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Cluster

Cluster는 세계를 선도하는 모듈형 양자 제어 스택으로, 확장성이 뛰어난 19인치 랙 시스템입니다. 이는 양자 실험의 증가하는 요구와 산업 연구소의 개발 로드맵을 충족하도록 최적화되었습니다. 다양한 모듈로 구성된 Cluster는 DC에서 18.5GHz까지의 광범위한 주파수 대역에서 큐비트 제어 및 판독을 가능하게 합니다.

양자 컴퓨팅 환경에서 핵심적인 역할을 수행하는 Cluster는 최고 수준의 실험을 지원하며, 큐비트 기술과 관계없이 NISQ 시대의 요구에 맞춰 유연하게 확장될 수 있습니다.

  • QCM

    Qubit Control Module(QCM)은 기존의 AWG를 대체할 수 있도록 설계된 최첨단 모듈로, 최대 400MHz의 베이스밴드 영역에서 펄스를 생성하는 데 최적화되었습니다.
    QCM 기술의 핵심은 Q1 고급 시퀀스 프로세서와 고성능 아날로그 프런트엔드로, 이를 통해 양자 컴퓨팅 실험을 효과적으로 지원합니다. 또한, 모듈당 4개의 아날로그 출력과 4개의 디지털 출력을 제공하여 높은 채널 밀도를 보장하며, 단일 19인치 메인프레임에 80개의 AWG 채널을 통합하여 대규모 확장 가능한 시스템을 구성할 수 있습니다.

  • Qubit Control RF Module(QCM-RF)는 2~18.5GHz 주파수 범위에서 펄스를 생성하는 2채널 다이렉트 RF 큐비트 제어 모듈입니다.
    이 모듈은 6개의 Q1 시퀀스 프로세서와 업컨버전 기능이 통합된 고성능 아날로그 프런트엔드를 갖추고 있어, 넓은 SFDR, 초저잡음, 그리고 뛰어난 위상 안정성을 제공하는 고급 마이크로파 큐비트 제어 솔루션을 제공합니다.
    또한, 2개의 아날로그 출력과 2개의 디지털 출력을 제공하며, 마이크로파 대역에서 시장 최고 수준의 채널 밀도를 자랑합니다. 이를 통해 단일 Cluster 19인치 메인프레임에서 최대 40개의 출력 채널을 구현할 수 있습니다.

  • QRM

    Qubit Readout Module(QRM)은 다양한 큐비트 플랫폼에서 측정 성능을 향상시키는 대규모 확장 가능한 판독(readout) 모듈입니다.
    이 모듈은 2개의 입력과 2개의 출력을 결합하여 반사 신호 측정(reflectometry), 전송(transmission), 광자 계수(photon counting), 분광(spectroscopy) 실험을 단일 모듈에서 실행할 수 있도록 지원하며, 기존의 펄스 발생기, 디지타이저, 판독 분석기를 대체합니다.
    QRM은 2개의 아날로그 출력, 2개의 아날로그 입력, 4개의 디지털 출력을 갖추고 있으며, 이를 통해 Qblox Cluster의 확장성을 극대화 하도록 설계되었습니다.

  • Qubit Readout RF Module(QRM-RF)는 2~18.5GHz 주파수 범위에서 다중 큐비트 판독을 위한 최적의 솔루션입니다.
    이 모듈은 입력과 출력을 매끄럽게 통합하여, 다중 공진기 판독, RF 반사 신호 측정(reflectometry), 및 분광(spectroscopy) 측정을 위한 필수 도구를 모두 제공합니다. 이러한 통합 설계를 통해 여러 기능을 단일 모듈에 집약함으로써 복잡한 실험 환경을 간소화할 수 있습니다.

  • QRC

    Qubit Readout and Control(QRC) 모듈은 연구 및 고성능 컴퓨팅을 위한 큐비트 판독 및 제어의 새로운 가능성을 열어줍니다.
    높은 채널 밀도와 최첨단 RFSoC 기술을 갖춘 QRC는 짧은 상승 시간과 낮은 링잉(ringing)을 통해 초고속, 고정확도의 게이트 연산을 지원합니다.
    또한, 직접 디지털 합성(DDS)과 단일 믹싱(single mixing)을 결합하여, 100MHz~10GHz의 전체 주파수 범위에서 높은 스퓨리어스 프리 다이내믹 레인지(SFDR)와 신호 대 잡음비(SNR)를 보장합니다.
    QRC는 12개의 독립적인 Q1 시퀀서를 탑재하고 있으며, 800MHz 이상의 즉시 사용 가능한 대역폭을 제공하며, 내부 채널 결합을 통해 1.6GHz 이상으로 확장할 수 있습니다.
    또한, Qblox 제어 스택과의 원활한 통합을 통해 정밀한 실시간 제어를 보장하며, 다양한 양자 응용 분야에 유연하게 대응할 수 있습니다.

  • QSM

    Quantum Source and Measurement(QSM) 모듈은 DC 전송(transport) 실험, 큐비트 특성 분석 및 DC 펄스를 이용한 작동을 위해 설계되었습니다. 신호 소스 기능과 측정 기능을 단일 기기에 통합하였으며, 접지 루프(ground-loop) 없이 작동하고 외부 간섭을 차단할 수 있도록 DC Cluster 메인프레임의 지원을 받습니다.
    이 모듈은 8개의 재구성 가능한 DC 입출력 채널을 갖추고 있으며, 28비트 해상도와 ±10V 범위 내에서 <0.6 μV의 스텝 크기를 제공합니다. 또한, pA(피코암페어)에서 μA(마이크로암페어)까지의 전류 측정 범위를 지원합니다.
    확장 가능한 시스템으로 최대 160개의 채널을 지원하며, 장기간 안정성과 초저노이즈 성능을 제공합니다. 또한, QSM 모듈은 다른 Qblox

  • QTM

    Qubit Timetag Module(QTM)은 디지털 신호 생성 및 수집 기능을 제공하여 optically addressable 큐비트에 최적화된 Cluster의 성능을 향상시키는 모듈입니다.
    출력부는 레이저를 직접적이고 정밀하게 제어할 수 있도록 빠르고 정확한 타이밍의 TTL 신호를 제공합니다.
    입력부에서는 구성 가능한 아날로그 임계값 및 윈도잉(windowing) 기능과 함께 광자 계수 및 시간 태깅(time tagging) 기능을 제공하여 신속하고 안정적인 광학 판독을 보장합니다.
    또한, 단일 제어 장치 내에서 신호 생성과 수집이 원활하게 통합됨으로써 기본적인 동기화를 보장하며, 별도의 트리거가 필요하지 않습니다.