UHFQA 600MHz 量子分析儀
一、簡(jiǎn)介:
UHFQA量子分析儀是市場(chǎng)上僅有的一款可并行、高速和高保真度讀取多至10個(gè)超導或自旋量子比特的儀器。UHFQA覆蓋的頻率寬度為1.2GHz (±600MHz),時(shí)間分辨率在納秒量級。UHFQA擁有2個(gè)輸入通道和2個(gè)輸出通道,用于IQ調制操作。得益于低延遲的信號處理鏈路 (包含匹配濾波器、實(shí)時(shí)矩陣操作,以及量子態(tài)鑒別),UHFQA與其它QCCS儀器并用時(shí),可支持擁有100個(gè)甚至更多量子比特的量子計算機系統。
二、產(chǎn)品特點(diǎn)
主要特點(diǎn)
1.8GSa/s, ±600MHz測量范圍(單邊調制)
12位雙通道輸入,14位雙通道AWG
可并行讀取最多10個(gè)量子比特
可設置匹配濾波器、信號調理、串擾抑制和閾值判定
LabOne®控制軟件和API支持(Python、C、MATLAB®、LabVIEW™ 和 .NET
產(chǎn)品亮點(diǎn)
①高保真度、高速量子比特讀取
UHFQA量子分析儀以脈沖式測量待測樣品的透射幅度和相位,并通過(guò)脈沖整形和匹配濾波器來(lái)優(yōu)化測量信噪比。通過(guò)任意波形發(fā)生器產(chǎn)生特定的波形可最小化待測樣品的振蕩響應。UHFQA數字濾波器的階躍響應可由可編程的權重函數 (4 kSa/濾波器)來(lái)設定,因此可完全匹配待測樣品的瞬時(shí)響應。相對于簡(jiǎn)單的非權重積分方案,使用合適的匹配濾波器可顯著(zhù)提高測量的信噪比。
②可擴展的量子設備
在單個(gè)微波線(xiàn)路上測量10個(gè)量子比特要求優(yōu)化低溫放大鏈路??膳渲玫?0x10矩陣信號處理器能夠抑制串擾,從而降低對器件制造公差的要求。UHFQA量子分析儀可與HDAWG結合使用構成完全同步的儀器層,用于量子堆棧中的量子態(tài)控制和讀出。低延遲的32位DIO接口可實(shí)現多量子態(tài)的前饋,特別是用于量子糾錯。
③儀器控制軟件和編程工具
UHFQA可以通過(guò)LabOne及APIs(Python、C、MATLAB®、 LabVIEW™、及 .NET)來(lái)控制。Python的擴展范例庫便于用戶(hù)將其直接集成到已有的測量框架。LabOne數據服務(wù)器提供了數據結構化和數據處理功能,因此軟件的用戶(hù)部分簡(jiǎn)單且易維護。
可選選件 — UHFQA-DIG數字化儀選件
UHFQA-DIG數字化儀擴展了標準示波器的功能,擁有12位分辨率和1.8GSa/s的采樣率,可與商用獨立雙通道高分辨率數字化儀相媲美。
UHFQA-DIG數字化儀選件主要特點(diǎn)
2 個(gè)信號輸入通道,12 位,1.8 GSa/s
每通道 128 MSa 內存
雙蹤示波器,帶 FFT 功能
分段采集存儲,最多可達 32768 幀
快速、連續的數據流
硬件觸發(fā)引擎提供附加觸發(fā)輸入
附加通道:輔助輸出 (Aux Out)、AWG 觸發(fā)和標記輸出
所有功能均可在 LabOne® 用戶(hù)界面和 API 環(huán)境下使用
三、產(chǎn)品參數
量子測量單元 | |
濾波器內存 | 4096 采樣點(diǎn)/通道 |
實(shí)時(shí)矩陣操作 | 1× 通道補償 (2×2 實(shí)數) |
10× 旋轉 (2×2 實(shí)數) | |
1x 串擾抑制 (10×10 復數) | |
矩陣元素 | 范圍 -1 至 +1 |
分辨率 < 20e-6 | |
數據記錄器 | 內存 1 MSa |
最多 217 次平均 | |
監視器內存 | 4096 采樣點(diǎn)/通道, 2 通道 |
監視器平均次數 | 最多 215 次平均 |
統計單元 | 比特模式下邏輯為 1 的次數 |
比特模式下躍遷發(fā)生的次數 | |
信號輸入 | |
頻率范圍 | DC - 600 MHz |
輸入阻抗 | 50 Ω 或 1 MΩ || 18 pF |
輸入電壓噪聲 | 4 nV/√Hz ( > 100 kHz時(shí)) |
輸入范圍 | ±10 mV 至 ±1.5 V |
A/D 轉換 | 12 位, 1.8 GSa/s |
任意波形發(fā)生器 | |
通道數 | 2 |
標記 | 2個(gè)/通道 |
D/A 轉換 | 14 位, 1.8 GSa/s |
輸出范圍 | ±150 mV, ±1.5 V (高阻) |
-12.5 dBm, +7.5 dBm (50 Ω 負載) | |
波形內存 | 128 MSa/通道 (內存) |
32 kSa/通道 (高速緩存) |
四、應用領(lǐng)域
超導量子比特
半導體自旋量子比特
量子計算
超導量子比特
半導體自旋量子比特
頻分復用讀取
單發(fā)量子比特讀取
主動(dòng)量子比特重置
量子比特光譜
拉比振蕩
五、功能圖解