Hardware für Quantencomputer

Was ist der Hauptzweck des Frequenzmultiplexings beim Auslesen supraleitender Qubits, bei dem mehrere Ausleseresonatoren mit unterschiedlichen Frequenzen an eine einzige Übertragungsleitung angeschlossen werden?

  1. AEin Qubit gleichzeitig bei mehreren Frequenzen auszulesen und so Messfehler zu beseitigen
  2. BÜbersprechen zwischen den Qubits zu beseitigen, indem alle Resonatoren dieselbe Frequenz erhalten
  3. CDie Zahl der in den Kryostaten geführten Kabel und Verstärker zu verringern und so den Wärmeeintrag und die Größe des Systems zu begrenzen
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Antwort: C. Die Zahl der in den Kryostaten geführten Kabel und Verstärker zu verringern und so den Wärmeeintrag und die Größe des Systems zu begrenzen

Für jedes Qubit ein eigenes Auslese-Koaxialkabel und einen eigenen kryogenen Verstärker vorzusehen, macht die Zahl der Kabel, den Wärmeeintrag und die Größe des Systems mit wachsender Qubit-Zahl zum Problem. Beim Frequenzmultiplexing werden einige bis etwa zehn Resonatoren mit gestaffelten Frequenzen, zum Beispiel im Bereich von 6 bis 7 GHz, an eine Übertragungsleitung angeschlossen, und ein Mikrowellensignal, das alle ihre Frequenzen enthält, wird gesendet, um sie gemeinsam auszulesen. Eine Leitung und ein Verstärker können dann von mehreren Qubits geteilt werden. Liegen die Frequenzen nicht weit genug auseinander, vermischen sich die Signale; es gibt also einen Kompromiss zwischen der verfügbaren Bandbreite und der Zahl der Resonatoren.

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