8.5 GHz 量子测控一体机

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8.5 GHz 量子测控一体机

SHFQC 量子测控一体机可以同时进行控制，读取和快速反馈，多达 6 个超导量子比特。它集成了 SHFQA 量子分析仪和 SHFSG 信号发生器，以及其他功能于一身。SHFQC 有 6 个信号发生器通道（用于控制）和一个量子分析仪通道（用于读取），可以全面测控 6 个量子比特。因为 SHFQC 集成了微波信号产生模块和触发分配单元，超快反馈延时低于300 ns，仅需要 8 根微波线就可以将它与制冷机连接，来搭建一套系统。因此，实验系统可以完全用软件控制，并可自由重新配置来匹配实验的需求。
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商品描述

SHFQC 量子测控一体机可以同时进行控制，读取和快速反馈，多达 6 个超导量子比特。它集成了 SHFQA 量子分析仪和 SHFSG 信号发生器，以及其他功能于一身。SHFQC 有 6 个信号发生器通道（用于控制）和一个量子分析仪通道（用于读取），可以全面测控 6 个量子比特。因为 SHFQC 集成了微波信号产生模块和触发分配单元，超快反馈延时低于300 ns，仅需要 8 根微波线就可以将它与制冷机连接，来搭建一套系统。因此，实验系统可以完全用软件控制，并可自由重新配置来匹配实验的需求。

主要特点

6 个控制通道，1 个读取通道，可测控 qubit，qutrit 和 ququad
工作频率最高 8.5 GHz，瞬时带宽 1 GHz，无需混频器校准
低相噪，低杂散，大输出功率范围，可满足快速和高保真的门操作
实时信号处理链路，具有匹配滤波器和多态鉴别功能
仪器内即可完成反馈测控，延时 300 ns
配套控制软件 LabOne®，LabOne QCCS，和 Python APIs

一般指标

控制通道数量	6 个信号发生器通道
读取通道数量	1 个量子分析仪通道(1个输出通道，1个输入通道)
尺寸	449 x 460 x 145 mm (19英寸标准机架) 17.6 x 18.1 x 5.7 inch
重量	15 kg (33 lb)
电源	AC: 100-240 V, 50/60 Hz
连接接口	SMA 前后面板，用于触发，信号和外接时钟 32位宽 DIO 2 个 ZSync 接口 LAN/Ethernet, 1 Gbit/s USB 3.0 Maintenance USB

信号发生器和信号输出

RF输出数量	6
频率范围	DC - 8.5 GHz
信号带宽	> 1 GHz
输出范围 (dBm)	-30 dBm 到 10 dBm
输出阻抗	50 Ohm
微波合成器数量	3 个(每通道对共享1个)
D/A 转换	14-bit, 6 GSa/s (3倍内插后)
输出电压噪声密度	-135 dBm/Hz (1 GHz，10 dBm，偏移 > 200 kHz) -140 dBm/Hz (4 GHz，10 dBm，偏移 > 200 kHz) -144 dBm/Hz (6 GHz，10 dBm，偏移 > 200 kHz) -144 dBm/Hz (8 GHz，10 dBm，偏移 > 200 kHz)
输出相位噪声	-90 dBc/Hz (6 GHz，载波偏移 1 kHz) -98 dBc/Hz (6 GHz，载波偏移 10 kHz) -100 dBc/Hz (6 GHz，载波偏移 100 kHz)
输出电压准度	±(设置值的1 dBm)
无杂散动态范围 (不含谐波)	74 dBc (1 GHz， 0 dBm) 66 dBc (4 GHz，0 dBm) 60 dBc (6 GHz，0 dBm) 65 dBc (8 GHz，0 dBm)
输出最差谐波强度	-40 dBc (1 GHz, 10 dBm) -40 dBc (4 GHz, 10 dBm) -38 dBc (6 GHz, 10 dBm) -36 dBc (8 GHz, 10 dBm)

波形生成

AWG 内核	每通道1个
波形垂直分辨率	14-bit 模拟 + 2-bit 数字标记
波形存储	每通道 98 kSa
定序器指令长度	每个 AWG 内核 16k 指令
AWG 采样率	2 GSa/s
最小波形长度	32 Sa

量子分析仪信号输出

RF 输出数量	1
频率范围	0.5 - 8.5 GHz
信号带宽	> 1 GHz
输出范围（dBm）	-30 dBm to 10 dBm
输出电压噪声	14.1 nV/sqrt(Hz) (@ 6 GHz)
输出阻抗	50 Ohm
微波合成器数量	1 (与输入通道共享)
D/A 转换	14-bit, 6 GSa/s (3倍内插后)
输出电压噪声密度	-135 dBm/Hz (1 GHz，10 dBm，偏移 > 200 kHz) -140 dBm/Hz (4 GHz，10 dBm，偏移 > 200 kHz) -144 dBm/Hz (6 GHz，10 dBm，偏移 > 200 kHz) -144 dBm/Hz (8 GHz，10 dBm，偏移 > 200 kHz)
输出相位噪声	-90 dBc/Hz (6 GHz，载波偏移 1 kHz) -98 dBc/Hz (6 GHz，载波偏移 10 kHz) -100 dBc/Hz (6 GHz，载波偏移 100 kHz)
输出电压准度	±(设置值的 1 dBm)
无杂散动态范围 (不含谐波)	74 dBc (1 GHz，0 dBm) 66 dBc (4 GHz，0 dBm) 60 dBc (6 GHz，0 dBm) 65 dBc (8 GHz，0 dBm)
输出最差谐波强度	-40 dBc (1 GHz，10 dBm) -40 dBc (4 GHz，10 dBm) -38 dBc (6 GHz，10 dBm) -36 dBc (8 GHz，10 dBm)

读取脉冲发生器

读取脉冲发生器数量	1
定序能力	高级定序，支持循环和动态跳转，高级触发控制，时间交错读取
波形存储单元¹	每通道 8 个单元，一共 32 kSa 存储或者 16 个单元，一共 64 kSa 存储 (需要 SHFQC-16W 选件)
振荡器	1 (spectroscopy 模式下可配置)

量子分析仪信号输入

RF 输入数量	1
频率范围	0.5 - 8.5 GHz
信号带宽	> 1 GHz
输出阻抗	50 Ohm
微波合成器数量	1 (与输出通道共享)
输入电压噪声	1.1 nV/√Hz (@ 3 GHz)
输入量程	(dBm)-50 dBm 到10 dBm (校准后)
A/D 转换	14-bit，4 GSa/s

量子比特测量单元

匹配滤波器	每通道 8 个单元¹，一共 32 kSa 存储或者 16 个单元，一共 64 kSa 存储 (需要 SHFQC-16W 选件)
多态鉴别	最多4个鉴别器
反馈延迟	300 ns (最后一个采样点进入到第一个采样点输出)
数据记录	器存储: 2²⁰点，平均次数最大 2¹⁷
示波器	存储: 单通道时， 2¹⁹ 复值采样点； 2通道时， 2¹⁸ 复值采样点；3或4通道时， 2¹⁷复值采样点平均次数: 最大 2¹⁶

数字标记和触发

数字标记输出	8 个 (每输出/输入通道各一个)，SMA 前面板
数字标记输出电压	0 V (低)，3.3 V (高)
数字标记输出阻抗	50 Ohm
数字标志输出上升沿时间	300 ps (20% to 80%)
触发输入	8个 (每输出/输入通道各一个)，SMA 前面板
触发输入阻抗	50 Ohm / 1 kOhm