Ein neues System der Steuer- und Leseelektronik, das von Ingenieuren des Nationalen Beschleunigers entwickelt wurde
Die Steuerelektronik nutzt Signale ausklassische Geräte als Anweisungen für die Quantenbits oder Qubits des Computers. Die Ausleseelektronik hingegen misst den Zustand der Qubits und übermittelt diese Information zurück an die klassischen Geräte.
Dieses System kann das Problem der Steuerung lösen undLesen von Informationen für supraleitende Quantencomputer, die handelsübliche Geräte verwenden, die nicht für diese Aufgabe ausgelegt sind. Infolgedessen müssen Forscher oft Dutzende teurerer Komponenten aneinanderreihen. Die Kosten können auf Zehntausende von Dollar pro Qubit steigen, und die Größe dieser Systeme schafft zusätzliche Herausforderungen.
Das RF-Befehlsboard enthält mehr als 200Elemente: Chips zur Frequenzeinstellung; Filter zum Entfernen unerwünschter Frequenzen; Verstärker und Dämpfungsglieder zur Signalamplitudeneinstellung; Schalter zum Ein- und Ausschalten der Blinker. Das Board enthält auch einen Niederfrequenzregler zum Einstellen bestimmter Parameter des Qubits. Zusammen mit einer kommerziellen FPGA-Platine (Field Programmable Gate Array), die als „Gehirn“ des Computers dient, bietet die HF-Platine alles, was Wissenschaftler für eine erfolgreiche Kommunikation mit dem Quantengerät benötigen.
Die Herstellung dieser beiden kompakten Platinen kostetca. 10 mal günstiger als die Herstellung herkömmlicher Systeme. In ihrer einfachsten Konfiguration können sie acht Qubits steuern. Die Integration aller HF-Komponenten auf einer einzigen Platine ermöglicht einen schnelleren und genaueren Betrieb sowie Echtzeit-Feedback und Fehlerkorrektur.
Die Entwicklung von HF-Boards und Steckbrettern dauerteetwa sechs Monate und war mit erheblichen Schwierigkeiten behaftet: Benachbarte Elemente der Schaltung mussten genau aufeinander abgestimmt sein, damit die Signale reibungslos übertragen wurden, ohne sich gegenseitig zu reflektieren oder zu stören. Darüber hinaus mussten die Ingenieure Schaltungen sorgfältig vermeiden, die Störungen von Mobiltelefonen und Wi-Fi aufnehmen könnten.
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