介绍了用于量子计算的新一代信号发生器

随着量子计算技术的不断进步，对支撑技术的需求也越来越大。

图1所示。图片来源:苏黎世仪器公司

自从IBM宣布推出65量子位机¹再加上软件开发工具包和对量子机器的云接入，量子计算的各种应用的诱人潜力似乎比以往任何时候都更有可能实现。²

但是利用量子计算机的能力意味着在信号发生器的帮助下控制量子位元的能力。信号发生器帮助编程脉冲序列作为控制设备，可以根据需要修改量子位元的状态，形成逻辑操作的基础。

为此，苏黎世仪器公司设计了SHFSG信号发生器，这是市场上第一个用于量子位控制的解决方案。

SHFSG信号发生器

的SHFSG信号发生器由苏黎世仪器公司生产的量子计算机可以用来产生自由可编程的脉冲序列，特别设计用于操纵自旋和超导量子位元。^3.

这种类型的量子位目前在一些最广泛使用的量子计算机设计中使用。人们相信超导量子位元提供的长相干时间为更大的系统提供了最有潜力的架构之一。

一个SHFSG可以用来操纵一个小的量子位设置，几个同步系统可以控制具有100多个量子位的系统。

得益于其开源LabOne软件，该软件具有与QCoDeS和Labber的驱动程序兼容性，SHFSG信号发生器简化了控制和接口过程。SHFSG还提供了对MATLAB的API支持^®， Python， . net, C/ c++和LabVIEW™。

SHFSG配有4或8个模拟输出量子位控制选项。该装置是苏黎世仪器全量子计算控制系统的一个组成部分。⁴QCCS是一个可定制的系统，可以灵活地针对任何应用程序进行定制。

QCCS旨在减少开发系统校准和控制过程的工作量。所有这些特性简化了量子计算相关应用研究的过程。

信号清晰

的SHFSG信号发生器对于量子计算的应用是至关重要的，它是专门为高保真信号的产生而设计的。在产生短脉冲的情况下，它产生输出带宽为1 GHz的无误差微波信号。它具有高达8.5 GHz的可变载波频率。

产生这样的信号通常是一个多步骤的过程，包括微波信号发生器、任意波形发生器和混频器电路。

由于SHFSG集成了所有这些在一个单一的盒子和使用超外差频率转换方法，校准程序的需要，这可能是另一个误差来源，避免了。

超外差法也适用于SHFSG的信号质量。与标准的基于iq的混频器技术相比，它能在实现高输出功率的同时改善线性度和减少杂散音调。

在整个频率范围内，输出信号的稳定性非常高，具有低定时抖动和低相位噪声。

在QCCS框架内，SHSFG可以与快速反馈和纠错协议相结合。这涉及到反馈技术，如量子误差校正和主动复位，可以通过ZSync接口连接。

在量子计算中，量子位元本质上是不稳定和脆弱的，特别是随着架构尺寸的增加，减少错误和错误校正对算法的成功完成至关重要。

图2。图片来源:苏黎世仪器公司

更快的计算

虽然通过改进纠错可以减少计算时间，但作为一个单箱系统SHSFG信号发生器在许多其他方面也节省了时间。其中一种方法是最小化系统维护时间，避免校准许多不同的信号源。

SHSFG最小化了用于复杂信号产生的存储空间，从而减少了仪器内的总通信时间，从而提高了测量时间。

当涉及到更大的量子计算机时，通信时间基本上会在调试时间上形成阻塞。因此，SHSFG是一种有效的、完全可扩展的解决方案，适用于任何规模的量子计算控制架构。

PQSC显示了同步多个SHFSGs的潜力，并具有<100 ns的通信延迟。⁵用户可以使用内部或外部触发的10或100 MHz的时钟速度。每个通道包括一个专用的触发器输入，可以通过SMA连接。

苏黎世仪器公司与欧洲的一些先锋团队联合开发了这种脉冲序列发生器，以确保设备设计的所有功能都是为真正的研究应用定制的。

用户现在可以使用首个市场准备的量子计算控制系统简化和简化实验室配置的测量控制，并发现复杂脉冲序列可靠生产的新潜力，可以为他们的研究做什么。

发射Event-April 29^th, 2021年

为了让用户更好地了解苏黎世仪器的信号发生器如何有助于他们的应用，该公司将于4月29日举办一场发布活动^th, 2021年。该活动将以产品演示、技术和实践概述以及提问和回答环节为特色。用户可以找到注册和进一步的细节在这里．

在这里注册启动事件

参考文献

1. Cho, a . (2020) IBM承诺推出100量子位量子计算机，https://www.亚博老虎机网登录sciencemag.org/news/2020/09/ibm-promises-1000-qubit-quantum-computer-milestone-2023#:~:text=IBM's%20current%20largest%20quantum%20computer,run%20on%20different%20quantum%20computers.，于2021年4月2日生效
2. IBM(2021)量子计算，https://www.ibm.com/quantum-computing/于2021年4月2日通过
3. 苏黎世仪器(2021)https://www.zhinst.com/europe/en/products/shfsg-signal-generator，于2021年4月2日生效
4. 苏黎世工具(2021)手法
5. 苏黎世仪器(2021)可编程量子系统控制器，https://www.zhinst.com/europe/en/products/pqsc-programmable-quantum-system-controller

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这些信息已经从苏黎世仪器提供的材料中获取、审查和改编。亚博网站下载

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