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。測量結果可快速分發至所有控制通道，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。”

軟件支持與系統集成

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，這些優勢可能成為局部反饋算法成功的關鍵，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或已有系統中，與其他設備結合，比如 HDAWG 任意波形發生器、SHFSG 信號發生器和 PQSC 可編程量子系統控制器，最多18 臺。從少數幾個量子比特到 100 個以上的量子比特系統，我們的系統都可以支持。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，保持優異的同步性能。因此，實驗系統調諧、自動校準和執行復雜算法等任務變得簡單且直觀。

如需了解更多關于瑞士蘇黎世儀器全新 SHFQC 量子測控一體機的技術細節，請訪問 www.zhinst.cn 的 SHFQC 儀器頁面。如需安排現場演示，請發送郵件至info.cn@zhinst.com。同時歡迎關注蘇黎世儀器微信公眾號、嗶哩嗶哩視頻賬號。