論文の概要: The QICK Box: A Modular RF Front-End System for Quantum Control and Readout

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.03609v1
• Date: Fri, 02 Oct 2026 17:08:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-06 00:14:30.50759
• Title: The QICK Box: A Modular RF Front-End System for Quantum Control and Readout
• Title（参考訳）: QICK Box:量子制御と読み出しのためのモジュールRFフロントエンドシステム
• Abstract要約: QICK(Quantum Instrumentation Control Kit)は、量子情報科学のためのスタンドアロンのオープンソース管理システムである。 QICKは高度に最適化された制御キットであり、複数のアプリケーションで使える関数のライブラリである。 本稿では,QICK Boxのハードウェアの詳細と性能について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.013865675570331
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The QICK (Quantum Instrumentation Control Kit), first introduced in 2022, is a standalone open source control system for quantum information science. Since then, QICK has been migrated to new hardware platforms, expanded its functionality for applications with different types of qubits (superconducting, atomic, ion-trapped, and spin defects), as well as quantum sensors, and quantum networks. QICK is a highly optimized control kit, with a library of functions that can be used for more than one application. In particular, the software and firmware are customized to minimize latency and maximize control performance and throughput. In this white paper, we describe hardware details and performance of the QICK Box. The QICK Box features up to 16 outputs, up to 8 inputs, and 8 20-bit DC biases. Modular output and input daughtercards give the choice of signal chains optimized for fast DC-coupled signals or RF signals up to 10 GHz. Power levels, step attenuation, and bandpass filtering are controlled by software. We demonstrate the system's performance through single-shot readout measurements of a six-transmon device at the Quantum Underground Instrumentation Experimental Testbed (QUIET) at Fermilab, achieving (91.7 +/- 0.4)% readout fidelity limited by T1 decay during the readout. The single shot readout signal-to-noise ratio (SNR) is 4.4 +/- 0.1 without a quantum amplifier, confirming that the QICK Box is suitable for high-fidelity quantum control and measurement applications. Advances in firmware and software will be described in a separate paper.
• Abstract（参考訳）: QICK(Quantum Instrumentation Control Kit)は、2022年に初めて導入された、量子情報科学のためのスタンドアロンのオープンソース管理システムである。 それ以来、QICKは新しいハードウェアプラットフォームに移行し、量子センサーや量子ネットワークだけでなく、様々な種類の量子ビット(超伝導、原子、イオントラップ、スピン欠陥)を持つアプリケーション向けの機能を拡張してきた。 QICKは高度に最適化された制御キットであり、複数のアプリケーションで使える関数のライブラリである。 特に、ソフトウェアとファームウェアは、レイテンシを最小化し、パフォーマンスとスループットを最大化するためにカスタマイズされる。 本稿では,QICK Boxのハードウェアの詳細と性能について述べる。 QICK Boxには最大16の出力、8の入力、8の20ビットDCバイアスがある。 モジュール出力と入力カードは、高速DC結合信号やRF信号に最適化された信号チェーンを最大10GHzまで選択する。 パワーレベル、ステップ減衰、バンドパスフィルタリングはソフトウェアによって制御される。 本研究では,FermilabのQuantum Underground Instrumentation Experimental Testbed (QUIET) において,T1の崩壊によって制限された(91.7 +/- 0.4)%のリードアウト忠実度を達成し,シングルショットのリードアウト測定によりシステムの性能を実証する。 SNR(Single shot readout signal-to-noise ratio)は、量子増幅器を使わずに4.4+/-0.1であり、QICK Boxは高忠実な量子制御と測定に適していることを確認した。 ファームウェアとソフトウェアの進歩について、別の論文で説明します。

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