我们提出了一种基于 Xilinx 16 通道射频片上系统 (RFSoC) 设备的超导量子比特控制和测量装置。建议的装置由四部分组成:多个 RFSoC 板、用于跨多个板同步每个数模转换器 (DAC) 和模数转换器 (ADC) 通道的装置、用于调整量子比特频率的低噪声直流电源以及用于远程执行实验的云访问。我们还设计了没有物理混频器的装置。RFSoC 板使用高达第三奈奎斯特区的十六个 DAC 通道直接生成微波脉冲,这些微波脉冲由第五和第九个区域之间的八个 ADC 通道直接采样。由 AIP Publishing 独家出版。https://doi.org/10.1063/5.0081232
我们介绍了一种基于 Xilinx RFSoC 的量子位控制器(称为量子仪器控制套件,简称 QICK),它支持直接合成载波频率高达 6 GHz 的控制脉冲。QICK 可以控制多个量子位或其他量子设备。QICK 由一个数字板组成,该数字板承载着一个 RFSoC(射频片上系统)FPGA [1]、定制固件和软件以及一个可选的配套定制模拟前端板。我们表征了系统的模拟性能及其数字延迟,这对于量子纠错和反馈协议很重要。我们通过对 transmon 量子位执行标准表征来对控制器进行基准测试。我们实现了 F avg = 99.93% 的平均 Clifford 门保真度。所有原理图、固件和软件都是开源的 [2]。