Erläuterung:

Die Steuerung und das Auslesen von supraleitenden Qubits erfordern komplexe gepulste Mikrowellen und Gleichstromsignale auf mehreren Kanälen mit präziser Synchronisierung. Da die Zahl der Qubits und Kanäle zunimmt, besteht ein Bedarf an stärker integrierten, standardisierten, präzisen und zuverlässigeren elektronischen Steuerungs-/Ausleselösungen. Um dies in unserem Forschungsinstitut zu ermöglichen, soll

ein komplettes Quantum Computing Control System (QCCS) bestellt werden. Das QCCS-System soll die grundlegende Netzwerkanalyse, Spektroskopie, Adressierung und das Auslesen des kleinen supraleitenden Quantenprozessors mit bis zu 8 Qubits ermöglichen. Wenn das System aus mehreren Elementen besteht,muss es eine nahtlose Hard- und Software-Integration in die bereits bestehende QCCS-Infrastruktur in Teilen oder als Gesamtsystem ermöglichen. Es muss mit dem ZSync-Synchronisationsprotokoll konform sein und die Schnittstelle über die LabOne-Software ermöglichen. Das System soll 12 analoge Mikrowellenausgänge bei einer Betriebsfrequenz von DC-8,5 GHz mit einer störungsfreien Modulations-bandbreite von 1 GHz, 24 analoge HF-Ausgänge bei einer Frequenz von DC-750 MHz mit 16 Bit vertikaler Auflösung, 2 Quantenzustandsauslese-kanäle bei 0,5-8,5 GHz bei 1 GHz Bandbreite mit 14 Bit Auflösung und der Möglichkeit, bis zu 16 Qubits pro Kanal zu messen, bieten.

Auf dem europäischen Markt gibt es vier Anbieter, die eine Komplettlösung für das QCCS anbieten.

1) Zurich Instruments AG, Zürich/CH

2) Intermodulation products, Segersta/SE

3) QBlox, Delft/BE

3) Quantum Machines. Tel Aviv/Israel

Eine direkte Gegenüberstellung der Geräte hat ergaben, dass dass konkurrierende Systeme keine einfache Integration in den bereits bestehenden

Aufbau erlauben, weil (i) die Synchronisationsmöglichkeiten über ZSync fehlen, (ii) die Kompatibilität mit der bereits eingesetzten LabOne-Software fehlt. Darüber hinaus weisen einige der Geräte eine geringere Signalbandbreite auf als in unseren technischen Spezifikationen gefordert. Die konkurrierende Hardwarelösung für QCCS würde zusätzliche Kosten verursachen, und, was noch wichtiger ist, sie hat eine begrenzte Anzahl von Kanälen und erlaubt keine Skalierbarkeit. Es erübrigt sich zu erwähnen, dass die Integration der nicht direkt kompatiblen Instrumente in ein vollwertiges Quantenkontrollsystem einen erheblichen Zeit- und Ressourcenaufwand erfordern würde, der in dem straffen und anspruchsvollen

Zeitplan unserer Projekte nicht vorgesehen ist. Daher ist das Verbleiben in der Nische von Zurich Instruments derzeit die einzige Option.