UHFQA 600MHz 量子分析仪
一、简介：
UHFQA量子分析仪是市场上仅有的一款可并行、高速和高保真度读取多至10个超导或自旋量子比特的仪器。UHFQA覆盖的频率宽度为1.2GHz (±600MHz)，时间分辨率在纳秒量级。UHFQA拥有2个输入通道和2个输出通道，用于IQ调制操作。得益于低延迟的信号处理链路 (包含匹配滤波器、实时矩阵操作，以及量子态鉴别)，UHFQA与其它QCCS仪器并用时，可支持拥有100个甚至更多量子比特的量子计算机系统。
二、产品特点
主要特点
1.8GSa/s, ±600MHz测量范围（单边调制）
12位双通道输入，14位双通道AWG
可并行读取最多10个量子比特
可设置匹配滤波器、信号调理、串扰抑制和阈值判定
LabOne®控制软件和API支持(Python、C、MATLAB®、LabVIEW™ 和 .NET
产品亮点
①高保真度、高速量子比特读取
UHFQA量子分析仪以脉冲式测量待测样品的透射幅度和相位，并通过脉冲整形和匹配滤波器来优化测量信噪比。通过任意波形发生器产生特定的波形可最小化待测样品的振荡响应。UHFQA数字滤波器的阶跃响应可由可编程的权重函数 (4 kSa/滤波器)来设定，因此可完全匹配待测样品的瞬时响应。相对于简单的非权重积分方案，使用合适的匹配滤波器可显著提高测量的信噪比。
②可扩展的量子设备
在单个微波线路上测量10个量子比特要求优化低温放大链路。可配置的10x10矩阵信号处理器能够抑制串扰，从而降低对器件制造公差的要求。UHFQA量子分析仪可与HDAWG结合使用构成完全同步的仪器层，用于量子堆栈中的量子态控制和读出。低延迟的32位DIO接口可实现多量子态的前馈，特别是用于量子纠错。
③仪器控制软件和编程工具
UHFQA可以通过LabOne及APIs(Python、C、MATLAB®、 LabVIEW™、及 .NET)来控制。Python的扩展范例库便于用户将其直接集成到已有的测量框架。LabOne数据服务器提供了数据结构化和数据处理功能，因此软件的用户部分简单且易维护。
可选选件 — UHFQA-DIG数字化仪选件
UHFQA-DIG数字化仪扩展了标准示波器的功能，拥有12位分辨率和1.8GSa/s的采样率，可与商用独立双通道高分辨率数字化仪相媲美。
UHFQA-DIG数字化仪选件主要特点
2 个信号输入通道，12 位，1.8 GSa/s
每通道 128 MSa 内存
双踪示波器，带 FFT 功能
分段采集存储，最多可达 32768 帧
快速、连续的数据流
硬件触发引擎提供附加触发输入
附加通道：辅助输出 (Aux Out)、AWG 触发和标记输出
所有功能均可在 LabOne® 用户界面和 API 环境下使用
三、产品参数
量子测量单元 | |
滤波器内存 | 4096 采样点/通道 |
实时矩阵操作 | 1× 通道补偿 (2×2 实数) |
10× 旋转 (2×2 实数) | |
1x 串扰抑制 (10×10 复数) | |
矩阵元素 | 范围 -1 至 +1 |
分辨率 < 20e-6 | |
数据记录器 | 内存 1 MSa |
最多 217 次平均 | |
监视器内存 | 4096 采样点/通道, 2 通道 |
监视器平均次数 | 最多 215 次平均 |
统计单元 | 比特模式下逻辑为 1 的次数 |
比特模式下跃迁发生的次数 | |
信号输入 | |
频率范围 | DC - 600 MHz |
输入阻抗 | 50 Ω 或 1 MΩ || 18 pF |
输入电压噪声 | 4 nV/√Hz ( > 100 kHz时) |
输入范围 | ±10 mV 至 ±1.5 V |
A/D 转换 | 12 位, 1.8 GSa/s |
任意波形发生器 | |
通道数 | 2 |
标记 | 2个/通道 |
D/A 转换 | 14 位, 1.8 GSa/s |
输出范围 | ±150 mV, ±1.5 V (高阻) |
-12.5 dBm, +7.5 dBm (50 Ω 负载) | |
波形内存 | 128 MSa/通道 (内存) |
32 kSa/通道 (高速缓存) |
四、应用领域
超导量子比特
半导体自旋量子比特
量子计算
超导量子比特
半导体自旋量子比特
频分复用读取
单发量子比特读取
主动量子比特重置
量子比特光谱
拉比振荡
五、功能图解
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