As spin-based quantum systems scale, their setup and control complexity increase sharply. In semiconductor quantum dot (QD) experiments, device-to-device variability, heterogeneous control-electronics stacks, and differing operational modalities make it difficult to reuse characterization, calibration, and control logic across laboratories. We present FAlCon, an open-source software ecosystem for portable, automated characterization and tuning measurement workflows. FAlCon provides (i) a lightweight domain-specific language for expressing state-based tuning logic in a hardware-agnostic form; (ii) specialized transmittable libraries of physics-informed QD data structures (``tuning vernacula''); and (iii) extensible libraries of shared measurement protocols enabling an interoperable lab-agnostic measurement stack. By separating algorithm intent from instrument realization, while preserving traceability and supporting typed scripting, FAlCon enables researchers and engineers to exchange, adapt, and deploy characterization and autotuning routines across heterogeneous QD setups. The framework supports all users, ranging from end users running prebuilt algorithms with custom initial conditions to developers extending instrumentation support and contributing new tuning strategies. Although the present release targets QD experiments, other qubit modalities and scientific experiments could reuse FAlCon's modular abstractions by providing new tuning data types and instrument control templates.


翻译:随着自旋基量子系统的规模化,其设置与控制复杂度急剧增加。在半导体量子点实验中,器件间的差异性、异构的控制电子学堆栈以及不同的操作模式使得跨实验室复用表征、校准与控制逻辑变得困难。我们提出了FAlCon——一个用于便携式自动化表征与调谐测量工作流的开源软件生态系统。FAlCon提供:(i) 一种轻量级领域特定语言,用于以硬件无关的形式表达基于状态的调谐逻辑;(ii) 可传输的、基于物理知识的量子点数据结构专用库(“调谐方言”);(iii) 可扩展的共享测量协议库,支持构建可互操作的实验室无关测量堆栈。通过将算法意图与仪器实现分离,同时保持可追溯性并支持类型化脚本,FAlCon使研究人员和工程师能够在异构量子点实验装置间交换、适配和部署表征与自动调谐程序。该框架支持所有用户,涵盖从使用自定义初始条件运行预置算法的终端用户,到扩展仪器支持并贡献新调谐策略的开发人员。尽管当前版本主要面向量子点实验,但其他量子比特模式及科学实验可通过提供新的调谐数据类型和仪器控制模板,复用FAlCon的模块化抽象层。

0
下载
关闭预览

相关内容

Meta-Transformer:多模态学习的统一框架
专知会员服务
59+阅读 · 2023年7月21日
《量子算法及应用》美空军AFRL32页技术报告
专知会员服务
39+阅读 · 2023年1月3日
【2022新书】给工程师的量子机器学习简介,204页pdf
专知会员服务
55+阅读 · 2022年5月22日
专知会员服务
37+阅读 · 2021年9月12日
【APC】先进过程控制系统(APC: Advanced Process Control)
产业智能官
69+阅读 · 2020年7月12日
GAFT:一个使用 Python 实现的遗传算法框架
Python开发者
10+阅读 · 2017年8月1日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员