近日，瑞士蘇黎世儀器(Zurich Instruments)推出全新SHFQC量子計(jì)算測(cè)控一體機(jī)。

據(jù)介紹，SHFQC量子計(jì)算測(cè)控一體機(jī)能夠?yàn)?個(gè)超導(dǎo)量子位提供完整的室溫測(cè)控系統(tǒng)。它集成了SHFQA量子分析儀的功能，是蘇黎世儀器量子計(jì)算控制系統(tǒng)(QCCS)的一部分。

在設(shè)計(jì)理念上，SHFQC提供了完整的量子位測(cè)控方案，可在單臺(tái)儀器中控制、讀取和執(zhí)行快速反饋多達(dá)6個(gè)超導(dǎo)量子位。所有設(shè)置完全由軟件控制，并可以根據(jù)需要重新配置，以匹配實(shí)驗(yàn)要求。對(duì)于更多的量子位數(shù)，可用多臺(tái)SHFQC對(duì)測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，不僅能進(jìn)行全局糾錯(cuò)，而且可以局部反饋。

在功能上，這臺(tái)機(jī)器的工作頻率最高達(dá)到8.5GHz，擁有6個(gè)控制通道，1個(gè)讀取通道，可實(shí)時(shí)高保真鑒別qubit、qutrit和ququad的量子態(tài)，無(wú)需混頻器校準(zhǔn)。因此，它的6個(gè)控制通道性能很高，可高保真操控單量子位門(mén)或雙量子位門(mén)，也可進(jìn)行單發(fā)頻分復(fù)用量子位讀取，并可實(shí)現(xiàn)快速反饋或量子糾錯(cuò)協(xié)議，延時(shí)300 納秒(ns)。與QCCS系統(tǒng)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)，脈沖長(zhǎng)度可以很短，頻率可根據(jù)量子位來(lái)調(diào)控。

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，最多18臺(tái)。并可借助LabOne、LabOne QCCS和Python APl等配套軟件來(lái)控制儀器。借助這些直觀的測(cè)控工具，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)間和測(cè)量速度。

SHFQC量子計(jì)算測(cè)控一體機(jī)

在單臺(tái)儀器中處理量子位信息，是此次蘇黎世儀器推出的SHFQC最大的優(yōu)勢(shì)，有助于降低延遲并提高靈活性，這或?qū)⒊蔀榫植糠答佀惴ǔ晒Φ年P(guān)鍵，比如快速主動(dòng)重置和快速輔助量子位重置。

隨著超導(dǎo)量子處理器的日趨成熟，量子位測(cè)控技術(shù)未來(lái)有望標(biāo)準(zhǔn)化。目前，一些大型量子計(jì)算系統(tǒng)已具有不錯(cuò)的性能，功能全面，配置快速，操作直觀。但僅能計(jì)算少數(shù)量子位的小型系統(tǒng)往往被忽略。

瑞士蘇黎世儀器量子技術(shù)應(yīng)用科學(xué)家Tobias Thiele表示，“SHFQC將新一代QCCS系統(tǒng)延伸到小型的量子計(jì)算系統(tǒng)中。現(xiàn)在，計(jì)算少數(shù)量子位的研究人員也能夠從專(zhuān)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，比如無(wú)需混頻校準(zhǔn)的上下變頻技術(shù)。但SHFQC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系統(tǒng)的其他儀器結(jié)合使用，以支持更多的量子位。”