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芯片设计中的超导量子比特控制电路.docx
资料介绍
超导量子比特控制电路是量子计算系统中的关键组成部分，在低温（10~20 mK）环境下生成精确的微波脉冲，控制量子比特的状态。量子比特控制电路需要在GHz频率下生成高保真度的微波脉冲（保真度>99.9%），在极低功耗下工作以防止加热低温环境。本文将从量子比特控制要求、微波脉冲生成、单比特门、两比特门、读出电路以及低温CMOS设计等方面，系统阐述超导量子比特控制电路的设计方法。
量子比特控制要求
超导量子比特控制电路需要满足量子操作的严格要求。
1. 频率精度：量子比特的跃迁频率通常为4~8 GHz，控制脉冲的频率精度需优于1 MHz，在频率漂移时需补偿。
2. 脉冲保真度：量子比特门的保真度需>99.9%，控制脉冲的幅度、相位和时序误差需<0.1%。脉冲的时序抖动需<1 ps。
3. 低温环境：量子比特在10~20 mK的极低温下工作，控制电路的热量通过同轴电缆传导到低温环境，需控制功耗。
微波脉冲生成
控制电路使用微波脉冲控制量子比特的状态。
1. 单边带调制：单边带调制（SSB）在基带使用I/Q调制器，将基带脉冲上变频到量子比特频率。SSB调制器的载波抑制和边带抑制需>40 dB。
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| 1786062498芯片设计中的超导量子比特控制电路.docx | 37K |
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