通过器件级温度控制实现量子比特控制器的微波输出稳定

我们展示了为超导量子比特开发的多通道量子比特控制器 QuEL-1 SE 的设计与性能。该系统包含对锁相环、放大器和混频器等关键模拟集成电路的主动热稳定功能，以抑制长期的幅度和相位漂移。为了评估幅度和相位稳定性，我们使用一个公共模数转换器在 24 小时内同时监测 15 个微波输出通道。在各通道中，归一化幅度的标准差为 0.09%--0.22%（平均值：0.15%），相位偏差为 0.35$^\circ$--0.44$^\circ$（平均值：0.39$^\circ$）。我们进一步通过估计在与这些偏差对应的相干误差下 $X_{\pi/2}$ 门保真度，评估了这些偏差对量子门操作的影响。由此得到的门保真度误差对于幅度误差为 $2\times 10^{-6}$，对于相位误差为 $2\times 10^{-5}$，这显著低于表面码等典型的容错阈值。这些结果表明，QuEL-1 SE 的幅度和相位稳定性能够支持可靠的长时间量子操作，从而突显了其作为超导及其他量子比特模式的可扩展控制平台的实用性。