Ein Systemprototyp zur Manipulation und Auslese von Qubits
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IPE
Abschlussvortrag der Masterarbeit
Quantencomputing ist ein Forschungsfeld, welches zunehmend an Bedeutung gewinnt. Lange Zeit standen vor allem theoretische Aspekte im Vordergrund, welche jedoch zunehmen durch praktische Betrachtungen und Untersuchungen komplementiert werden. Um die Entwicklung größerer Multiqubitsysteme nicht durch unzureichend skalierbare klassische Hardware zu bremsen, müssen auf die Manipulation und Auslese von Qubits zugeschnittene Architekturkonzepte entwickelt werden. Hierfür wird ein System mit vielen DAC-Kanälen benötigt, ähnlich wie es auch für das Auslesen von Metallisch-Magnetischen Kalorimetern (MMC) verwendet wird. Das Ziel dieser Arbeit war es, ein FPGA Design zu entwerfen, das es ermöglicht die Manipulation und Auslese von Multitransmonqubitsystemen zu ermöglichen. Dafür wurde ein skalierbares Architekturkonzept entwickelt, implementiert, umgesetzt und abschließend an realen Qubit Experimenten getestet. Dafür wurde das FPGA System über ein eigens spezifiziertes Protokoll an das QKIT Experimentierframework des Physikalischen Instituts am KIT angebunden. Die Messungen ergaben, dass das System in der Lage ist, den Qubitzustand zu manipulieren und auszulesen. Durch das überarbeitete Konzept wurde eine Datenreduktion um einen Faktor von bis zu 27500 erreich. Im Mittel über alle spezifizierten Experimente wurde eine Datenreduktion um einen Faktor 7500 erreicht.