包络跟踪相选量子位控制器

功耗降低24%

一种用于可扩展超导量子计算的低温控制器，通过相位选择数字功率放大和包络跟踪供电降低功耗。

Guo, Yanshu · Wenqiang, Huang · Li, Yaoyu · Tian, Tian · Yange, Wang · Shiquan, Wang · 王志华 · 姜汉钧 · Zheng, Yuanjin

2024

参数信息

频率覆盖范围

4-6 GHz

输出功率

-8 dBm

信噪比

55 dB

无杂散动态范围

46 dB

相位旋转误差

0.7 °

DPA功耗降低

24 %

总功耗

3.64 mW

技术优势

功耗削减24%

多相包络跟踪供电单元根据信号包络动态调整DPA电源电压，避免恒定高压供电造成的额外功耗。

相位误差小于0.7°

相位选择DPA直接在数字域执行幅度调制和量子位相位旋转，无需高精度模拟移相器，保证相位精度。

覆盖4-6GHz全频带

该设计在4-6GHz范围内保持至少-8dBm的输出功率，满足多种超导量子比特（如transmon）的XY驱动需求，无需多版本硬件。

总功耗3.64mW

包含数字架构和包络跟踪供电的完整控制器总功耗仅3.64mW，在低温环境下减轻热负荷，利于可扩展集成。

应用场景

• 超导量子计算：直接生成超导量子比特XY驱动脉冲，替代笨重室温仪器。
• 量子控制电子学：提供低功耗、高精度的量子位控制前端，减少系统热负荷。
• 低温CMOS电路：28nm体硅CMOS工艺，可在低温下工作，实现与量子位近距集成。
• 精密信号发生器：以数字方式生成高精度微波信号，相位误差小于0.7°。