Book/Report/Master Thesis

FZJ-2019-06304

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Konzeptionierung eines Softwaremodells zur Abstraktion der Hardwaretreiber von Arbiträrgeneratoren

Lankes, L. (Corresponding author)FZJ*

2019
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/24264

Report No.: Juel-4421

Abstract: Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Konzeptionierung eines neuen Treibersystems für Arbiträrgeneratoren, welche hierbei im Umfeld der Forschung an Quantencomputern eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um digitale Funktionsgeneratoren, die diskrete Spannungssignale erzeugen können. Das dabei konzipierte Treibersystem soll verständlich und intuitiv zu bedienen sein. Außerdem soll eine Erweiterung der Funktionalität und der unterstützten Geräte ermöglicht werden. Zu Beginn der Arbeit wird eine Einführung in die Grundlagen der Quantenmechanik, insbesondere in den Bereich des Quantencomputings, gegeben. Dazu wird ein exemplarischer Versuchsaufbau beschrieben, in denen ein Arbiträrgenerator zum Einsatz kommt, um Qubits zu kontrollieren, welche die kleinste Recheneinheit eines Quantencomputers darstellen. Anschließend wird das Softwareframework $\textit{qupulse}$ thematisiert, welches unter anderem die Treiber der Arbiträrgeneratoren beinhaltet. Mit $\textit{qupulse}$ lassen sich diskrete Spannungssignale definieren und auf den Arbiträrgenerator übertragen. Die von dem Arbiträrgenerator abgespielten Spannungssignale dienen zur Manipulation und Messung von Qubits, die auf den Gesetzen der Quantenmechanik basieren. Anschließend folgt die Analyse von drei Arbiträrgeneratoren, die momentan von $\textit{qupulse}$ unterstützt werden. Anhand der dabei herausgestellten Funktionen und Eigenschaften der Instrumente, wird ein neues Konzept zur Abstraktion von deren Treiber entwickelt. Durch die Abstraktion sollen alle Treiber einheitlich bedienbar sein. Außerdem soll sichergestellt werden, dass das Treibersystem um neue Treiber sowie die einzelnen Treiber um neue Funktionalität erweiterbar sind. Durch die Verwendung und Einhaltung von Entwurfsmustern und Richtlinien aus der Softwaretechnik wurde außerdem eine intuitive und verständliche Schnittstelle für die Anwender geschaffen.

Note: Masterarbeit, FH Aachen, 2019

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Contributing Institute(s):

1. Zentralinstitut für Elektronik (ZEA-2)

Research Program(s):

1. 524 - Controlling Collective States (POF3-524) (POF3-524)

Appears in the scientific report 2019

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Database coverage:
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