GNURadioの量子ファームウェア拡張の概要：SDR連携編

前回の「GNURadioの量子ファームウェア拡張の概要：ブロック解説編」の続きとなります。具体的な内容としては、前回の最後に解説した1Qubitの操作をSDRを使って行う場合の例となります。

フローチャートとしては、さほど違いがあるわけではありません。しかし、実際にこれを使う状況は「本物の量子コンピューター（量子ビット）を操作するとき」であるため、GNURadio（PC）に接続する機器が重要となってきます。

実際の量子ビットの場合の電波的な特性としては、

• 周波数
  • 5G-20GHz
• 帯域
  • 数百～1GHz
• 照射時間
  • 数百ナノ秒～数十マイクロ秒

となります。

「周波数」と「帯域」は、数万円で買えるSDRではかなり厳しいところです。このあたりをクリアするためには、いろいろな機器との連携が必要で、そのあたりを用意したり、作りこんだりする必要があります。ただ、ある程度お金があれば、解決することは可能な部分です。

キモは「照射時間」です。ナノ秒やマイクロ秒単位でのコントロールが必要なため、USB-PC経由で操作していては処理が間に合いません。そこで、Quantum Coprocessorブロックをハードウェア化、すなわち、FPGA化して、SDR上に載っているFPGA上でQuantum Coprocessorブロックを処理することが必須となります。ここが、GNURadioには無い機能となります。そのため、このあたりをどう対応するか？がキモとなります。（商用の同様なソフトウェアであるMATLABなどではブロックなどをFPGAに変換する機能があります。）

現在の未踏ターゲット事業としては、次期の機能として提案していくことになる部分です。