为了量化不同测试平台量子计算设备的相对性能,使用通用协议对它们进行基准测试很有用。虽然一些基准测试依赖于随机电路的性能并且本质上是通用的,但在这里我们提出并实现了一个实用的、基于应用的基准测试。具体来说,我们的协议计算 1-D Fermi Hubbard 模型中单粒子子空间中基态的能量,这个问题可以用经典方法有效解决。我们为这个问题提供了一个量子假设,可以证明它能够探测一般长度 1-D 链的完整单粒子子空间,并且可以有效地扩展门和测量的数量。最后,我们展示并分析了来自三个硬件供应商的超导和离子阱测试平台硬件上的基准性能,最多有 24 个量子比特。
作为当前项目省电探索的一部分,研究了光耦合器的替代品用于电流隔离。项目使用了大约 75 个电流隔离器,工作条件为 DC 至 1.2 Mbps。如果使用光隔离器,功耗将超过 10 瓦,还可能导致辐射引起的性能下降 [1]。为了降低功耗,对来自三家不同制造商的非光隔离器进行了评估。这种省电方式将使隔离器的总功耗从大约 10 瓦降低到不到 2 瓦。该项目的辐射要求规定,所选部件在 LET 低于 60 MeV·cm 2 /mg 时不得出现破坏性的单粒子闩锁 (SEL) 等破坏性单粒子。因此,它们最初在 NRL 的脉冲激光 SEE 测试设备上进行了破坏性 SEE 筛查。同时,还对部件进行了单粒子翻转 (SEU) 测试。经测试的三个部件中,有一个部件对 SEL 免疫,SEU 很少。该部件的重离子测试在加州大学劳伦斯伯克利分校实验室 (LBL) 88 英寸回旋加速器上进行,并证实了脉冲激光测试结果。最后,还在 NRL 的 Co 60 室中使用伽马射线对这些部件进行了总电离剂量 (TID) 测试,结果发现其可承受 50 krad(Si) 的辐射。
2 器件特性 ................................................................................................................................ 4 2.1 电气特性(辐照前) ...................................................................................................................... 4 2.2 源漏二极管额定值和特性(辐照前) ............................................................................................ 5 2.3 热特性 ...................................................................................................................................... 5 2.4 辐射特性 ...................................................................................................................................... 5 2.4.1 电气特性 — 总剂量辐照后 ...................................................................................................... 5 2.4.2 单粒子效应 — 安全工作区 ...................................................................................................... 6
2 器件特性 ................................................................................................................................ 4 2.1 电气特性(辐照前) ...................................................................................................................... 4 2.2 源漏二极管额定值和特性(辐照前) ............................................................................................ 5 2.3 热特性 ...................................................................................................................................... 5 2.4 辐射特性 ...................................................................................................................................... 5 2.4.1 电气特性 — 总剂量辐照后 ...................................................................................................... 5 2.4.2 单粒子效应 — 安全工作区 ...................................................................................................... 6
2 器件特性 ................................................................................................................................ 4 2.1 电气特性(辐照前) ...................................................................................................................... 4 2.2 源漏二极管额定值和特性(辐照前) ............................................................................................ 5 2.3 热特性 ...................................................................................................................................... 5 2.4 辐射特性 ...................................................................................................................................... 5 2.4.1 电气特性 — 总剂量辐照后 ...................................................................................................... 5 2.4.2 单粒子效应 — 安全工作区 ...................................................................................................... 6
2 器件特性 ................................................................................................................................ 4 2.1 电气特性(辐照前) ...................................................................................................................... 4 2.2 源漏二极管额定值和特性(辐照前) ............................................................................................ 5 2.3 热特性 ...................................................................................................................................... 5 2.4 辐射特性 ...................................................................................................................................... 5 2.4.1 电气特性 — 总剂量辐照后 ...................................................................................................... 5 2.4.2 单粒子效应 — 安全工作区 ...................................................................................................... 6
2 器件特性 ................................................................................................................................ 4 2.1 电气特性(辐照前) ...................................................................................................................... 4 2.2 源漏二极管额定值和特性(辐照前) ............................................................................................ 5 2.3 热特性 ...................................................................................................................................... 5 2.4 辐射特性 ...................................................................................................................................... 5 2.4.1 电气特性 — 总剂量辐照后 ...................................................................................................... 5 2.4.2 单粒子效应 — 安全工作区 ...................................................................................................... 6
2 器件特性 ................................................................................................................................ 4 2.1 电气特性(辐照前) ...................................................................................................................... 4 2.2 源漏二极管额定值和特性(辐照前) ............................................................................................ 5 2.3 热特性 ...................................................................................................................................... 5 2.4 辐射特性 ...................................................................................................................................... 5 2.4.1 电气特性 — 总剂量辐照后 ...................................................................................................... 5 2.4.2 单粒子效应 — 安全工作区 ...................................................................................................... 6
2 器件特性 ................................................................................................................................ 4 2.1 电气特性(辐照前) ...................................................................................................................... 4 2.2 源漏二极管额定值和特性(辐照前) ............................................................................................ 5 2.3 热特性 ...................................................................................................................................... 5 2.4 辐射特性 ...................................................................................................................................... 5 2.4.1 电气特性 — 总剂量辐照后 ...................................................................................................... 5 2.4.2 单粒子效应 — 安全工作区 ...................................................................................................... 6
2 器件特性 ................................................................................................................................ 4 2.1 电气特性(辐照前) ...................................................................................................................... 4 2.2 源漏二极管额定值和特性(辐照前) ............................................................................................ 5 2.3 热特性 ...................................................................................................................................... 5 2.4 辐射特性 ...................................................................................................................................... 5 2.4.1 电气特性 — 总剂量辐照后 ...................................................................................................... 5 2.4.2 单粒子效应 — 安全工作区 ...................................................................................................... 6