Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ion trap quantum computer architecture

Kasprowicz Grzegorz, Kulik Paweł, Sowiński Mikołaj, Przywózki Tomasz, Poźniak Krzysztof, Wawrzyniak Zbigniew

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2023

|

Vol. 64, Nr 8

12--16

EN

Ion trap quantum computing (QC) is a promising technology with the potential to revolutionize many fields. However, there are still many challenges that need to be overcome before ion trap quantum computers become a reality. These challenges include scaling up the number of qubits, improving the co herence time of qubits, and developing new algorithms and software. Despite these challenges, ion trap quantum computing is a promising technology with the potential to revolutionize many fields. As the technology continues to mature, it is likely that we will see significant progress in overcoming the chal lenges and building large-scale ion trap quantum computers. These computers could have a profound impact on many fields, and they could help us to solve some of the world’s most chal lenging problems.

PL

Technologia komputerów kwantowych (KK) na pułapkach jo nowych to obiecująca technologia o potencjale zrewolucjoni zowania wielu dziedzin. Jednak przed tym, jak stają się one rzeczywistością, należy pokonać wiele wyzwań. Należą do nich skalowanie liczby kwantowych bitów (kubitów), poprawa czasu koherencji kubitów i tworzenie nowych algorytmów i oprogra mowania. Mimo tych wyzwań, technologia pułapek jonowych to obiecu jąca technologia potencjalnie rewolucjonizująca wielu dzie dzin. W miarę dojrzewania technologii, prawdopodobnie uda się znacząco pokonać te wyzwania i zbudować duże, jonowe komputery kwantowe. Te komputery mogą mieć głęboki wpływ na wiele dziedzin i pomóc nam rozwiązać niektóre z najbardziej skomplikowanych problemów na świecie.

2

High voltage system for ion traps and GEM detectors in the Sinara open hardware ecosystem

Przywózki Tomasz, Kasprowicz Grzegorz, Świtakowski Filip, Kulik Paweł

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2023

|

Vol. 64, Nr 8

49--52

EN

In scientific research, precise control of high voltages is crucial, particularly in ion traps and Gas Electron Multiplier (GEM) de tectors. The Sinara open hardware project addresses this need by developing a dedicated high-voltage system. The project introduces an STM32-based DIOT system board and a High Voltage Supply Board (HVSUP_ISOL) designed for non-real-time applications, providing up to +/-6kV. The HVSUP_ISOL board is fully isolated, ensuring system safety, and offers dual-channel configuration with a shared common terminal for easy casca ding. The firmware based on the MQTT protocol enables users to remotely control various settings, and telemetry data provi des insights into the system’s operation.

PL

W badaniach naukowych precyzyjna kontrola wysokich napięć jest niezwykle istotna, zwłaszcza w pułapkach jonowych i de tektorach GEM (Gas Electron Multiplier). W ramach projektu Sinara, zaprojektowany został nowy dedykowany system ge neracji i kontroli wysokich napięć. Projekt wprowadza kartę systemową DIOT opartą na układzie STM32 oraz kartę zasi lania wysokonapięciowego (HVSUP_ISOL), przeznaczoną do zastosowań nie wymagających kontroli w czasie rzeczywistym, dostarczającą napięcia do +/-6kV. Karta HVSUP_ISOL jest w pełni izolowana, zapewniając bezpieczeństwo systemu, oraz oferuje konfigurację dwukanałową z wspólnym terminalem dla łatwego kaskadowania. Oprogramowanie oparte na protokole MQTT umożliwia użytkownikom zdalną kontrolę różnych ustawień, a dane telemetrii dostarczają informacji o działaniu systemu.

