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瑞士蘇黎世儀器推出量子計算測控一體機

2022-01-141000次

瑞士蘇黎世儀器 (Zurich Instruments) 推出全新 SHFQC 測控一體機。SHFQC 能夠為 6 個超導量子比特提供完整的室溫測控系統。它可以高保真操控單量子比特門或雙量子比特門，也可以進行單發(fā)頻分復用量子比特讀取，并可實現快速反饋或量子糾錯協議。與瑞士蘇黎世儀器的量子計算測控系統 (QCCS) 的其它儀器一樣，SHFQC 的所有通道都能在微波頻段工作，頻譜純度高和穩(wěn)定性強。用戶無需進行繁瑣的混頻器校準。用戶可以用 LabOne、LabOne QCCS 軟件和 Python APl 來控制儀器。這些軟件提供直觀的測控工具，可幫助完成復雜的任務，如系統自動調諧或執(zhí)行復雜算法，從而提升系統運行時間占比和測量速度。

1設計理念

SHFQC 提供了完整的量子比特測控方案，可在單臺儀器中對多達 6 個超導量子比特進行控制、讀取和執(zhí)行快速反饋。所有設置都可用軟件進行，因此可輕松重新配置。對于更多的量子比特數，可用多臺 SHFQC 對測控系統進行擴展，不僅可以進行全局糾錯，而且可以做局部反饋。

SHFQC 工作頻率覆蓋直流到 8.5 GHz，而且具有優(yōu)異的線性放大鏈路。因此，它的 6 個控制通道性能很高，可直接驅動任何單量子比特門或雙量子比特門，脈沖長度可以很短，頻率可根據量子比特來調控。SHFQC 的讀取通道包括信號生成和檢測，采用頂尖的信號處理鏈路，可以實時高保真鑒別若干qubit、qutrit 或 ququad 的量子態(tài)。測量結果可快速分發(fā)至所有控制通道，實現快速反饋和本地糾錯量子協議。內置的多種信號處理和顯示功能，如實時示波器、快速諧振腔掃頻以及所有通道都有的高級定序器，讓 SHFQC 功能更加強悍。這些功能組合在一起可以縮短系統準備時間，顯著提升測量速度。

隨著超導量子處理器的日趨成熟，量子比特測控技術有望逐漸標準化。這可能引領量子比特測控技術從分散設計向更加工程化的商業(yè)解決方案轉變。目前，面向量子計算的專用解決方案已經具有很高的性能，而且功能全面，配置快速，操作直觀。但是，僅有少數量子比特的小型系統往往沒有得到足夠關注，甚至被忽略了。瑞士蘇黎世儀器量子技術應用科學家 Tobias Thiele 博士認為 “SHFQC 將我們的新一代 QCCS 延伸到小型的量子計算系統。現在，擁有少數量子比特的研究人員也能夠從專為量子計算測控研發(fā)的高性能電子設計中獲益，比如我們的無需混頻校準的上下變頻技術。然而，我們依然可以擴展到更大的量子計算系統，因為多個 SHFQC 可以與 QCCS 的其他儀器結合使用，以支持更多的量子比特?！?/span>

2軟件支持與系統集成

SHFSG 作為量子計算測控系統（QCCS）的一部分，可以與系統中的多通道任意波形發(fā)生器 HDAWG 和超高頻量子分析儀 SHFQA 進行無縫集成。使用 LabOne QCCS 量子計算測控軟件，用戶可以定義系統中的所有通道上的信號，在脈沖層面進行設計，無需觸及更底層的儀器層面。而 LabOne 圖形化界面讓用戶可以查看和調控所有儀器的設置，同時可以在儀器層面來設計波形序列。

3關于瑞士蘇黎世儀器

瑞士蘇黎世儀器 (Zurich Instruments) 為高等研究實驗室的科學家和技術專家提供頂尖的儀器，使通常難以實現的測量成為可能。公司核心產品包括鎖相放大器、阻抗分析儀、任意波形發(fā)生器以及首個商用量子計算控制系統。瑞士蘇黎世儀器通過在其每款產品中結合頻域和時域工具，在中頻 (MF)、高頻 (HF) 、特高頻 (UHF) 以及目前的超高頻 (SHF) 范圍內，為科學儀器和量子控制系統帶來創(chuàng)新設計，以此降低實驗室設置的復雜度，并開創(chuàng)全新的測量策略。

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