタイムディジタル信号処理システムを実装し、正確なタイミング制御、任意の波形生成、量子ビット状態識別のためのiq復調、フィードバック/フィードフォワード制御のためのリアルタイム量子ビット状態依存トリガー信号の生成を可能にする。
ハードウェアとファームウェアの低遅延設計は、電子システムのフィードバック/フィードフォワードレイテンシを125 nsに削減し、qubitのデコヒーレンスタイムを大幅に削減する。
最後に、このシステムの機能と低ノイズ性能を、fluxonium量子プロセッサを用いて実証する。
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