論文の概要: Quantum Instrumentation Control Kit -- Defect Arbitrary Waveform Generator (QICK-DAWG): A Quantum Sensing Control Framework for Quantum Defects

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.18253v1
• Date: Thu, 30 Nov 2023 05:03:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-01 17:51:44.661375
• Title: Quantum Instrumentation Control Kit -- Defect Arbitrary Waveform Generator (QICK-DAWG): A Quantum Sensing Control Framework for Quantum Defects
• Title（参考訳）: Quantum Instrumentation Control Kit -- Defect Arbitrary Waveform Generator (QICK-DAWG): 量子欠陥に対する量子センシング制御フレームワーク
• Authors: Emmeline G. Riendeau, Luca Basso, Jasmine J. Mah, Rong Cong, MA Sadi, Jacob Henshaw, KM Azizur-Rahman, Aulden Jones, Gajadhar Joshi, Michael P. Lilly, Andrew A. Mounce
• Abstract要約: 量子計測制御キット - Defect Arbitrary Waveform Generator (QICK-DAWG) のソフトウェアおよびファームウェア拡張について述べる。 QICK-DAWGは、RFSoC FPGAを用いたダイヤモンドや他の量子欠陥の完全な量子制御と窒素空孔欠陥の測定をサポートする。 我々は、QICK-DAWGがオープンソースの量子ハードウェアの強力な新しいパラダイムであり、量子センシングの参入障壁とコストを大幅に低下させることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum information communication, sensing, and computation often require complex and expensive instrumentation resulting in a large entry barrier. The Quantum Instrumentation Control Kit (QICK) overcomes this barrier for superconducting qubits with a collection of software and firmware for state-of-the-art radio frequency system on chip (RFSoC's) field programmable gate architecture (FPGA) chips. Here we present a software and firmware extension to QICK, the Quantum Instrumentation Control Kit - Defect Arbitrary Waveform Generator (QICK-DAWG), which is an open-source software and firmware package that supports full quantum control and measurement of nitrogen-vacancy defects in diamond and other quantum defects using RFSoC FPGAs. QICKDAWG extends QICK to the characterization of nitrogen-vacancy defects and other diamond quantum defects by implementing DC-1 GHz readout, AOM or gated laser control, and analog or photon counting readout options. QICK-DAWG also adds pulse sequence programs and data analysis scripts to collect and characterize photoluminescence (PL) intensity, optically detected magnetic resonance (ODMR) spectra, PL readout windows, Rabi oscillations, Ramsay interference spectra, Hahn echo spin-spin relaxation times T$_2$, and spin-lattice relaxation times T$_1$. We demonstrate that QICK-DAWG is a powerful new paradigm of open source quantum hardware that significantly lowers the entry barrier and cost for quantum sensing using quantum defects.
• Abstract（参考訳）: 量子情報通信、センシング、計算は、しばしば複雑で高価な機器を必要とするため、大きな侵入障壁となる。 量子インスツルメンテーション制御キット(QICK)は、チップ(RFSoC)フィールドプログラマブルゲートアーキテクチャ(FPGA)チップ上の最先端無線周波数システムのためのソフトウェアとファームウェアのコレクションにより、量子ビットの超伝導に対するこの障壁を克服する。 本稿では,オープンソースのソフトウェアおよびファームウェアパッケージであるqick-dawg (defack arbitrary waveform generator) のソフトウェアおよびファームウェア拡張であるqick(quantum instrumentation control kit)について述べる。 QICKDAWGは、QICKを拡張して、DC-1GHzの読み出し、AOMまたはゲートレーザー制御、アナログまたは光子カウントの読み出しオプションを実装することで、窒素空孔欠陥やその他のダイヤモンド量子欠陥を特徴づける。 QICK-DAWGはまた、光発光(PL)強度の収集と特徴付けのためのパルスシーケンスプログラムとデータ解析スクリプト、光検出磁気共鳴(ODMR)スペクトル、PLリードアウトウィンドウ、ラビ振動、ラムゼー干渉スペクトル、ハーンエコースピン緩和時間T$_2$、スピン格子緩和時間T$_1$を追加している。 qick-dawgは、量子欠陥を用いた量子センシングの参入障壁とコストを大幅に削減する、オープンソースの量子ハードウェアの強力な新しいパラダイムである。

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