Qubit Control Unit
Overview
SDTのQCUは、高精度な量子ビット制御と信頼性の高い測定により、安定した量子コンピューティングを実現する中核ソリューションです。Basicモデルは最大8.5 GHz、High Density（HD）モデルは最大20 GHzの広帯域信号に対応し、1台あたりそれぞれ6チャネルと16チャネルのRFチャネルを搭載しています。複数の量子ビットを柔軟に制御・測定でき、複雑な量子アルゴリズムや誤り訂正プロトコルを効果的にサポートします。
Basic
• 最大8.5 GHzの信号帯域幅で、高精度な量子ビット制御・計測を実現
• 最大6出力チャネル、最大2入力チャネルに対応
• 3チャネル単位のRFカードの組み合わせにより、容易にチャネルを拡張可能
• 1台あたり最大6チャネルの直接デジタル合成（DDS）DACに対応
• 超伝導、中性原子、ダイヤモンドNVセンターの量子ビットに適用可能
• ゲート演算用の高速AWGによるパルス設計およびパルスシーケンサ機能に対応
High Density (HD)
• 最大20 GHzの信号帯域幅で、高精度な量子ビット制御・計測を実現
• 最大16出力チャネル、最大8入力チャネルに対応
• 4チャネル単位のRFカードの組み合わせにより、容易にチャネルを拡張可能
• マルチトーン出力（最大7トーン、2チャネル）
• 1台あたり最大16チャネルの直接デジタル合成（DDS）DACに対応
• 超伝導、中性原子、ダイヤモンドNVセンター、イオントラップ、シリコンスピンの量子ビットに適用可能
• ゲート演算用の高速AWGによるパルス設計およびパルスシーケンサ機能に対応
• 同一チャネル内のパルス間の位相連続性を保証
• 量子回路の途中測定（Mid-circuit measurement）に基づくリアルタイム分岐処理
• QCU間のハードウェア同期
• パルスイベントマーカー信号の出力に対応予定
• Web UI、Python SDK、およびSDTの量子ビット制御ソフトウェアQubeCore（オプション）に対応
Application
極低温マイクロ波を用いた量子コンピューティング
超伝導およびスピン量子コンピューティングに必要な数GHz帯のI/Q信号の生成・測定に対応します。
原子・イオンを用いた量子コンピューティング
中性原子およびイオントラップ量子コンピュータの実現に必要な高性能AOM/AODドライバとして活用できます。
Functional Description
USE CASE
超伝導量子ビット
SDTが開発した量子ビット制御ソフトウェアQubeCoreは、量子実験装置の制御と実験の自動化、量子アルゴリズムの開発とハードウェア上での実行、新たなQPUプラットフォームの統合・キャリブレーション、ハードウェアインフラと量子物質の関係を扱います。以下の結果は、QubeCore Python APIを用いてQCUを制御することで得られたものです。
Readout Resonator Spectroscopy
QCUの高精度なハードウェア信号制御技術により、さまざまな周波数の信号を印加し、量子ビットの測定に不可欠な分光信号の微細な変化を捉えます。その結果に基づいて最適な測定周波数を特定し、対象となる量子ビットの読み出し周波数を自動的に更新します。
Qubit Spectroscopy
量子ビットのゲート演算に不可欠な量子ビット周波数を特定するため、駆動ラインから周波数を変えながらパルスを印加し、読み出しラインの信号変化を測定します。このデータに基づいて、最適な量子ビット周波数を自動的に更新します。
Amplitude Rabi
単一量子ビットのゲート演算を実現するため、パルス長を固定した状態で振幅を段階的に増加させながら、ラビ振動のデータを測定します。測定データを解析し、ゲートの振幅値を自動的に算出します。
Ramsey Experiment
2つのゲート間の待機時間を段階的に延ばしながら減衰振動信号を測定し、量子ビットのコヒーレンス時間を評価します。このデータに基づいて、量子ビット周波数の微小な誤差を精密に補正します。
SPECIFICATIONS
詳細仕様
KC認証（認証書）
R-R-2Dt-SDT-Q-QCU-100
KC認証（試験報告書）
DST-25E-2395
TTA試験報告書
TTA-26-02590
