論文の概要: A Scalable Microarchitecture for Efficient Instruction-Driven Signal
Synthesis and Coherent Qubit Control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.06851v1
- Date: Fri, 13 May 2022 18:52:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-13 06:41:01.581781
- Title: A Scalable Microarchitecture for Efficient Instruction-Driven Signal
Synthesis and Coherent Qubit Control
- Title（参考訳）: 効率的な命令駆動信号合成とコヒーレントビット制御のためのスケーラブルマイクロアーキテクチャ
- Authors: Nader Khammassi, Randy W. Morris, Shavindra Premaratne, Florian Luthi,
Felix Borjans, Satoshi Suzuki, Robert Flory, Linda Patricia Osuna Ibarra,
Lester Lampert, Anne Y. Matsuura
- Abstract要約: 量子アルゴリズムの実行には、専用の量子命令セットを持つ量子コンピュータアーキテクチャが必要である。
フレキシブルISAを用いた効率的な量子ビット制御を実現するスケーラブルな量子ビット制御システムを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9175368456179858
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Execution of quantum algorithms requires a quantum computer architecture with
a dedicated quantum instruction set that is capable of supporting translation
of workloads into actual quantum operations acting on the qubits.
State-of-the-art qubit control setups typically utilize general purpose test
instruments such as arbitrary waveform generators (AWGs) to generate a limited
set of waveforms or pulses. These waveforms are precomputed and stored prior to
execution, and then used to produce control pulses during execution. Besides
their prohibitive cost and limited scalability, such instruments suffer from
poor programmability due to the absence of an instruction set architecture
(ISA). Limited memory for pulse storage ultimately determines the total number
of supported quantum operations. In this work, we present a scalable qubit
control system that enables efficient qubit control using a flexible ISA to
drive a direct digital synthesis (DDS) pipeline producing nanosecond-accurate
qubit control signals dynamically. The designed qubit controller provides a
higher density of control channels, a scalable design, better programmability,
and lower cost compared to state-of-the-art systems. In this work, we discuss
the new qubit controller's capabilities, its architecture and instruction set,
and present experimental results for coherent qubit control.
- Abstract（参考訳）: 量子アルゴリズムの実行には、キュービットに作用する実際の量子演算へのワークロードの変換をサポートする専用の量子命令セットを備えた量子コンピュータアーキテクチャが必要である。
最先端の量子ビット制御設定は通常、任意波形生成器(awgs)などの汎用試験機器を使用して、限られた波形やパルスを生成する。
これらの波形は、実行前にプリ計算され、保存され、実行中に制御パルスを生成するために使用される。
禁止費用とスケーラビリティの制限に加えて、これらの機器は命令セットアーキテクチャ(ISA)が存在しないためにプログラム性に乏しい。
パルス記憶のための限られたメモリは、最終的にサポートされた量子演算の総数を決定する。
本稿では,フレキシブルisaを用いて,ナノ秒精度の量子ビット制御信号を動的に生成する直接ディジタル合成(dds)パイプラインを駆動するスケーラブルな量子ビット制御システムを提案する。
設計されたキュービットコントローラは、制御チャネルの密度が高く、スケーラブルな設計、プログラム性の向上、そして最先端システムに比べて低コストである。
本稿では,新しいqubitコントローラの機能,アーキテクチャと命令セット,コヒーレントなqubit制御の実験結果について述べる。
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