プログラマブル量子システムコントローラー
PQSC
Zurich Instruments PQSC Programmable Quantum System Controller は、最大 100 キュビット以上の量子コンピューターに必要な機器を統合します。
ZSync の低遅延リアルタイム通信リンクは、量子コンピューティング専用に設計されています。PQSC は、従来の制御アプローチの実際的な制限を克服し、自動化された迅速な量子ビットキャリブレーションルーチンを実現します。
強力なザイリンクス UltraScale + FPGA へのアクセスをプログラミングすることは、使用する特定のアルゴリズムとコンピューターアーキテクチャに適応した迅速な調整とエラー修正のための、新しい最適化された処理ソリューションを開発するための基盤です。
主な機能
- 最大 100 キュビットを制御
- 最大 18 個の HDAWG、つまり 144 個の出力チャンネルの同期
-
< 100 ns の通信遅延 FPGA ザイリンクスへのユーザアクセスによる
カスタマイズ®ウルトラスケール +™ XCZU15EG-2I -
LabOne® コントロールソフトウェア（チェックの互換性）および
LabVIEW、 Python、C、MATLAB、.NET用 API
応用
- 超伝導キュービット
- 半導体スピンキュービット
- トラップされたイオンキュービット
説明
PQSC には、量子ビット制御用の Zurich Instruments HDAWG および 量子ビット読み出し用の UHFQA と接続するための 18 個の ZSync ポートが付属しています。スケーラブルなアーキテクチャは、100 以上のより正確に同期された AWG チャネルのセットアップをサポートし、ステータスモニタリングを提供して、キュービット調整ルーチンの品質と信頼性を保証します。
ZSync リンクは、システムクロックをすべての機器に配信し、すべての機器をサブナノ秒レベルに同期します。さらに、中央処理のためにキュービット読み出し結果を PQSC に送信し、同期動作を開始するためにスレーブ機器にトリガ信号を送信する双方向データインターフェイスを提供します。
ZSync リンクは厳密なリアルタイム動作に準拠しており、すべてのデータ転送は単一クロックサイクルの精度で予測可能です。これにより、迅速な調整手順の実装が可能になり、シンドロームデコードおよびエラー修正ルーチン。
LabOne 制御ソフトウェアは、システム内のすべての計測器に高レベルのインターフェースを提供し、LabVIEW、Python、C、MATLAB、.NET 用の API が付属しています。
仕様
FPGA
| タイプ | ザイリンクス® ウルトラスケール +™ XCZU15EG-2I |
|---|---|
| システムロジックセル | 747k |
| CLBフリップフロップ | 682k |
| CLB LUT | 341k |
| DSPスライス | 3,528 |
| ブロックRAM | 26.2 Mb |
| UltraRAM | 31.5 Mb |
CPU とメモリ
| アプリケーションプロセッサ | 最大1,333 MHz のクアッド ARM®Cortex TM-A53 |
|---|---|
| リアルタイムプロセッサ | 最大533 MHz のデュアル ARM®Cortex TM-R5 |
| SDRAM | ECC 付き4 GB DDR4 |
クロック
| 入力周波数 | 10 MHz / 100 MHz を自動検出 |
|---|---|
| 入力結合 | 50Ω、SMA コネクタ |
| 出力周波数 | 切り替え可能な 10 MHz / 100 MHz |
| 出力振幅 | 50Ωで > 1 V pp |
接続性など
| ホスト接続 | LAN / イーサネット、1 ギガビット / 秒のUSB 3.0、USB 2.0を超える JTAG ザイリンクスについて® の ChipScope™ アクセス |
|---|---|
| デバイス接続 | 18 個の ZSync ポート |
| ZSync通信帯域幅 | ダウンストリーム 200 MB / s アップストリーム 100 MB / s |
| ZSync通信遅延 | <100 ns |
| 引き金 | ２つのトリガ入力、２つのトリガ出力、SMA コネクタ上の 3.3 V TTL |
| デジタル I / O | 32 ビット、3.3 V TTL、汎用 |
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