RISC-Q:与RISC-V兼容的实时量子控制系统芯片生成器
量子计算对大规模量子比特系统的精确控制提出了严格的要求,例如微秒级延迟反馈和千兆赫信号的纳秒级精确时序——这些需求远远超出了传统实时系统的能力。量子控制的快速发展和高度多样性要求开发专门的硬件加速器。虽然已经开发了一些定制的实时系统来满足特定量子平台的严格时序要求,但它们在扩展和适应日益复杂的控制需求方面面临重大挑战——这主要是由于工具链的碎片化和对设计自动化的支持有限。为了解决这些限制,该研究团队提出了RISC-Q——一个开源的灵活生成器,用于量子控制系统芯片(QCSoC)设计,其编程接口与RISC-V生态系统兼容。RISC-Q使用SpinalHDL开发,能够高效自动化高度参数化和模块化的QCSoC架构,支持敏捷和迭代开发,以满足量子控制不断变化的需求。该工作表明,RISC-Q能够以显著减少的开发工作量复制现有QCSoC的性能,促进硬件-软件协同设计空间的高效探索,从而实现快速原型设计和定制化。
