Manarat：基于QICK的可扩展超导量子处理器控制系统，支持10个通量可调量子比特的同步控制

随着量子比特数量的增加以及纠缠多量子比特操作超出单个控制模块的能力，超导量子处理器的可扩展控制架构至关重要。基于AMD RFSoC平台的Quantum Instrumentation Control Kit (QICK)提供了用于量子比特脉冲级控制的灵活开源框架，但缺乏对多板同步的本地支持，限制了其适用于中型和大型量子设备的应用。为克服这一限制，我们引入Manarat，这是一个基于QICK的可扩展多板控制平台，集成了硬件、固件和软件改进，实现了多个AMD ZCU216 RFSoC板之间亚100 ps时钟同步。我们的系统集成了低抖动时钟分配网络、对tProcessor的修改以及同步方案，以确保跨板程序执行的确定性对齐。它还包括用于通量控制的定制模拟前端，将高速RF信号与由低噪声、高精度DAC生成的可软件编程DC偏置电压相结合。这些能力由一个能够协调同步多板实验并完全集成到开源Qibo框架用于量子设备校准和算法执行的软件堆栈所支持。我们在由两个RFSoC板控制的10量子比特超导处理器上验证了Manarat，演示了跨板CZ门校准的可靠同步控制序列执行。这些结果确认了在多个RFSoC板之间实现亚纳秒级同步和相干控制是可行的，使得超导量子计算机的可扩展运行成为可能。