L'analizzatore quantistico UHFQA di Zurich Instruments è uno strumento unico per la lettura parallela fino a 10 qubit superconduttori o di spin con la massima velocità e fidelity. L'UHFQA opera su un intervallo di frequenze fino a ±600 MHz con una risoluzione temporale dell'ordine di nanosecondi, e dispone di 2 ingressi e uscite di segnale per il funzionamento in banda base IQ. Grazie alla sua catena di elaborazione del segnale a bassa latenza di filtri abbinati, alle operazioni matriciali in tempo reale e alla discriminazione di stati quantistic, l'UHFQA supporta lo sviluppo di progetti di computazione quantistica per 100 qubit e oltre.
Analizzatore quantistico 600 MHz
Caratteristiche principali
- 1.8 GSa/s, gamma di misura ±600 MHz con modulazione a banda laterale unica
- Ingresso a 12 bit a doppio canale, 14 bit a doppio canale AWG
- Lettura parallela fino a 10 qubit
- Filtri accoppiati configurabili, condizionamento del segnale, soppressione del crosstalk, operazioni di soglia
- Software di controllo LabOne® e API per Python, C, MATLAB®, LabVIEW™ e .NET
Prezzo
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Documentazione
- Introduzione
- Applicazioni
- Punti salienti
- Descrizione funzionale
- Specifiche tecniche
- Domande e risposte
- Computazione quantistica
- Qubit superconduttori
- Qubit di spin
- Lettura 'frequency-multiplexed'
- Lettura dei qubit 'single-shot'
- Reset attivo dei qubit
- Spettroscopia dei qubit
- Oscillazioni di Rabi
Lettura veloce con alta fidelity
L'UHFQA esegue misure impulsate per determinare l'ampiezza e la fase di trasmissione del dispositivo in uso. Esistono due metodi per massimizzare il rapporto segnale-rumore (SNR): 'pulse shaping' e 'matched filtering' (filtri abbinati). La formazione degli impulsi con un generatore di forme d'onda arbitrarie minimizza il tempo di 'ring-up' e 'ring-down' anche per un dispositivo con una risposta lenta. La risposta a step dei filtri digitali dell'UHFQA può essere adattata alla risposta transitoria del dispositivo programmando una funzione di peso lunga 4 kSa per ogni filtro. Rispetto a una semplice integrazione non pesata, l'applicazione di un filtro adeguatamente abbinato migliora significativamente il rapporto segnale-rumore.
Configurazione quantistica scalabile
Misurare 10 qubit su una singola linea a microonde significa ottimizzare la catena di amplificazione criogenica. Un processore di segnale a matrice 10×10 configurabile permette la soppressione sistematica del crosstalk e, di conseguenza, tolleranze rilassate nella fabbricazione dei dispositivi. In combinazione con l'HDAWG, più UHFQA costituiscono un set di strumentazione completamente sincronizzato per il controllo e la lettura dei qubit nello stack quantistico. L'interfaccia DIO a bassa latenza a 32 bit permette il feed-forward dello stato multi-qubit per la correzione degli errori quantistici, in particolare.
Software per le applicazioni quantistiche
L'UHFQA è controllato da LabOne e dalle sue API per Python, C, MATLAB®, LabVIEW™ e .NET. Una libreria di esempi in Python facilita l'integrazione in framework di misura consolidati. Grazie alla funzionalità di strutturazione ed elaborazione dei dati fornita dal LabOne Data Server, la parte dello stack software accessibile a un utilizzatore rimane semplice e facile da mantenere.
