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Die QuantumPro-Lösung vereine dabei in der Advanced Design System (ADS) 2024 Plattform die fünf wesentlichen Funktionen Schaltplan-Design, Layout-Erstellung, elektromagnetische (EM) Analyse, nichtlineare Schaltungssimulation und Quantenparameter-Extraktion. Bisher erforderte die Entwicklung supraleitender Qubits in der Regel langwierige und teure Entwicklungszyklen auf Basis verschiedener Werkzeuge.
QuantumPro vereine die Bereiche der Quanten- und Mikrowellentechnik, indem es herkömmliche Mikrowellenergebnisse in leicht einstellbare Quantenparameter innerhalb der ADS-Plattform übersetze. So können Entwickler mithilfe von QuantumPro ihre Quantenschaltungen mühelos feinabstimmen und die Markteinführungszeit ihrer Chips und Systeme spürbar verkürzen. Zu den wichtigsten Merkmalen der Design- und Simulationslösung zählt Keysight Technologies:
- Beschleunigte Entwicklung der Quantenchips durch kostengünstigen elektromagnetischen Simulationsansatz auf MOM-Basis (Method of Moments). Der nichtlineare Schaltungslöser liefere eine umfassende Analyse der leistungsabhängigen Leistungsfähigkeit von Quantenchips.
- Anstatt das elektrische Feld im gesamten Volumen zu lösen, löse MOM nur die Ströme auf der Metalloberfläche, was die Rechenkosten erheblich reduziere. So werde die nahtlose Abstimmung von Qubits und Resonatoren durch Co-Simulation und parametrische Analyse ermöglicht.
- Die nichtlineare Schaltungsdesign-Umgebung (Harmonic Balance und X-Parameter) vereinfache das Design von Quantenverstärkern und kritischen Blöcken in den Ausgangsketten von Quantensystemen, die die Auslesetreue verbessern. Der Harmonic Balance Solver ermögliche das Design von Verstärkern mit wenigen bis hin zu Tausenden von Josephson-Übergängen und liefere eine detaillierte Analyse der Verstärkerleistung, einschließlich Verstärkungsprofil, Verstärkungsrippel, Mischprodukte, Quanteneffizienz und Verstärkungskompression.
- Das Advanced Design System (ADS) enthalte eine Bibliothek von Quanten-Layout-Komponenten, die zahlreiche häufig verwendete Quanten-Designs wie Transmons und Mäanderline-Resonatoren mit koplanarem Wellenleiter (CPW) umfassen. So werde die Erstellung von Quantenchips innerhalb der ADS-Layoutumgebung erleichtert, wobei jedes geometrische Merkmal des Chips als parametrisiertes Objekt dargestellt werde, das leicht angepasst und optimiert werden könne. Die CPW-Komponenten in der Bibliothek verfügen über integrierte Luftbrücken, die eine entscheidende Rolle bei der Verhinderung der Ausbreitung des CPW-Gleichtakts spielen.
