Краткий обзор изнутри:
- Компании Keysight Technologies и Google Quantum AI объединились для разработки квантового моделирования цепей (Quantum Ckt Sim), внедряя усовершенствованное квантование потока в решатели схем, что стало первым решением для моделирования сверхпроводящих квантовых цепей.
- Решение моделирует квантование потока в сверхпроводящих контурах, повышая точность и надежность конструкций квантовых схем и уменьшая количество вычислительных ошибок.
- Quantum Ckt Sim включает в себя обширную библиотеку квантовых устройств, симуляторы нелинейных цепей и расширенное квантовое управление.
ПРЕСС-РЕЛИЗ — В недавнее объявление Компания Keysight Technologies представила Quantum Circuit Simulation (Quantum Ckt Sim), среду проектирования, предназначенную для поддержки разработки сложных квантовых схем. В сотрудничестве с Google Quantum AI компания Keysight интегрировала усовершенствованное квантование потока в свои инструменты моделирования, впервые в моделировании сверхпроводящих квантовых схем.
Квантование потока для сверхпроводящих цепей
Как отмечается в пресс-релизе, квантование потока, при котором магнитный поток через сверхпроводящие контуры квантуется в дискретных единицах, является центральным для работы квантовых схем. Однако традиционные симуляторы схем обычно фокусируются на напряжениях, что затрудняет точное моделирование потока. Сотрудничество между Keysight и Google Quantum AI устраняет это ограничение путем интеграции квантования потока в частотной области в решатели схем Keysight. Это достижение позволяет инженерам моделировать сложные сверхпроводящие схемы с беспрецедентной точностью.
Офер Нааман, научный сотрудник Google Quantum AI, подчеркнул важность этой функции, отметив: «Используя Quantum Ckt Sim, теперь можно обеспечить условия квантования потока в частотных симуляциях ADS сверхпроводящих устройств. Это критически важная возможность, отсутствие которой до сих пор ограничивало применимость современных инструментов EDA в проектировании сверхпроводящих цепей микроволнового диапазона».
Технические идеи сотрудничества
Совместная исследовательская группа представила свой подход в Техническая статья Моделирование квантования потока Джозефсона схем перехода в Keysight ADS. В статье описывается введение моделей джозефсоновского перехода и индуктора с вспомогательными портами потока, которые позволяют квантовать поток в симуляциях. Эти модели были проверены с помощью симуляций РЧ и DC-SQUID и параметрических усилителей, тесно совпадающих с теоретическими предсказаниями и экспериментальными данными.
В статье отмечается, что успешная интеграция этих моделей является важной вехой в развитии сверхпроводящих квантовых схем. Мохамед Хассан, руководитель отдела планирования квантовых решений в Keysight EDA, заметил: «Захватывающе наблюдать точное моделирование квантования потока в частотной области сверхпроводящих схем с использованием инструмента EDA впервые. Эта важная веха использует возможности EDA для оптимизации проектирования сверхпроводящих микроволновых схем для квантовых приложений и не только».
Основные технические моменты:
- Модели перехода Джозефсона: Команда интегрировала модель резистивно-емкостного шунтированного перехода Джозефсона (RCSJ) для точного описания поведения перехода, который является критически важным элементом в сверхпроводящих цепях.
- Модели индукторов с узлами потока: Новые модели позволяют точно моделировать поток внутри индукторов, учитывая индуцированный магнитный поток в сверхпроводящих контурах, что является критическим аспектом этих цепей.
- Проверка моделирования: Используя новые модели, исследователи провели моделирование постоянного тока, S-параметров и гармонического баланса, которое полностью совпало с теоретическими предсказаниями и экспериментальными результатами, продемонстрировав эффективность интегрального квантования потока при проектировании сверхпроводящих цепей.
Улучшенная среда проектирования квантовых цепей
Среда проектирования Quantum Ckt Sim предоставляет функции, призванные упростить разработку и управление сверхпроводящими квантовыми цепями. Ключевые функции включают:
- Библиотека квантовых устройств: Включает в себя обширную библиотеку часто используемых квантовых устройств, включая RF/DC SQUID, SNAIL, FLUXONIUM и SNAKE, для упрощения проектирования и интеграции.
- Комплексная среда проектирования: Предоставляет ряд симуляторов нелинейных цепей, таких как гармонический баланс для анализа в частотной области, переходный процесс/свертка для анализа во временной области и огибающая цепи для области модуляции, а также генерация нелинейной модели x-параметров.
- Расширенный квантовый контроль: Точное управление сверхпроводящими цепями с помощью внешнего потока обеспечивает лучший контроль и управление в современных квантовых вычислительных приложениях.
- Оптимизированная параметрическая схема проектирования: Упрощает создание и оптимизацию параметрических квантовых схем, включая квантовые усилители, которые важны для повышения точности считывания кубитов в квантовых системах.
Новый стандарт для моделирования квантовых цепей
Благодаря включению квантования потока в свои инструменты моделирования Keysight, возможно, переопределила, как можно моделировать и оптимизировать сверхпроводящие схемы. Это сотрудничество с Google Quantum AI сделало Quantum Ckt Sim новым инструментом, который можно добавить к постоянно растущему набору инструментов в области квантовых вычислений, что может предоставить инженерам точность и контроль, необходимые для новых разработок.