3

Electronic control system for the quantum computer infrastructure in the MIKOK project

Kasprowicz Grzegorz, Sowiński Mikołaj, Poźniak Krzysztof, Szmidt Jan, Przywózki Tomasz, Kulik Paweł, Kuś Marek, Wawrzyniak Zbigniew, Szczepański Paweł, Słowik Oskar, Życzkowski Marek, Marć Paweł, Pakuła Anna, Nawrat Aleksander, Daniec Krzysztof, Wereszczyński Kamil, Kuczerski Tomasz, Kawałek Radosław, Sadowski Marcin, Suleja Wawrzyniec, Witkowski Paweł

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2023

|

Vol. 64, Nr 8

72--75

EN

The practical implementation of algorithms on a quantum computer requires creating and stabilising qubits and their appropriate entanglement. Currently, one systemic solution is to create entangled qubits in ion traps. The structure of the Quantum Computer Unit based on the Ca40 blade ion trap of up to 100 ions, supported by integrated optical, control and reading systems, will be discussed. These system solutions are a vital part of the modular functional infrastructure of a quantum computer for civil and special IT applications as part of the NCBR project pk. MIKOK. The essential components of processes and functional phenomena, the control system based on the modular Sinara apparatus and the ARTIQ operating system, will be discussed along with the critical stages of the control process.

PL

Praktyczna realizacja algorytmów na komputerze kwantowym wymaga stworzenia i stabilnego utrzymania kubitów oraz ich odpowiedniego splątania. Obecnie jednym rozwiązań układowych jest tworzenie splątanych kubitów w pułapkach jonowych. Zostanie omówiona struktury techniczna Jednostki Komputera Kwantowego bazującej na pułapce jonowej typu „blade” Ca40 do 100 jonów, wspieranej zintegrowanymi systemami optycznym, sterowania i odczytu. Te rozwiązania układowe stanowią kluczową część modularnej funkcjonalnej infrastruktury komputera kwantowego do cywilnym i specjalnym zastosowań informatycznych w ramach projektu NCBiR pk. MIKOK. Zostaną omówione najważniejsze składowe procesy i zjawiska funkcjonalne, system sterowania oparty o modułową aparaturę Sinara oraz system operacyjny ARTIQ wraz z kluczowymi etapami procesu sterowania.

4

Design of a cryogenic integrated circuit for next-generation quantum computers

Kasprowicz Grzegorz, Siwiec Krzysztof, Kasprowicz Dominik, Wojciechowski Andrzej, Borkowski Adam, Pleskacz Witold, Sowiński Mikołaj, Przywózki Tomasz, Kulik Paweł, Poźniak Krzysztof, Wawrzyniak Zbigniew

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2023

|

Vol. 64, Nr 8

69--70

EN

In this project, we propose to develop intermediate-scale quan tum computation devices and complement the hardware with device-aware compilers for the trapped-ion platform. The proj ect cross-fertilizes three critical areas: (i) ion-trap development, pushing towards segmented ion traps with low heating rates; (ii) efficient compilation of quantum algorithms into low-level instruction circuits for segmented quantum information pro cessing that enable seamless integration of qubit shuttling operations; (iii) scalable, low-noise electronic circuits devel opment for fast operation of segmented ion-trap quantum information processors at room temperature and cryogenic conditions. Developed with the long-term vision of pushing towards 1000 qubits, the realised technology will serve as a plat form to drive the European quantum computation roadmap.

PL

W tym projekcie proponujemy opracowanie urządzeń do pośred niej skali obliczeń kwantowych i uzupełnienie sprzętu kompila torami obsługującymi urządzenia dla pułapek jonowych. Projekt krzyżuje trzy kluczowe obszary: (i) rozwój pułapek jonowych, dążąc do segmentowanych pułapek jonowych o niskich szyb kościach ogrzewania; (ii) wydajna kompilacja algorytmów kwantowych do obwodów instrukcji niskiego poziomu dla segmentowanego przetwarzania informacji kwantowych, które umożliwiają bezproblemową integrację operacji przesuwania kubitów; (iii) rozwój skalowalnych, niskoszumnych obwodów elektronicznych do szybkiej pracy segmentowanych proceso rów informacji kwantowej z pułapkami jonami w temperaturze pokojowej i warunkach kriogenicznych. Opracowana technolo gia, mająca na uwadze długoterminową wizję osiągnięcia 1000 kubitów, będzie służyć jako platforma do rozwijania europejskiej ścieżki obliczeń kwantowych.

