L'analyseur quantique UHFQA de Zurich Instruments est un instrument unique qui permet de lire en parallèle jusqu'à 10 qubits supraconducteurs ou de spin avec une vitesse et une fidélité maximales. L'UHFQA fonctionne sur une plage de fréquences allant jusqu'à ±600 MHz avec une résolution de synchronisation de l'ordre de la nanoseconde, et il dispose de 2 entrées et sorties de signaux pour un fonctionnement en bande de base IQ. Grâce à son traitement temps réel des signaux avec une faible latence, utilisant des filtres appariés, des opérations matricielles et la discrimination d'état, l'UHFQA répond parfaitement au développement d'ambitieux projets d'informatique quantique pour 100 qubits et plus.
Analyseur quantique 600 MHz
Caractéristiques principales
- 1.8 GSa/s, plage de mesure de ±600 MHz par modulation à bande latérale unique (SSB)
- Entrée double canal 12 bits, AWG double canal 14 bits
- Lecture parallèle jusqu'à 10 qubits
- Filtres adaptés configurables, conditionnement du signal, suppression du crosstalk, opérations de seuil
- Logiciel de contrôle LabOne® et API pour Python, C, MATLAB®, LabVIEW™ et .NET
Prix
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- Introduction
- Applications
- Points Forts
- Description Fonctionnelle
- Spécifications
- Questions et Réponses
- Informatique quantique
- Qubits supraconducteurs
- Qubits de spin des semi-conducteurs
- Lecture multiplexée en fréquence
- Lecture du qubit single-shot
- Réinitialisation active du qubit
- Spectroscopie du qubit
- Oscillations de Rabi
Lecture rapide et haute fidélité
L'UHFQA effectue des mesures par impulsions pour déterminer l'amplitude et la phase de transmission de l'appareil testé. Il existe deux méthodes pour maximiser le rapport signal/bruit (SNR) : la mise en forme des impulsions et le filtrage adapté. La mise en forme des impulsions à l'aide d'un générateur de formes d'onde arbitraires minimise le temps de montée et de descente en fréquence, même pour un dispositif ayant une réponse lente. La réponse en escalier des filtres numériques de l'UHFQA peut être adaptée à la réponse transitoire du dispositif en programmant une fonction de pondération de 4 kSa de long pour chaque filtre. Par rapport à une simple intégration non pondérée, l'application d'un filtre correctement adapté améliore considérablement le SNR.
Configuration de mise à l'échelle
La mesure de 10 qubits sur une seule ligne à micro-ondes permet d'optimiser la chaîne d'amplification cryogénique. Un processeur de signal matriciel 10×10 configurable permet de supprimer systématiquement le crosstalk et, par conséquent, d'assouplir les tolérances dans la fabrication des dispositifs. En combinaison avec le HDAWG, plusieurs UHFQA constituent une couche d'instrumentation entièrement synchronisée pour le contrôle et la lecture des qubits dans le stack quantique. L'interface DIO de 32 bits à faible latence permet d'effectuer le feed-forward de l'état à plusieurs qubits pour la correction des erreurs quantiques, en particulier.
Logiciel prêt pour le monde quantique
L'UHFQA est contrôlé par LabOne et ses API pour Python, C, MATLAB®, LabVIEW™ et .NET. Une bibliothèque d'exemples étendue en Python facilite l'intégration directe dans les cadres de mesure établis. Grâce aux fonctionnalités de structuration et de traitement des données fournies par le serveur de données LabOne, la partie utilisateur de la pile logicielle reste simple et facile à maintenir.
