Wie man mehrere Quanten-Qubits vorspannt

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Minimierung von Bias-Spannungsschwankungen zur Vermeidung von Dekohärenz

Die Charakterisierung von Qubit-Eigenschaften erfordert präzise Steuerungs- und Auswertungssysteme zur Initialisierung, Steuerung und zum Auslesen von Qubits. Das System ermöglicht die Charakterisierung der Qubit-Eigenschaften, wie Kohärenzzeit und -treue, während die Integrität der Qubits erhalten bleibt. Die Gleichspannungsquelle ist einer der kritischsten Aspekte des Qubit-Kontroll- und Bewertungssystems für flussabstimmbare supraleitende Qubits und Silizium-Spin-Qubits. Die Verwendung von rauscharmen Stromversorgungen, Quellenmessgeräten und Quellenmesseinheiten (SMUs) ist für die Minimierung von Bias-Spannungsschwankungen unerlässlich. Die Position der sauberen Vorspannung muss so nah wie möglich am Kryostaten liegen, um die Integrität der Qubit-Zustände aufrechtzuerhalten und eine genaue und zuverlässige Quanteninformationsverarbeitung zu gewährleisten. Dieser Ansatz kann erheblich dazu beitragen, dass unnötige Umgebungsstörungen, die durch exponierte Kabellängen verursacht werden, vermieden werden.

Die Verwendung einer hochpräzisen Messquelle und eines rauscharmen Filters kann das Spannungsrauschen weiter minimieren. Werden für jedes Gerät unterschiedliche Erdungen verwendet, kann eine als Erdungsschleife bekannte Schaltung entstehen, die eine Rauschquelle darstellen kann. Techniken wie die Ein-Punkt-Erdung sind notwendig, um Masseschleifen zu vermeiden. Experimentieren Sie mit den NF-Klemmenkonfigurationen, wie z. B. erdfreie oder Rahmenerdung, um die Auswirkungen des Rauschpegels der Vorspannungsgleichspannung zu verstehen. Wählen Sie diejenige, die bessere Ergebnisse liefert. Rauschen durch elektromagnetische Induktion kann auftreten, wenn die Hochfrequenz- (HF) und Langfrequenz- (NF) Kabel räumlich voneinander getrennt werden. Halten Sie die HF- und NF-Kabel so nah wie möglich beieinander, oder verwenden Sie eine verdrillte Zweidrahtkonfiguration, um dies zu verhindern.

Quanten-Qubit-Kontrolllösung

Die Bereitstellung einer stabilen und sauberen Gleichstromvorspannung für mehr als 100 Qubits erfordert eine Kombination von Quellenmessgeräten mit einer hohen Kanaldichte, geringem Rauschen und einer Präzisionsspannungsversorgung. Die Keysight-Quantum-Qubit-Steuerungslösung integriert 100 Präzisions-Stromversorgungskanäle in einer Höhe von 5U bei voller Rack-Breite. Die Lösung ermöglicht aufgrund ihres kompakten Formfaktors eine Positionierung in der Nähe des Kryostaten und reduziert die Dekohärenz des Qubits durch Umgebungsstörungen aufgrund langer freiliegender Kabel. Diese Plattform umfasst rauscharme Filteradapter (LNF), um die Stabilität der Bias-Spannung weiter zu erhöhen.
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Siehe Demo der DC-Spannungsvorspannung für die Kontrolle mehrerer Quanten-Qubits

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