上海2022年1月17日 /美通社/ -- 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(dǎo)量子比特提供完整的室溫測控系統(tǒng)。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(fù)用量子比特讀取，并可實現(xiàn)快速反饋或量子糾錯協(xié)議。與瑞士蘇黎世儀器的量子計算測控系統(tǒng) (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(fù)雜的任務(wù)，如系統(tǒng)自動調(diào)諧或執(zhí)行復(fù)雜算法，從而提升系統(tǒng)運行時間占比和測量速度。

設(shè)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(dǎo)量子比特進行控制、讀取和執(zhí)行快速反饋。所有設(shè)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(shù)，可用多臺 SHFQC 對測控系統(tǒng)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(qū)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(jù)量子比特來調(diào)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(jié)果可快速分發(fā)至所有控制通道，實現(xiàn)快速反饋和本地糾錯量子協(xié)議。內(nèi)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(tǒng)準備時間，顯著提升測量速度。

隨著超導(dǎo)量子處理器的日趨成熟，量子比特測控技術(shù)有望逐漸標準化。這可能引領(lǐng)量子比特測控技術(shù)從分散設(shè)計向更加工程化的商業(yè)解決方案轉(zhuǎn)變。目前，面向量子計算的專用解決方案已經(jīng)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(shù)量子比特的小型系統(tǒng)往往沒有得到足夠關(guān)注，甚至被忽略了。瑞士蘇黎世儀器量子技術(shù)應(yīng)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(tǒng)?，F(xiàn)在，擁有少數(shù)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(shè)計中獲益，比如我們的無需混頻校準的上下變頻技術(shù)。然而，我們依然可以擴展到更大的量子計算系統(tǒng)，因為多個 SHFQC 可以與 QCCS 的其他儀器結(jié)合使用，以支持更多的量子比特?！?/p>

軟件支持與系統(tǒng)集成

在單臺儀器中處理量子比特信息，降低了延遲并提高了靈活性，這些優(yōu)勢可能成為局部反饋算法成功的關(guān)鍵，比如快速主動重置和快速輔助量子比特重置。作為 QCCS 的一部分，SHFQC 可以很方便地集成到新系統(tǒng)或已有系統(tǒng)中，與其他設(shè)備結(jié)合，比如 HDAWG 任意波形發(fā)生器、SHFSG 信號發(fā)生器和 PQSC 可編程量子系統(tǒng)控制器，最多18 臺。從少數(shù)幾個量子比特到 100 個以上的量子比特系統(tǒng)，我們的系統(tǒng)都可以支持。LabOne 軟件、新的 LabOne QCCS 軟件和 LabOne Python APl 可幫助用戶將 QCCS 儀器的任意組合，集中控制，保持優(yōu)異的同步性能。因此，實驗系統(tǒng)調(diào)諧、自動校準和執(zhí)行復(fù)雜算法等任務(wù)變得簡單且直觀。

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