Qubit measurement unit
| Filter memory | 4096 Sa/channel |
| Real-time matrix operations | 1× deskew (2×2 real) 10× rotation (2×2 real) 1x crosstalk suppression (10×10 complex) |
| Matrix elements | Range -1 to +1 Resolution <20e-6 |
| Data logger | Memory 1 MSa Max. 217 averages |
| Monitoring scope memory | 4096 Sa/channel, 2 channels |
| Monitoring scope averaging | Max. 215 averages |
| Statistics unit | Count number of logical 1 in bit pattern Count number of transitions in bit pattern |
UHF signal inputs
| Frequency range | DC - 600 MHz |
| Input impedance | 50 Ω or 1 MΩ || 18 pF |
| Input voltage noise | 4 nV/√Hz above 100 kHz |
| Input ranges | ±10 mV to ±1.5 V |
| A/D conversion | 12 bits, 1.8 GSa/s |
Arbitrary waveform generator
| Channels | 2 |
| Markers | 2/channel |
| D/A conversion | 14 bits, 1.8 GSa/s |
| Output ranges | ±150 mV, ±1.5 V (high-impedance load) -12.5 dBm, +7.5 dBm (50 Ω load) |
| Waveform memory | 128 MSa/channel (main) 32 kSa/channel (cache) |
Domande e risposte - UHFQA
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L'UHFQA è progettato per metodi di lettura basati sulla misura impulsata e integrata nel tempo di un segnale a radiofrequenza (RF) su scale temporali che vanno da decine di nanosecondi a pochi millisecondi. Questo copre, in particolare, la lettura dispersiva di qubit superconduttori in un'architettura QED a circuito, così come alcuni metodi di riflettometria RF utilizzati per leggere i qubit di spin a semiconduttore.
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L'UHFQA non ha la funzionalità di contatore che è tipicamente richiesta per le misure di qubit di ioni intrappolati. Per questi esperimenti, consigliamo il generatore di forme d'onda arbitrarie HDAWG, che combina la funzionalità AWG multicanale con un contatore di impulsi. L'UHFQA non è inoltre progettato per schemi basati su misure di tensione o di corrente continua, né per metodi che si basano sulla rilevazione di eventi di tunneling di elettroni.
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No, le opzioni di aggiornamento disponibili per l'UHFLI e l'UHFAWG non sono disponibili per l'UHFQA. Tuttavia, il generatore di forme d'onda arbitrarie dell'UHFQA è identico al generatore di forme d'onda arbitrarie UHF-AWG.
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L'UHFQA si collega al PQSC con l'interfaccia DIO VHDCI a 32 bit. Questo permette il trasferimento dei risultati di lettura dei qubit al PQSC. L'UHFQA può anche connettersi al generatore di forme d'onda arbitrarie HDAWG con l'interfaccia VHDCI a 32 bit. Questo può essere utile per alcuni protocolli feed-forward. A causa dei diversi livelli di tensione (5 V dell'UHFQA e 3.3 V dell'HDAWG), in questo caso è necessario un divisore di tensione. Contattateci per ulteriori informazioni al riguardo.
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No. L'UHFQA può essere controllato, e i suoi dati di misura ottenuti, con un computer convenzionale. I dati di misura per l'elaborazione in tempo reale possono essere trasmessi come un segnale TTL parallelo di base all'elettronica digitale personalizzata nello stesso modo in cui possono essere inviati al PQSC.
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No. L'UHFQA può essere innescato da qualsiasi generatore di forme d'onda arbitrarie convenzionale o da una sorgente interna di trigger.
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L'UHFQA viene fornito con il software LabOne e le sue API per Python, C, MATLAB, LabVIEW e .NET. È disponibile un driver Python per il framework di misurazione open-source QuCoDeS, ma si prega di notare che questo driver non è mantenuto da Zurich Instruments. Gli esempi della API per Python inclusi nel software sono basati sull'applicazione di lettura dei qubit e consentono una rapida integrazione in altri framework di misura.
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Il suo scopo è quello di compensare il crosstalk del segnale e lo squilibrio di fase del mixer IQ.
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Il loro scopo è quello di trasformare il segnale dopo l'integrazione per ogni qubit in modo che il segnale sia su una sola quadratura.
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Il suo scopo è quello di eliminare gli effetti dell'accoppiamento indesiderato tra elementi del chip quantistico, come l'accoppiamento di un qubit con il risonatore di lettura di un altro qubit.
