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측정시스템

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기타 시스템

양자 컴퓨터 신호 처리 시스템

관리자 2024-05-08 조회수 383

양자 컴퓨터용 저노이즈 신호 처리 솔루션

초전도 소자를 이용한 양자 컴퓨터 시스템에 있어서 소자의 제어나 신호 검출을 고정밀도로 실시하기 위해 필요한 「저잡음 시스템」을 제안합니다. 
멀티 채널로 다양자 평가에도 대응 가능합니다.

저노이즈 시스템으로

  • - 소자 특성 편차 저감
  •  
  • - 다양자 비트화에 대응

초전도 자속 양자 비트의 측정 예

측정 시스템

저노이즈 시스템으로 기존 시스템에 비해 어닐링 시간 의존성을 현저하게 볼 수 있습니다. 

scientific reports ”Supplementary Materials for Factorization by Quantum Annealing Using Superconducting Flux Qubits Implementing a Multiplier Hamiltonian”    참고 문헌  (저자:才田 大輔)

양자 비트 제어
저노이즈 신호원에 의해 소자(초전도 디바이스)를 정밀 제어해 연산을 실시합니다.
자기장 제어
저노이즈 직류 전압원에 의해 양자 비트의 자기장 제어.
극저온하의 회로 구동에 유효.
노이즈 내성 강화
DUT 홀더
DUT 홀더의 선단에 초전도 디바이스를 장착하여 액체 헬륨의 탱크에 담그는 것으로 극저온 측정.
신호 증폭
다양자 비트 소자로부터 미약한 신호를 다채널 증폭 시스템으로 증폭.



양자 비트 제어용 신호원

멀티 채널 저노이즈 임의 파형 시스템

양자 어닐링 방식 컴퓨터 시스템에서 양자 비트를 제어하기 위한 신호원입니다. 1유닛당 16채널로 최대 1024채널까지의 시스템 구축이 가능합니다. 저노이즈이므로 다양자 비트 제어에 매우 적합니다. 

  • - 최대 1024채널의 차동 동기 출력, 임의 파형 출력 가능(확장 가능)
  • - 채널마다 임의 파형 설정 가능
  • - 채널간 스큐  50ns 이하
  • - 아날로그 선형 보간 회로로 높은 선형성 실현
  • - 저노이즈 설계 추구
    • - 차동 신호 출력에 의한 공통 모드 노이즈 저감
    • - 광통신(광파이버 사용)을 채택하여 PC를 통한 노이즈 차단
    • - 저노이즈 리니어 전원을 채택하여 전원 경유의 노이즈 혼입 저감
  • - 최대 1024채널을 제어하는 컨트롤 유닛, 16채널의 임의 파형 발생 유닛 및 저노이즈 리니어
  •   방식 전원 유닛을 조합하여 시스템

상호 작용 제어용 직류 전압원

멀티 채널 정밀 노이즈 직류 전압원

초저노이즈, 고정밀, 고안정적인 멀티 채널 저노이즈 직류 전압원입니다.
열노이즈가 매우 작은 극저온하의 회로 구동에 있어서 전원 경유의 노이즈 혼입을 저감할 수 있으므로 조셉슨 파라메트릭 앰프(JPA)나 HEMP 앰프 구동에도 대응합니다. 고정밀도・고안정 출력은 양자 비트의 자기장 제어나 소자 특성의 편차 조정에도 최적입니다. 유닛당 16채널로 필요에 따라 증설함으로써 다채널 전원 시스템을 구축할 수 있습니다.

전압원

  •  - 출력 노이즈 전압: 2μVrms (대역폭 10Hz ~ 1MHz)
  •  - 출력 전압: 0 ~ +16.1V(유니폴라 출력) / ±10V(바이폴라 출력)
  •  - 설정 분해능: 500μV (100μV 대응 가능)
  •  - 설정 확도: ±(0.03%+125μV)
  •  - 출력 안정도: ±2ppm/℃ typ.
  •  - 출력 전류: 각 채널당 최대 15mA

전류원

  •  - 출력 노이즈 전류: 0.01μAp-p (대역폭 10kHz)
  •  - 출력 전류: 0 ~ ±3mA (범위 변경 가능)
  •  - 설정 분해능: 100nA
  •  - 설정 확도: ±(0.05%+80nA)
  •  - 출력 안정도: ±3ppm/℃ typ.