Mesure du qubit
Mémoire du filtre | 4096 Sa/canal |
Opérations matricielles en temps réel | 1× deskew (2×2 réelles) 10× rotation (2×2 réelles) 1x suppression du crosstalk (10×10 complexes) |
Éléments de la matrice | Fourchette de -1 à +1 Résolution < 20-6 |
Acquisition des données | Mémoire 1 MSa Max. 217 moyennes |
Mémoire de l'Oscilloscope | 4096 Sa/canal, 2 canaux |
Moyenne de l'Oscilloscope | Max. 215 moyennes |
Unité des statistiques | Comptage du nombre de 1 logique dans le modèle binaire Comptage du nombre de transitions dans le modèle binaire |
Signaux d'entrée
Gamme de fréquences | DC - 600 MHz |
Impédance d'entrée | 50 Ω ou 1 MΩ || 18 pF |
Bruit de la tension d'entrée | 4 nV/√Hz au-dessus de 100 kHz |
Plages d'entrée | ±10 mV à ±1.5 V |
Conversion A/D | 12 bits, 1.8 GSa/s |
Générateur de formes d'onde arbitraires
Canaux | 2 |
Marqueurs | 2/canal |
Conversion D/A | 14 bits, 1.8 GSa/s |
Gammes de sorties | ±150 mV, ±1.5 V (charge à haute impédance) -12.5 dBm, +7.5 dBm (charge 50 Ω) |
Mémoire des formes d'onde | 128 MSa/canal (principal) 32 kSa/canal (cache) |
These specifications have been translated from English. Please note that the official reference for product specifications is always the user manual.
UHFQA Q&R
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L'UHFQA est conçu pour des méthodes de lecture basées sur la mesure pulsée et intégrée dans le temps d'un signal radiofréquence (RF) sur des échelles de temps allant de quelques dizaines de nanosecondes à quelques millisecondes. Cela couvre notamment la lecture dispersive de qubits supraconducteurs dans une architecture QED de circuit ainsi que certaines méthodes de réflectométrie RF utilisées pour lire les qubits de spin des semi-conducteurs.
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L'UHFQA ne dispose pas de la fonctionnalité de comptage qui est généralement requise pour les mesures de qubit d'ions piégés. Pour ces expériences, nous recommandons le générateur de formes d'onde arbitraires HDAWG, qui combine la fonctionnalité AWG multicanaux avec un compteur d'impulsions. L'UHFQA n'est pas non plus conçu pour les schémas de mesure basés sur des mesures de tension ou de courant continu, ni pour les méthodes reposant sur la détection des événements de tunnelage d'électrons.
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Non, les options de mise à niveau disponibles pour l'UHFLI et l'UHFAWG ne sont pas disponibles pour l'UHFQA. Cependant, le générateur de formes d'onde arbitraires de l'UHFQA est identique au générateur de formes d'onde arbitraires UHF-AWG.
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L'UHFQA se connecte au contrôleur de système quantique programmable PQSC avec l'interface VHDCI DIO 32 bits. Cela permet de transférer les résultats de lecture des qubits au PQSC. L'UHFQA peut également se connecter au générateur de formes d'onde arbitraires HDAWG avec l'interface VHDCI 32 bits. Cela peut être utile pour les protocoles de base de feed-forward. En raison des différents niveaux de tension (5 V de l'UHFQA et 3.3 V du HDAWG), un diviseur de tension est nécessaire dans ce cas. Veuillez contacter Zurich Instruments pour de plus amples informations.
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Non. L'UHFQA peut être contrôlé, et ses données de mesure obtenues, avec un ordinateur conventionnel. Les données de mesure pour le traitement en temps réel peuvent être transmises comme un signal TTL parallèle de base à une électronique numérique personnalisée de la même manière qu'elles peuvent être envoyées au PQSC.
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Non. L'UHFQA peut être déclenché par n'importe quel générateur de formes d'onde arbitraires conventionnel ou par une source de déclenchement interne.
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L'UHFQA est livré avec le logiciel LabOne et ses API pour Python, C, MATLAB, LabVIEW et .NET. Un pilote Python pour le cadre de mesure open source QuCoDeS est disponible, mais veuillez noter que ce pilote n'est pas maintenu par Zurich Instruments. Les exemples d'API Python inclus dans le logiciel dépendent de l'application de lecture des qubits et permettent une intégration rapide dans d'autres cadres de mesure.
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Son but est de compenser le crosstalk du signal et le déséquilibre de phase du mélangeur IQ.
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Leur but est de transformer le signal après l'intégration pour chaque qubit afin que le signal soit dans une seule quadrature de signal.
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Son but est d'éliminer les effets du couplage indésirable entre les éléments de circuit de la puce de calcul quantique, par exemple le couplage d'un qubit au résonateur de lecture d'un autre qubit.