パルスプログラミング

実験物理学の分野におけるパルスプログラミングとは、正弦波の電磁波形をプログラム可能な周波数、位相、振幅を持つようにエンジニアリングすることを指します。主な手法と用語は、1970年代の核磁気共鳴 (NMR) の研究で生まれましたが、それ以来、通常は量子コンピューティング実験に関連する多くの他の実験設定で採用されています。これらには、電子スピン共鳴(ESR)、トラップされたイオン、量子ドット、超伝導接合の位相/磁束/電荷、および他の多くの量子ビット実装が含まれます。伝統的に、パルスプログラマーは、波形の固定シーケンスを生成するためにハードワイヤードアナログ電子機器を使用して構築されていましたが、現代のパルスプログラマーは、パーソナルコンピューターによって制御される直接デジタル合成プログラマブル電子機器を使用して、正確に再現可能なシーケンスを作成します。

市販のパルス プログラマーには、独自の設計のものがいくつか存在します。注目すべきオープン ソースのパルス プログラマー システムは、もともと Paul Pham がMITでIsaac Chuangの指導のもとで修士論文の一部として設計したものです。このシステムは最初にインスブルック大学のRainer Blattの量子光学および分光学グループ ( Wayback Machineに 2005-11-23 にアーカイブ)で導入され、その後、次のトラップイオン研究グループによって採用されました。

• マックス・プランク量子光学研究所（現在はフライブルク大学）のトビアス・シェッツの量子アナログシミュレーショングループ
• 米国の NIST に類似するドイツの国家標準化団体である物理技術連邦 (PTB) のピート シュミットの量子計測グループ。
• シアトルのワシントン大学のボリス・ブリノフのイオントラップグループ
• カリフォルニア大学バークレー校のハルトムート・ヘフナーのイオントラップグループ
• シュトゥットガルト大学のティルマン・ファウの量子光学グループ
• オーフス大学のアンドリュー・ドリューソンのイオントラップグループ

システムのさらなる拡張は、シアトルのボイルストン 419 に住んでいたポール ファムによって設計および実装されましたが、インスブルックのフィリップ シンドラーと MPQ のルッツ ピーターセンが大きな貢献をしました。2010 年現在、パルス プログラマー システムのコア部分 (FPGA シーケンサー ボード) は、積極的に保守されていません。ただし、インスブルック グループは、FPGA シーケンサー ボードと互換性のある実際の波形を生成する独自のカスタム DDS ボードを設計および組み立てています。

M-Labsによって ARTIQ と呼ばれる新しいオープンソース システムが開発されています。