1랙에서 16채널 외부 제어로 채널별 전압 / 전류 설정 가능

16채널 전압원


신호 증폭용 저노이즈 증폭기

멀티 채널 저노이즈 증폭 시스템

저노이즈・다채널・다기능의 요구에 맞추어 최적의 시스템 구축 가능한 신호 증폭 시스템입니다.세계 최고 레벨의 저노이즈 성능을 실현, 고정밀 측정을 지원합니다.
센서의 종류에 맞추어 차동 입력(바이폴라 입력, FET 입력), 싱글 엔드 입력(바이폴라 입력, FET 입력) 중에서 선택할 수 있습니다. 
1유닛당 4채널로 유닛의 증설로 다채널화에 유연하게 대응합니다.

  • - 저노이즈: 1.3 nV/√Hz (바이폴라 입력), 2.5 nV/√Hz (FET 입력)
  • - 소형 케이스로 다채널 요구에 매우 적합합니다.
  • - 다기능
    • - 입력 결합 방식 전환: DC/AC
    • - 입력 모드 선택 : 차동/싱글 엔드/GND
    • - 로패스 필터 설정: THRU(OFF)/LPF(ON)
    • - 입력 환산 옵셋 전압: 조정 범위 ±100μV
    • - 앰프 GND 절환: FLOAT/EXTERNAL
8채널

다운 컨버터 후의 신호처리에 소형화 ・다채널화에 대응

  • 이득:40dB
  • 대역폭:10MHz~450MHz
  • 노이즈 지수:1dB
  • 입력 임피던스:50Ω



극저온에서의 저노이즈 측정

크라이오트(Cryostat)용 DUT 홀더

조셉슨 소자 등의 초전도 디바이스를 액체 헬륨(4.2K)등으로 냉각하여 측정하기 위한 로드입니다. 철저한 노이즈 대책으로 안정적인 측정 및 평가에 대응합니다.
철저한 노이즈 대책으로 안정적인 측정・평가에 대응합니다.

  • - 신호핀 60핀, 차동으로 30신호(커스텀 대응)
  • - 특수 배선을 채택하여 공통 모드 노이즈 저감
  • - 내부를 3구획으로 분할하여 배선간의 크로스토크를 억제한 활용 가능
  • - 액면과 DUT가 수평으로 DUT 온도 균일
  • - 스프링 프로브를 채액하여 안정적인 컨택 실현, 유지보수도 용이
  • - 수평기와 통 모양의 눈금으로 수평도와 깊이 방향을 관리하여 로드 삽입 가능
  • - 자기 쉴드 캔(강자성재 : 파마로이) 장착 기능
  • - 온도 센서 내장(비자성 대응 가능)
クライオスタット用 DUTホルダ

미소 신호 측정 솔루션 코너 제품 소개

초저노이즈 증폭기 SA-200 시리즈 / SA-400 시리즈 

다채널 저노이즈 증폭 시스템의 기반이 된 저노이즈 증폭기 시리즈

  • - 세계 최고 수준의 저노이즈  0.25nV/√Hz (SA-251F6)
  • - 주파수 대역, 입력 형식, 입력 임피던스에 따라 11가지 라인업
  • - DC~최대 500MHz

디지털 락인앰프 LI5600 시리즈

노이즈에 묻힌 미소한 반복 신호(교류)를 검출

  • - 측정 주파수 최대 11MHz
  • - 2주파수 동시 측정 기능

정밀 저노이즈 직류 전원 LP6016-01 / LP6016-01P 

저노이즈・저드리프트로 양자 디바이스를 안정적으로 제어합니다.
USB, LAN, RS-232 인터페이스가 있으며 다채널 시스템에 대응

  • - 초전도 소자를 비롯한 각종 고정밀 디바이스에 대한 저노이즈 전원으로서
  • - 출력 노이즈 전압: 10μVrms (대역폭 10Hz ~ 20MHz)
  • - 출력 안정도: ±10ppm/°C typ.




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