RISC-Q: RISC-V와 호환되는 실시간 양자 제어 시스템 온 칩 생성기

양자 컴퓨팅은 마이크로초 레이턴시 피드백 및 기가헤르츠 신호의 나노초 정밀 타이밍을 포함하여 대규모 큐비트 시스템의 정확한 제어를 위해 엄격한 요구 사항을 부과합니다. 이러한 요구사항은 기존의 실시간 시스템의 능력을 훨씬 초과합니다. 빠르게 발전하는 양자 제어의 다양성은 전문 하드웨어 가속기의 개발을 필요로 합니다. 특정 양자 플랫폼의 엄격한 타이밍 제약을 충족하기 위해 몇 가지 맞춤형 실시간 시스템이 개발되었지만, 이들은 점점 복잡해지는 제어 요구에 적응하고 확장하는 데 큰 어려움에 직면해 있습니다. 이는 주로 단편화된 도구 체인과 디자인 자동화에 대한 제한된 지원 때문입니다. 이러한 한계를 해결하기 위해, 우리는 RISC-Q를 소개합니다. RISC-V 에코시스템과 호환되는 프로그래밍 인터페이스를 갖춘 양자 제어 시스템 온 칩(QCSoC) 디자인을 위한 오픈 소스 유연한 생성기입니다. SpinalHDL을 사용하여 개발된 RISC-Q는 고도로 매개변수화된 모듈형 QCSoC 아키텍처의 효율적인 자동화를 가능하게 하여 양자 제어의 진화하는 요구를 충족하기 위한 민첩하고 반복적인 개발을 지원합니다. 우리는 RISC-Q가 기존 QCSoC의 성능을 재현하면서도 개발 노력을 크게 줄여 하드웨어-소프트웨어 공동 설계 공간의 효율적인 탐색을 돕는다는 것을 보여줍니다.