Como escalar sistemas de controle de múltiplos qubits

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Controle sincronizado de múltiplos qubits em escala

O dimensionamento de um sistema de controle de múltiplos qubits requer a expansão dos recursos de geração de formas de onda, aquisição e controle digital, ao mesmo tempo em que se preserva a relação entre os canais de hardware e o dispositivo quântico. Os engenheiros devem mapear os canais de controle e leitura para qubits, acopladores e ressonadores de leitura, definir a conectividade do dispositivo e coordenar sequências de pulsos em todo o hardware configurado. À medida que mais canais são adicionados, o sistema deve manter temporização determinística, relações de fase, coordenação de gatilhos e aquisição sincronizada, para que as operações sejam executadas de maneira consistente entre os módulos. A configuração de controle também precisa permanecer organizada à medida que recursos são adicionados ou reatribuídos. Isso é especialmente importante quando os experimentos utilizam operações de controle simultâneas ou leitura distribuída, pois o sistema deve continuar endereçando os objetos quânticos corretos, preservando as relações de temporização definidas pelo experimento.

A transição do controle quântico de um único chassi para um sistema com múltiplos chassis apresenta desafios adicionais de sincronização e configuração. Relógios de referência, sinais de disparo, eventos de sincronização e o tempo de execução do experimento devem abranger todos os chassis, enquanto o controle e a aquisição de dados permanecem coordenados. Diferenças no tempo de disparo, na configuração dos canais, no estado de inicialização ou na distribuição de relógios podem introduzir inconsistências entre os recursos de hardware. Os engenheiros também precisam escalar o controle e a leitura dos qubits sem precisar reconstruir a definição do experimento a cada mudança de hardware. Uma estrutura de configuração consistente ajuda a preservar os mapeamentos entre hardware e qubits, enquanto a sincronização do controle quântico coordena relógios, gatilhos e temporização entre módulos e chassis. Isso viabiliza um controle quântico escalável, mantendo sequenciamento repetível, conectividade consistente dos dispositivos e execução coordenada dos experimentos à medida que o sistema cresce.

Solução escalável de controle de múltiplos qubits

Amplie o controle de múltiplos qubits expandindo os recursos de geração de sinal, aquisição, controle digital e sincronização, mantendo mapeamentos de hardware consistentes, conectividade dos dispositivos quânticos e temporização dos experimentos. O Sistema de Controle Quântico da Keysight combina hardware modular de controle e leitura com uma configuração quântica que mapeia canais físicos de hardware para qubits, acopladores e ressonadores de leitura, além de definir a conectividade dos dispositivos. À medida que módulos e chassis adicionais são incorporados, o hardware de sincronização coordena relógios, gatilhos e eventos de temporização, de modo que a geração, o controle e a aquisição de formas de onda permaneçam alinhados em todo o sistema. Essa arquitetura oferece suporte ao controle quântico com múltiplos chassis, preservando a relação entre os recursos de hardware e os objetos quânticos que eles controlam ou medem. Os engenheiros podem expandir a capacidade de controle e leitura sem precisar gerenciar cada instrumento independentemente ou reconfigurar o sistema para cada experimento. Juntos, o hardware modular, a estrutura de configuração e os recursos de sincronização do controle quântico fornecem uma base escalável para aumentar o número de canais, mantendo o controle e a leitura coordenados dos qubits, a execução repetível de pulsos e o comportamento consistente do sistema em experimentos quânticos de maior porte.
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