ПечатьПечать страницы

Квантовый анализатор Zurich Instruments UHFQA

UHFQA (Ultra High Frequency Quantum Analyzer) - это сверхвысокочастотный квантовый анализатор от Zurich Instruments. Это уникальный прибор для параллельного считывания до 10 сверхпроводящих или спиновых кубитов, обладающей высочайшей скоростью и точностью. UHFQA позволяет выполнять измерения в диапазоне частот до ±600 МГц с наносекундным временным разрешением. Он имеет по 2 ввода и вывода для работы в полосе частот IQ. Благодаря обработке сигналов цепи согласованных фильтров с низким значением задержки, матричным операциям в реальном времени и разделению уровней, UHFQA может применяться в крупных вычислительных проектах с использованием 100 и более кубитов.

Ключевые характеристики

• Измерительный диапазон 1.8 GSa/s, ±600 МГц;
• Параллельное считывание до 10 кубитов;
• 12-битный двухканальный ввод;
• 14-битный двухканальный генератор сигналов произвольной формы;
• Конфигурируемые согласованные фильтры, обработка сигнала, подавление перекрестных помех, пороговые операции
• Кроссплатформенное ПО LabOne для управления системой;
• API для LabVIEW, Python, C, MATLAB, .NET

Описание

Быстрое считывание с высокой точностью

В UHFQA реализованы импульсные измерения для определения передаваемой тестируемым прибором амплитуды и фазы. Доступны два метода для повышения отношения «сигнал/шум»: формирование импульсов и согласование фильтров. Формирование импульсов с помощью встроенного генератора сигналов произвольной формы позволяет минимизировать время сбора данных даже при тестировании устройств с медленным откликом. Шаговый отклик от цифровых фильтров UHFQA можно привязать к переходной характеристике устройства за счет программирования весовых функций размером до 4 kSa для каждого фильтра. По сравнению с простой невзвешенной интеграцией, использование согласованных фильтров позволяет значительно поднять соотношение «сигнал/шум».

Масштабируемая квантовая установка

Измерение 10 кубитов на одной длине волны позволяет оптимизировать криогенную цепь измерений. Конфигурируемый обработчик сигнальной матрицы 10х10 позволяет выполнять систематическое подавление перекрестных помех и, как следствие, снижение требований по допускам при изготовлении системы. В сочетании с прибором HDAWG, несколько UHFQA объединяются в полностью синхронизированный инструментальный слой для контроля кубитов и считывания квантовых данных. 32-битный DIO интерфейс с низким значением задержки позволяет прямую связь с многокубитной схемой для использования различных методов коррекции квантовых ошибок.

Программное обеспечение для квантовых задач

UHFQA управляется с помощью ПО LabOne с API для LabVIEW, Python, C, MATLAB, .NET. Расширенная библиотека примеров в Python позволяет легко интегрировать систему в имеющуюся архитектуру. Благодаря структурированию и функционалу обработки данных, предоставляемых LabOne Data Server, пользовательская часть ПО является весьма компактной и легко настраиваемой.

Спецификация

Общие параметры

Размеры 45 × 35 × 10 см (для установки в 19-дюймовую стойку)
Вес 6.4 кг
Питание AC: 100 – 120, 220 – 240 В, 50/60 Гц

Высокочастотные вводы сигнала

Диапазон частот DC – 600 МГц
Сопротивление на входе 50 Ом или 1 МОм || 18 пФ
Шум по напряжению на входе 4 нВ/√Гц (> 100 кГц)
Входная чувствительность по диапазону От 1 нВ до 1.5 В
АЦП 12 бит, 1.8 GSa/s

Высокочастотные выводы сигнала

Диапазон частот DC – 600 МГц
Диапазоны напряжений на выходе ± 150 мВ, ± 1.5 В (high-Z), -12.5 дБм, 7.5 дБм (50 Ом)
ЦАП 14 бит, 1.8 GSa/s
Фазовый шум -120 дБн/Гц (10 МГц, смещение 100 Гц)

 Измерительный модуль кубитов

Согласованные фильтры Память 2х4 kSa/канал, 10 каналов
Возможности работы с матрицами в реальном времени 1х устранение искажений (2х2 действительная), 10х вращение (2х2 действительная), 1х подавление перекрестных сигналов (10х10 комплекс.)
Элементы матрицы В диапазоне от -1 до +1, разрешение <20e-6
Регистрация данных Память 1 MSa, максимум 217 усреднений
Границы контроля Память 4 kSa/каал, 2 канала, максимум 215 усреднений
Статистические функции Кол-во перегибов (flips) и нулей

Генератор сигналов произвольной формы

Кол-во каналов 2
ЦАП 14 бит, 1.8 GSa/s
Память для формы сигналов 128 MSa/канал (главный), 32 kSa/канал (кэш)
Длина последовательности 1024 инструкции
Кол-во маркеров 2 на канал
Режимы вывода Амплитудная модуляция, прямой, 4-канальный AUX