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  • PQSC 可編程量子系統控制器

  • Zurich Instruments 的可編程量子系統控制器 PQSC,是一款用于操控所有 QCCS 儀器以實現多量子比特 (多達 100 個) 量子計算的控制器。PQSC 提供的 ZSync 低延遲實時通信鏈,專為量子計算設計
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PQSC 可編程量子系統控制器


                                                        

簡介


Zurich Instruments 的可編程量子系統控制器 PQSC,是一款用于操控所有 QCCS 儀器以實現多量子比特 (多達 100 個) 量子計算的控制器。PQSC 提供的 ZSync 低延遲實時通信鏈,專為量子計算設計:PQSC突破了傳統控制方式的局限,使快速自動化量子比特校準的常規化成為現實。PQSC 的 FPGA 型號是功能強大的 Xilinx UltraScale+。直接對 FPGA 進行編程配置,并通過開發經過優化的新信號處理方案,可以實現更為復雜的功能,例如在特定的量子算法和量子計算機架構中進行快速啟動和糾錯等。

 

PQSC 擁有 18 個 ZSync 接口,用于連接 Zurich Instruments 的 SHFSG 或 HDAWG, 和 SHFQA,分別用于量子比特的控制和讀取。UHFQA 可以通過 32 位 DIO 接口與 HDAWG 通信,進而通過 HDAWG 連接到 PQSC。可擴展的架構可用于實現超過 100 個 AWG 通道的精準同步,并提供狀態監控,確保量子比特操控的質量和可靠性。ZSync 鏈路可同步所有儀器并將整個系統時鐘控制在亞納秒量級。ZSync 接口提供了一個雙向的數據傳遞接口,可將量子比特讀取結果送至 PQSC 做集中處理,也可發出觸發信號控制下位儀器做出同步響應。ZSync 鏈路具有嚴格的實時信號特性:所有數據傳輸的時間精度可準確到一個時鐘周期,因而可以實現實驗中的快速調試、故障解析和糾錯。LabOne 控制軟件為用戶提供控制所有儀器的高級界面,并支持多種 API,如 Python、LabVIEW™、C、MATLAB®、及 .NET。

 

主要特點


  • 可操控多達 100 個量子比特
  • 可同步多達 18 臺 HDAWG, 即 144 個模擬輸出通道
  • 通信延時 < 100 ns
  • 用戶可編程 FPGA Xilinx® UltraScale+ XCZU15EG-2I
  • LabOne® 控制軟件和各種應用開發接口 (API),包括Python、C、MATLAB®、LabVIEW™, 以及 .NET

 

應用


  • 量子計算
  • 量子模擬: 中性原子阱
  • 量子糾錯
  • 量子比特主動復位

 

規格:


FPGA

型號

Xilinx® UltraScale+™? XCZU15EG-2I

系統邏輯單元

747 k

可配置邏輯模塊-觸發器 (CLB flip-flops)

682 k

可配置邏輯模塊-查找表 (CLB LUTs)

341 k

數字信號處理片段數

3528

塊存儲器 (Block RAM)

26.2 Mb

UltraRAM

31.5 Mb

 

處理器和內存

應用處理器

Quad ARM® Cortex TM-A53 可至 1,333 MHz

實時處理器

Dual ARM® Cortex TM-R5 可至 533 MHz

SDRAM

4 GB DDR4 (包含 ECC)

時鐘

輸入頻率

自動檢測 10 MHz / 100 MHz

輸入耦合

50 Ω, SMA 接口

輸出頻率

可切換 10 MHz / 100 MHz

輸出幅度

> 1 Vpp,阻抗 50 Ω 

接口和其他

主機連接接口

LAN / Ethernet, 1 Gbit/s
USB 3.0
JTAG
經 USB 2.0 接 Xilinx® ChipScope™? 

設備連接接口

18 個 ZSync 接口

ZSync 通信帶寬

下載 200 MB/s
上傳 100 MB/s

ZSync 通信延時

< 100 ns

觸發

2 個觸發輸入,2 個觸發輸出,
3.3 V TTL, SMA 接口

數字 I/O

32 位, 3.3 V TTL, 通用

 

  • zi_pqsc_leaflet.pdf

    大小:
    2021-05-11 09:49:09
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