公司部门 Backroads Inc. 娱乐 拜耳公司 生物技术 伯克利碗 农产品 食品和饮料 伯克利水泥公司 建筑 伯克利城市学院 教育 伯克利联合学区 教育 伯克利市政府 Fieldwork Brewing Co. 食品和饮料 Foresight 心理健康 医疗保健信息系统和会计 商业服务 Kaiser Permanente Medical Group Inc. 医疗保健 劳伦斯伯克利国家实验室 实验室 终身医疗保健 医疗保健 Meyer Sound Laboratories 制造业 OC Jones & Sons 建筑 Twelve 制造/研发 Safeway Inc. 食品和饮料 西门子公司 制造业 萨特湾医院 医疗保健 Target Corp. 零售 莱特研究所 教育 加州大学 教育 UPSIDE Foods 生物技术/研发 Whole Foods Market 食品和饮料 中央湾区基督教青年会 娱乐
1 加州大学伯克利分校分子与细胞生物学系,美国伯克利;2 加州大学伯克利分校创新基因组学研究所,美国伯克利;3 帕金森病科学联合研究网络 (ASAP),美国切维蔡斯;4 阿尔伯特爱因斯坦医学院 Dominick P. Purpura 神经科学系,美国布朗克斯;5 加州大学旧金山分校海伦迪勒家庭综合癌症中心,美国旧金山;6 加州大学旧金山分校泌尿外科系,美国旧金山;7 Arc 研究所,美国帕洛阿尔托;8 陈扎克伯格生物中心,美国旧金山;9 加州大学伯克利分校海伦威尔斯神经科学研究所,美国伯克利;10 阿尔伯特爱因斯坦医学院遗传学系,美国布朗克斯; 11 美国布朗克斯区阿尔伯特爱因斯坦医学院露丝·L·和戴维·S·戈特斯曼干细胞与再生医学研究所
摘要 构建可用的量子计算机的关键在于构建可扩展、可延伸且提供实时响应的经典控制硬件流水线。该流水线的控制处理器部分提供在高级量子编程语言和使用任意波形发生器的低级脉冲生成之间进行映射的功能。在本文中,我们讨论了设计替代方案,重点是支持具有 O(10 2)量子比特的中型量子设备。我们介绍了一种评估量子 ISA 编码量子电路的有效性的方法。我们使用这种方法来评估几个设计点:类 RISC、向量和类 VLIW。我们提出了两种对广泛使用的开放 RISC-V ISA 的量子扩展。鉴于量子硬件流水线的变化速度很快,我们的开源实现为设计空间实验提供了一个良好的起点,同时我们的指标可以独立用于指导设计决策。
被电磁场捕获的电子和离子长期以来一直是重要的高精度计量仪器,最近也被提议作为量子信息处理的平台。这里我们指出,由于这些系统具有极高的荷质比以及低噪声量子读出和控制,因此它们还可用作高灵敏度的带电粒子探测器。特别是,这些系统可用于检测比典型电离尺度低许多数量级的能量沉积。为了说明,我们提出了一些粒子物理学中的应用。我们概述了一种无损飞行时间测量方法,该方法能够对缓慢移动的准直粒子进行亚 eV 能量分辨率测量。我们还表明,目前的设备可用于对环境暗物质粒子携带小电毫电荷≪ e 的模型提供具有竞争力的灵敏度。我们的计算可能还有助于表征来自带电粒子背景的量子计算机噪声。
随着新生量子处理单元中量子比特数量的增加,第一代实验中使用连接式 RF(射频)模拟电路变得极其复杂。物理尺寸、成本和电气故障率都成为控制系统可扩展性的限制因素。我们开发了一系列紧凑型 RF 混频板来应对这一挑战,通过在具有 EMI(电磁干扰)屏蔽的 40 mm × 80 mm 4 层 PCB(印刷电路板)上集成 I/Q 正交混频、IF(中频)/LO(本振)/RF 功率电平调整和 DC(直流)偏置微调。RF 混频模块设计用于 2.5 至 8.5 GHz 之间的 RF 和 LO 频率。测得的典型镜像抑制和相邻信道隔离分别为 ∼ 27 dBc 和 ∼ 50 dB。通过在环回测试中扫描驱动相位,模块短期幅度和相位线性度通常测量为 5 × 10 − 4 (V pp /V mean ) 和 1 × 10 − 3 弧度 (pk-pk)。通过将 RF 混合板集成到超导量子处理器的室温控制系统中并执行单量子比特门和双量子比特门的随机基准测试表征,验证了 RF 混合板的运行。我们测量了单量子比特过程不保真度为 9 . 3 ( 3 ) × 10 − 4 和双量子比特过程不保真度为 2 . 7 ( 1 ) × 10 − 2 。