論文の概要: A Low-Noise and High-Stability DC Source for Superconducting Quantum Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.00297v1
- Date: Thu, 01 May 2025 04:39:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-02 19:15:55.223281
- Title: A Low-Noise and High-Stability DC Source for Superconducting Quantum Circuits
- Title（参考訳）: 超伝導量子回路用低雑音・高安定性直流光源
- Authors: Daxiong Sun, Jiawei Zhang, Peisheng Huang, Yubin Zhang, Zechen Guo, Tingjin Chen, Rui Wang, Xuandong Sun, Jiajian Zhang, Wenhui Huang, Jiawei Qiu, Ji Chu, Ziyu Tao, Weijie Guo, Xiayu Linpeng, Ji Jiang, Jingjing Niu, Youpeng Zhong, Dapeng Yu,
- Abstract要約: 66量子ビット量子プロセッサの制御エレクトロニクスに統合され、QPowerは87.6mumathrms$とRamsey $T = 5.1mumathrms$のキュービット時間を実現する。
このモジュラー設計はコンパクトでエネルギー消費が効率的であり、中間スケールの量子プロセッサのためのスケーラブルなDCソースソリューションを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.58199509590322
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: With the rapid scaling of superconducting quantum processors, electronic control systems relying on commercial off-the-shelf instruments face critical bottlenecks in signal density, power consumption, and crosstalk mitigation. Here we present a custom dual-channel direct current (DC) source module (QPower) dedicated for large-scale superconducting quantum processors. The module delivers a voltage range of $\pm$7 V with 200 mA maximum current per channel, while achieving the following key performance benchmarks: noise spectral density of 20 nV/$\sqrt{\mathrm{Hz}}$ at 10 kHz, output ripple $<$500 $\mu$V$_{\mathrm{pp}}$ within 20 MHz bandwidth, and long-term voltage drift $<$5 $\mu$V$_{\mathrm{pp}}$ over 12 hours. Integrated into the control electronics of a 66-qubit quantum processor, QPower enables qubit coherence times of $T_1 = 87.6~\mu\mathrm{s}$ and Ramsey $T_2 = 5.1~\mu\mathrm{s}$, with qubit resonance frequency drift constrained to $\pm$40 kHz during 12-hour operation. This modular design is compact in size and efficient in energy consumption, providing a scalable DC source solution for intermediate-scale quantum processors with stringent noise and stability requirements, with potential extensions to other quantum hardware platforms and precision measurement.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子プロセッサの急速なスケーリングにより、市販のオフザシェルフ機器に依存する電子制御システムは、信号密度、消費電力、クロストーク緩和において重大なボトルネックに直面している。
ここでは、大規模超伝導量子プロセッサ専用の2チャネル直流(DC)ソースモジュール(QPower)について述べる。
20 nV/$\sqrt{\mathrm{Hz}}$ 10 kHz、出力 ripple $<$500$\mu$V$_{\mathrm{pp}}$ 20MHz帯域内での出力 ripple $<$500$\mu$V$_{\mathrm{pp}}$ 20MHz帯域内の長期電圧ドリフト$<$5$\mu$V$_{\mathrm{pp}}$ 12時間以上。
QPowerは66量子ビット量子プロセッサの制御エレクトロニクスに統合され、12時間動作中に量子ビットコヒーレンス時間を$T_1 = 87.6~\mu\mathrm{s}$とRamsey $T_2 = 5.1~\mu\mathrm{s}$とすることができる。
このモジュラー設計は、コンパクトでエネルギー消費の効率が良く、厳密なノイズと安定性の要求のある中間スケールの量子プロセッサのためのスケーラブルなDCソースソリューションを提供し、他の量子ハードウェアプラットフォームへの潜在的な拡張と精度測定を提供する。
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