Pulso de microondas
Un pulso de microondas es la forma de onda física que implementa una puerta cuántica en un cúbit superconductor: un golpe electromagnético moldeado a escala de nanosegundos, definido por cinco parámetros y almacenado en última instancia como dos arreglos de muestras I y Q.
Qué significa
En los procesadores cuánticos superconductores, cada puerta de un diagrama de circuito se ejecuta finalmente como uno o más pulsos de microondas moldeados con precisión.En esta capa, una puerta es la envolvente de control ε(t) en un hamiltoniano dependiente del tiempo H(t) = H₀ + ε(t)·H_c: H₀ describe el cúbit en reposo, ε(t) es la forma de onda que enviamos, y la evolución ordenada en el tiempo U que resulta es la puerta que realmente ocurre.Un pulso queda especificado por cinco parámetros: duración (decenas de nanosegundos), frecuencia portadora (resonante con la transición del cúbit, típicamente 4–8 GHz), amplitud (junto con la duración fija el ángulo de rotación en la esfera de Bloch), fase (que selecciona el eje de rotación: 0° da una rotación X, 90° una rotación Y) y la forma de la envolvente.La electrónica de control sintetiza la forma de onda mediante modulación IQ, de modo que en el nivel más bajo un pulso es solo dos arreglos de números — las muestras en fase (I) y en cuadratura (Q) — que un DAC o AWG convierte en un voltaje analógico.Los programadores a nivel de pulso ya no escriben circuitos sino Schedules: líneas de tiempo que asignan pulsos a los canales de excitación, acoplador y lectura, como pistas de un secuenciador musical.Analogía cotidiana
Errores comunes
- Una puerta NO es un pulso fijo — su forma exacta depende de los datos de calibración y cambia de chip a chip e incluso de un día a otro. La misma puerta de Hadamard se compila a una forma de onda distinta otra mañana.
- Las puertas parecen digitales, pero su cuerpo es analógico — la pulcra caja CZ de un diagrama de circuito esconde una forma de onda ajustada continuamente, donde un error de amplitud del 0,1 % o un desfase de 1 ns cambia el resultado.
Puntos clave
- Un pulso se define por cinco parámetros: duración, frecuencia portadora (~4–8 GHz, resonante con el cúbit), amplitud, fase y forma de la envolvente.
- La fase selecciona el eje de rotación (0° → rotación X, 90° → rotación Y); la amplitud y la duración fijan juntas el ángulo de rotación.
- En el nivel de control, un pulso es en última instancia dos arreglos de números — muestras I y Q — que un DAC/AWG convierte en una forma de onda analógica.
- Una puerta entrelazante rápida dura unos 40 ns; unos 2,5 millones de ellas caben en un parpadeo.
Comprueba tu comprensión
¿Qué parámetro del pulso selecciona el eje de rotación en la esfera de Bloch?
- A.La duración
- B.La amplitud
- C.La fase
- D.La frecuencia portadora
Ver la respuesta
Respuesta: C. La fase
Por qué: La fase relativa de la portadora fija el eje de rotación: 0° impulsa una rotación X, 90° una rotación Y. La amplitud y la duración fijan juntas el ángulo de rotación, no el eje.
En el nivel de control más bajo, ¿de qué está hecho en última instancia un pulso?
- A.De una matriz unitaria
- B.De dos arreglos de números: muestras I y Q
- C.De un único valor de frecuencia
- D.De una línea de código QASM
Ver la respuesta
Respuesta: B. De dos arreglos de números: muestras I y Q
Por qué: La electrónica de control usa modulación IQ: el pulso se almacena como un arreglo de muestras en fase (I) y otro en cuadratura (Q), que un DAC/AWG convierte en la forma de onda analógica de microondas.
Se apoya en
Fuente primaria: Krantz et al., Appl. Phys. Rev. 6, 021318 (2019), doi:10.1063/1.5089550
Pulse parameters, IQ modulation, control-Hamiltonian picture per Krantz SIV; pedagogy per Patra & Raina arXiv:2604.21565 (verified 2026-07-03).
Apréndelo con la práctica
Este concepto forma parte de un plan de 46 niveles, con un simulador interactivo y Lumen, un tutor cuyas respuestas se verifican antes de mostrarse. Los niveles 1–5 son gratuitos.