【自作量子コンピュータ NMRQCP】いよいよ稼働かと思いきやデバッグ地獄

 こんにちは！自作の地球磁場NMR（EFNMR）方式で量子コンピューターの開発に挑戦している高専生です。

今回は、これまで個別に作ってきたパーツたちを一つにまとめる「システム統合テスト」のお話です。ついに完成か！？と思いきや、ハードウェア開発の過酷な洗礼を受けることになりました……。

いざシステム統合！しかし立ちはだかる「デバッグ地獄」

自作した「1600回巻きセンサーコイル」「MOSFET駆動回路」「オペアンプ受信回路」をアルミケース内で結合し、StarTechのUSBサウンドカード経由でPCへ信号を取り込むシステム全体の統合テストを実施しました。

意気揚々と電源を入れたものの、PCには全く信号が入ってきません。配線のミスか、マイクの権限設定か……と何度も見直し、大変なデバッグ作業の末に判明した原因は、オペアンプを動かす「9V角形 Panasonicアルカリ乾電池」の残量が空っぽになっているという初歩的なものでした。

「なんだ、ただの電池切れか！」と、原因が分かってホッと胸を撫で下ろしたのですが、本当の悲劇はこの直後に起こりました。

痛恨の極性ミス。立ち昇る一筋の煙

急いで新しい電池を買いに行き、早く波形が見たい一心で焦って配線を繋ぎ直した瞬間です。

なんと、電池のプラスとマイナス（極性）を逆接してしまい、心臓部である超低歪低雑音オペアンプ（AD797BRZ）から煙が上がり、ショートさせてしまったのです。あんなに苦労して極小の半田付けをした高級パーツが一瞬でパーになり、文字通り頭を抱えました。

幸い予備のオペアンプがあったためすぐに復旧作業に取り掛かれましたが、今後は絶対にこのようなことが無いよう、電流を流す時はしっかり確認しながらやると心に誓いました。

OSでの信号検知と、Pythonの新たな壁

気を取り直してとりあえずショートしたアンプのまま回路を復旧し、システムを再稼働させると、ついにOS側でマイクからの信号入力（通電に伴う波形）を検知することに成功しました！

「やった！これで量子の波形が見える！」と思い、リアルタイムでFFT解析を行うために作ったPythonスクリプト（efnmr_monitor.py）を実行しました。

しかし、画面に現れたグラフには波形が一切反映されず、真っ平らなままでした。

ハードウェアの壁を越えたと思ったら、次はソフトウェアの設定という新たな壁です。量子コンピューターへの道は一筋縄ではいきませんが、次回はこのデバイスID問題を解決し、ついに本物の「波形」を捉えたいと思います！

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