瑞士蘇黎世儀器推出量子計(jì)算測(cè)控一體機(jī)

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(cè)控一體機(jī)。SHFQC 能夠?yàn)?6 個(gè)超導(dǎo)量子比特提供完整的室溫測(cè)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(jìn)行單發(fā)頻分復(fù)用量子比特讀取，并可實(shí)現(xiàn)快速反饋或量子糾錯(cuò)協(xié)議。與瑞士蘇黎世儀器的量子計(jì)算測(cè)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(qiáng)。用戶無需進(jìn)行繁瑣的混頻器校準(zhǔn)。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(cè)控工具，可幫助完成復(fù)雜的任務(wù)，如系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)諧或執(zhí)行復(fù)雜算法，從而提升系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間占比和測(cè)量速度。

設(shè)計(jì)理念

SHFQC 提供了完整的量子比特測(cè)控方案，可在單臺(tái)儀器中對(duì)多達(dá) 6 個(gè)超導(dǎo)量子比特進(jìn)行控制、讀取和執(zhí)行快速反饋。所有設(shè)置都可用軟件進(jìn)行，因此可輕松重新配置。對(duì)于更多的量子比特?cái)?shù)，可用多臺(tái) SHFQC 對(duì)測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，不僅可以進(jìn)行全局糾錯(cuò)，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(gè)控制通道性能很高，可直接驅(qū)動(dòng)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(hào)生成和檢測(cè)，采用頂尖的信號(hào)處理鏈路，可以實(shí)時(shí)高保真鑒別若干 qubit、qutrit 或 ququad 的量子態(tài)。測(cè)量結(jié)果可快速分發(fā)至所有控制通道，實(shí)現(xiàn)快速反饋和本地糾錯(cuò)量子協(xié)議。內(nèi)置的多種信號(hào)處理和顯示功能，如實(shí)時(shí)示波器、快速諧振腔掃頻以及所有通道都有的高級(jí)定序器，讓 SHFQC 功能更加強(qiáng)悍。這些功能組合在一起可以縮短系統(tǒng)準(zhǔn)備時(shí)間，顯著提升測(cè)量速度。

隨著超導(dǎo)量子處理器的日趨成熟，量子比特測(cè)控技術(shù)有望逐漸標(biāo)準(zhǔn)化。這可能引領(lǐng)量子比特測(cè)控技術(shù)從分散設(shè)計(jì)向更加工程化的商業(yè)解決方案轉(zhuǎn)變。目前，面向量子計(jì)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(xué)家 Tobias Thiele 博士認(rèn)為 “SHFQC 將我們的新一代 QCCS 延伸到小型的量子計(jì)算系統(tǒng)。現(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(jì)算測(cè)控研發(fā)的高性能電子設(shè)計(jì)中獲益，比如我們的無需混頻校準(zhǔn)的上下變頻技術(shù)。然而，我們依然可以擴(kuò)展到更大的量子計(jì)算系統(tǒng)，因?yàn)槎鄠€(gè) 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。”

軟件支持與系統(tǒng)集成

在單臺(tái)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(shì)可能成為局部反饋算法成功的關(guān)鍵，比如快速主動(dòng)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(hào)發(fā)生器和 PQSC 可編程量子系統(tǒng)控制器，最多18 臺(tái)。從少數(shù)幾個(gè)量子比特到 100 個(gè)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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)調(diào)諧、自動(dòng)校準(zhǔn)和執(zhí)行復(fù)雜算法等任務(wù)變得簡單且直觀。

如需了解更多關(guān)于瑞士蘇黎世儀器全新 SHFQC 量子測(cè)控一體機(jī)的技術(shù)細(xì)節(jié)，請(qǐng)?jiān)L問 www.zhinst.cn 的 SHFQC 儀器頁面。如需安排現(xiàn)場(chǎng)演示，請(qǐng)發(fā)送郵件至info.cn@zhinst.com。同時(shí)歡迎關(guān)注蘇黎世儀器微信公眾號(hào)、嗶哩嗶哩視頻賬號(hào)。

關(guān)于瑞士蘇黎世儀器

瑞士蘇黎世儀器為高等研究實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家和技術(shù)專家提供頂尖的儀器，使通常難以實(shí)現(xiàn)的測(cè)量成為可能。公司核心產(chǎn)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(gè)商用量子計(jì)算控制系統(tǒng)。瑞士蘇黎世儀器通過在其每款產(chǎn)品中結(jié)合頻域和時(shí)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(nèi)，為科學(xué)儀器和量子控制系統(tǒng)帶來創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以此降低實(shí)驗(yàn)室設(shè)置的復(fù)雜度，并開創(chuàng)全新的測(cè)量策略。