5

CEZAMAT technical potential usage in organising the Quantum Computer Technology Laboratory

Kasprowicz Grzegorz, Wawrzyniak Zbigniew, Poźniak Krzysztof, Szmidt Jan, Sowiński Mikołaj, Kulik Paweł, Przywózki Tomasz, Kisiel Adam, Kornakov Georgy, Beck Romuald Bartłomiej, Wiśniewski Piotr, Knap Wojciech, Trzeciak Lech, Sypek Maciej, Nurczyk Piotr

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2023

|

Vol. 64, Nr 8

76--80

EN

CEZAMAT, the Centre for Advanced Materials and Technologies of the Warsaw University of Technology located in Warsaw, Poland, focuses on interdisciplinary research in advanced materials and technologies, collaborating with domestic and international part ners. CEZAMAT’s research spans a broad spectrum of advanced materials and technologies, including nanomaterials, advanced composites, functional, energy, environmental, and biomedical materials, and a quantum computing laboratory to facilitate qu antum computer technology development. CEZAMAT’s Quantum Technology Hub initiative seeks to create a hub for quantum computer infrastructure development. This endeavour involves collaboration, organisation, and coordination among research te ams and industrial partners, focusing on innovative technologies and strategic solutions. The centre thrives on interdisciplinary collaboration, working closely with scientists from other Polish institutions and publishing in esteemed academic journals.

PL

CEZAMAT, Centrum Zaawansowanych Materiałów i Technologii Politechniki Warszawskiej zlokalizowane w Warszawie, koncentruje się na interdyscyplinarnych badaniach w zakresie zaawansowanych materiałów i technologii, współpracując z partnerami krajowymi i mię dzynarodowymi. Badania CEZAMAT obejmują szerokie spektrum zaawansowanych materiałów i technologii, w tym nanomateriały, zaawansowane kompozyty, materiały funkcjonalne, energetyczne, śro dowiskowe i biomedyczne, a także laboratorium obliczeń kwantowych wspierające rozwój technologii komputerów kwantowych. Inicjatywa Quantum Technology Hub CEZAMAT ma na celu stworzenie centrum rozwoju infrastruktury komputerów kwantowych. Przedsięwzięcie to obejmuje współpracę, organizację i koordynację między zespołami badawczymi i partnerami przemysłowymi, koncentrując się na inno wacyjnych technologiach i rozwiązaniach strategicznych. Centrum stawia na współpracę interdyscyplinarną, ściśle współpracując z naukowcami z innych polskich instytucji i publikując w cenionych czasopismach akademickich.

6

A novel control system architecture for quantum computing

Kasprowicz Grzegorz, Daniluk Grzegorz, Kulik Paweł, Mikołaj Sowiński, Przywózki Tomasz

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2023

|

Vol. 64, Nr 8

53--56

EN

Sinara is an open-source open-hardware control system dedica ted to quantum applications. It is based on industrial standards and consists of over 70 modules. The hardware is controlled by ARTIQ, which provides a high-level programming language. WUT and CERN developed a next-generation control system architecture called DI/OT, based on the Compact PCI Serial standard and Sinara hardware. The new system is dedicated to quantum and high-energy physics applications.

PL

Sinara to otwarty system sterowania o otwartym źródle, dedyko wany aplikacjom kwantowym. Bazuje na standardach przemysło wych i składa się z ponad 70 modułów. Sprzęt jest kontrolowany przez ARTIQ, który dostarcza język programowania na wysokim poziomie. WUT i CERN opracowały nową architekturę systemu sterowania o nazwie DI/OT, opartą na standardzie Compact PCI Serial i sprzęcie Sinara. Nowy system jest dedykowany dla aplikacji kwantowych i fizyki wysokich energii.