Softwareimplementierung eines Simulators für Qubit-Ansteuerungselektronik

by Mr Lingyu Zhang

Friday Apr 11, 2025, 3:00 PM → 4:00 PM Europe/Berlin

R413 (242)

Präsentation der Masterarbeit von Lingyu Zhang: Softwareimplementierung eines Simulators für Qubit-Ansteuerungselektronik

Die Quanteninformatik ist ein rasant wachsendes Forschungsgebiet. Um effiziente Kontrolle von Quantencomputern zu realisieren, hat das IPE den sogenannten „QiController“ entwickelt. Um diesen Controller weiter zu optimieren und den Hardware-Debugging-Aufwand zu reduzieren, wurde im Rahmen dieser Masterarbeit ein Simulator für die zentrale Komponente des QiControllers, die Digital Unit Cell, entwickelt. Dieser Simulator ermöglicht es dem Benutzer, die für die Ansteuerung und Auslese von Qubits erforderlichen Pulsfolgen auf Basis der Experimentbeschreibungssprache QiCode zu visualisieren.
Der Simulator ist in drei Komponenten unterteilt: VHDL, C++ und Python. Die C++- und VHDL-Komponenten wurden mit Hilfe des Xilinx Vivado Simulators zu ausführbaren Programmen kompiliert. Der Python-Treiber überträgt die für die Quantensteuerung erforderlichen Pulse und Sequenzer-Befehle über das AXI4-Protokoll an den Simulator. Nach erfolgreicher Ausführung des Simulators können die erzeugten Pulswellenformen visualisiert werden, um die Beobachtung und Analyse zu ermöglichen.

Vortragssprache: Deutsch

 

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Lingyu Zhang will present his Master Thesis on Software implementation of a simulator for qubit control electronics

Quantum computing is a rapidly growing field of research. To realize efficient control, IPE has developed the quantum computing control platform "QiController". In order to further optimize this controller and reduce the hardware debugging effort, a simulator for the central component of the QiController, the Digital Unit Cell, was developed as part of this master thesis. This simulator allows a user to visualize the pulse sequences required for qubit control and readout based on the experiment description language QiCode.
The simulator is subdivided into three components; VHDL, C++ and Python. The C++ and VHDL components were compiled into executable programs using the Xilinx Vivado Simulator. Furthermore, a Python driver was developed to transmit the pulses and sequencer commands required for quantum control to the simulator via the AXI4 protocol. After execution, the pulse waveforms generated by the simulator were visualized to facilitate observation and analysis.

Lecture language: German