UHFQA 600MHz 量子分析儀
一、簡介：
UHFQA量子分析儀是市場上僅有的一款可并行、高速和高保真度讀取多至10個超導或自旋量子比特的儀器。UHFQA覆蓋的頻率寬度為1.2GHz (±600MHz)，時間分辨率在納秒量級。UHFQA擁有2個輸入通道和2個輸出通道，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、實時矩陣操作，以及量子態鑒別)，UHFQA與其它QCCS儀器并用時，可支持擁有100個甚至更多量子比特的量子計算機系統。
二、產品特點
主要特點
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
產品亮點
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，并通過脈沖整形和匹配濾波器來優化測量信噪比。通過任意波形發生器產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)來設定，因此可完全匹配待測樣品的瞬時響應。相對于簡單的非權重積分方案，使用合適的匹配濾波器可顯著提高測量的信噪比。
②可擴展的量子設備
在單個微波線路上測量10個量子比特要求優化低溫放大鏈路。可配置的10x10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控制和讀出。低延遲的32位DIO接口可實現多量子態的前饋，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LabOne及APIs(Python、C、MATLAB®、 LabVIEW™、及 .NET)來控制。Python的擴展范例庫便于用戶將其直接集成到已有的測量框架。LabOne數據服務器提供了數據結構化和數據處理功能，因此軟件的用戶部分簡單且易維護。
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
2 個信號輸入通道，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
硬件觸發引擎提供附加觸發輸入
附加通道：輔助輸出 (Aux Out)、AWG 觸發和標記輸出
所有功能均可在 LabOne® 用戶界面和 API 環境下使用
三、產品參數
量子測量單元 | |
濾波器內存 | 4096 采樣點/通道 |
實時矩陣操作 | 1× 通道補償 (2×2 實數) |
10× 旋轉 (2×2 實數) | |
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/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) |
輸入范圍 | ±10 mV 至 ±1.5 V |
A/D 轉換 | 12 位, 1.8 GSa/s |
任意波形發生器 | |
通道數 | 2 |
標記 | 2個/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
單發量子比特讀取
主動量子比特重置
量子比特光譜
拉比振蕩
五、功能圖解
