基于全集成片上射频系统对超导量子处理器的测量与控制
量子物理
2022-11-01 v3 仪器与探测器
摘要
我们描述了一个称为Presto的数字微波平台，专为多量子比特(qubit)的测量与控制而设计，并基于第三代片上射频系统。Presto利用直接数字合成在16个同步输出端口上产生高达9 GHz的信号，同时同步分析16个输入端口上的响应。Presto具有16个直流偏置输出、4个用于数字触发或标记的输入与4个输出，以及两个用于合成高达15 GHz频率的连续波输出。通过多个Presto单元的确定性同步可实现向大量量子比特的扩展。Python应用程序接口配置用于脉冲合成与分析的固件，由事件定序器协调。该分析集成了模板匹配(匹配滤波)与低延迟(184–254 ns)反馈，以支持广泛的多量子比特实验。我们在一个由通量可调耦合器连接的两个超导量子比特组成的样品上以实验展示了Presto的能力。我们展示了单量子比特的单次读出与主动复位；单量子比特门的无偏基准测试显示保真度达99.972%，受限于量子比特的相干时间；以及两量子比特iSWAP门的标定。
引用
@article{arxiv.2205.15253,
title = {Measurement and control of a superconducting quantum processor with a fully-integrated radio-frequency system on a chip},
author = {Mats O. Tholén and Riccardo Borgani and Giuseppe Ruggero Di Carlo and Andreas Bengtsson and Christian Križan and Marina Kudra and Giovanna Tancredi and Jonas Bylander and Per Delsing and Simone Gasparinetti and David B. Haviland},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.15253},
year = {2022}
}
备注
v3: peer reviewed, accepted manuscript; v2: correct theoretical gate fidelity in Sec. III C