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PQSC可編程量子系統控制器
PQSC-Programmable Quantum System Controller
Zurich Instruments 的可程式設計量子系統控制器PQSC是這樣一款儀器—可以將100個量子比特（甚至更多）的電腦所需要的儀器連結起來。PQSC具有低延遲即時通信鏈，專為量子計算而設計；PQSC突破了傳統控制方式的局限，使自動快速地進行量子比特校準成為現實。
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Zurich Instruments 的可程式設計量子系統控制器PQSC是這樣一款儀器—可以將100個量子比特（甚至更多）的電腦所需要的儀器連結起來。PQSC具有低延遲即時通信鏈，專為量子計算而設計；PQSC突破了傳統控制方式的局限，使自動快速地進行量子比特校準成為現實。它提供FPGA程式設計介面，FPGA型號是功能強大的 Xilinx UltraScale+。這為開發新的，優化的信號處理方案提供了平臺。這些方案可以用於特定的演算法和電腦架構中實現快速調諧和糾錯。
PQSC具有18個ZSync介面，用於連接Zurich Instruments的HDAWG和UHFQA，分別用於量子比特控制和讀取。可擴展的架構可以精准同步超過100個AWG通道的系統，提供狀態監測，確保量子比特調諧的品質和可靠性。ZSync 鏈路對所有的儀器發送系統時鐘，精准同步所有的儀器，達到亞納秒的時間精度。 另外，ZSync具有雙向的資料傳輸介面，既可用將量子比特讀取結果發送到PQSC來進行集中處理，也可用來發送觸發信號到下位機，進行同步。ZSync 鏈路遵循嚴密的即時操作，所有的資料傳輸時間都是可預測的，可以達到單個時鐘週期的精度。 這樣就可以實現快速的調諧，故障解析和糾錯。LabOne控制軟體為所有的儀器提供高層次的介面，具有多種API，比如LabVIEW，C，MATLAB，.NET。
- Control of up to 100 qubits
- Synchronization of up to 18 HDAWGs, i.e., 144 output channels
- < 100 ns communication latency
- Customization through user access to FPGA Xilinx® UltraScale+ XCZU15EG-2I
- LabOne® control software and APIs for Python, C, MATLAB®, LabVIEW®, and .NET
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FPGA
Type Xilinx® UltraScale+™️ XCZU15EG-2I System logic cells 747k CLB flip-flops 682k CLB LUTs 341k DSP slices 3,528 Block RAM 26.2 Mb UltraRAM 31.5 Mb CPUs and memory
Application processor Quad ARM® Cortex TM-A53 up to 1,333 MHz Real-time processor Dual ARM® Cortex TM-R5 up to 533 MHz SDRAM 4 GB DDR4 with ECC Clock
Input frequency Auto-detect 10 MHz / 100 MHz Input coupling 50 Ω, SMA connector Output frequency Switchable 10 MHz / 100 MHz Output amplitude > 1 Vpp in 50 Ω Connectivity and others
Host connection LAN / Ethernet, 1 Gbit/s
USB 3.0
JTAG over USB 2.0 for Xilinx® ChipScope™️ accessDevice connection 18 ZSync ports ZSync communication bandwidth Down-stream 200 MB/s
Up-stream 100 MB/sZSync communication latency < 100 ns Trigger 2 trigger inputs, 2 trigger outputs,
3.3 V TTL on SMA connectorDigital I/O 32 bits, 3.3 V TTL, general purpose