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瑞士蘇黎世儀器推出量子計算測控一體機可計算少數(shù)量子位

2022-01-22 09:04:04 來源：澎湃新聞網(wǎng)

瑞士蘇黎世儀器(Zurich Instruments)推出全新SHFQC量子計算測控一體機。據(jù)該公司官網(wǎng)，SHFQC量子計算測控一體機能夠為6個超導(dǎo)量子位提供完整的室溫測控系統(tǒng)。它集成了SHFQA量子分析儀的功能，是蘇黎世儀器量子計算控制系統(tǒng)(QCCS)的一部分。

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在設(shè)計理念上，SHFQC提供了完整的量子位測控方案，可在單臺儀器中控制、讀取和執(zhí)行快速反饋多達6個超導(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，以匹配實驗要求。對于更多的量子位數(shù)，可用多臺SHFQC對測控系統(tǒng)進行擴展，不僅能進行全局糾錯，而且可以局部反饋。

在功能上，這臺機器的工作頻率最高達到8.5GHz，擁有6個控制通道，1個讀取通道，可實時高保真鑒別qubit、qutrit和ququad的量子態(tài)，無需混頻器校準(zhǔn)。因此，它的6個控制通道性能很高，可高保真操控單量子位門或雙量子位門，也可進行單發(fā)頻分復(fù)用量子位讀取，并可實現(xiàn)快速反饋或量子糾錯協(xié)議，延時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，脈沖長度可以很短，頻率可根據(jù)量子位來調(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。并可借助LabOne、LabOne QCCS和Python APl等配套軟件來控制儀器。借助這些直觀的測控工具，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)運行時間和測量速度。

SHFQC量子計算測控一體機在單臺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，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，量子位測控技術(shù)未來有望標(biāo)準(zhǔn)化。這可能引領(lǐng)量子位測控技術(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，一些大型量子計算系統(tǒng)已具有不錯的性能，功能全面，配置快速，操作直觀。但僅能計算少數(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算系統(tǒng)中。現(xiàn)在，計算少數(shù)量子位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，比如無需混頻校準(zhǔn)的上下變頻技術(shù)。但SHFQC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系統(tǒng)的其他儀器結(jié)合使用，以支持更多的量子位。”

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