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SHFQA 8.5 GHz 量子分析仪
简介:

瑞士Zurich Instruments的SHFQA量子分析仪是一款独立单体仪器,具备完整的实时量子态读取功能,最多可读取64个超导和自旋量子比特。SHFQA的频率范围为DC - 8.5GHz,瞬时带宽为1GHz,且无需混频器校准。SHFQA凭借先进的定序器和低延迟信号处理链,包含匹配滤波和结果关联运算,能够以最佳的信噪比和最低的延迟实现多量子态鉴别。

产品特点 产品参数 应用领域 功能图解 相关下载 相关产品
产品特点

主要特点

‒ 频率范围:DC - 8.5GHz

‒ 1GHz瞬时带宽,无需混频器校准

‒ 2或4个读取通道,可读取多达64个量子比特

‒ 实时信号处理,包含匹配滤波器和多量子态鉴别

‒ 14位输入输出分辨率

‒ 4GSa/s输入采样率,6GSa/s输出采样率

‒ 控制软件包括:LabOne®和LabOne Q或Python、C、MATLAB®,LabVIEW™和.NET的应用程序接口(API)



产品亮点

①高保真度快速读取


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SHFQA通过脉冲测量方式来确定被测设备的传输幅度和相位。SHFQA通过两种方法最大化信噪比(SNR):脉冲整形和匹配滤波。使用任意波形发生器进行脉冲整形,即使对于响应速度较慢的设备,也可以最大程度地缩短振铃时间。


②可扩展的量子比特读取仪器

通过任意波形发生器中的存储模块 (最多16个)按时间交错方式读取和触发qubit,qutrit或quaquad的读取。用户可以选择2或4个读取通道,并将2通道版本的积分器的数目从8个扩展到16个。为了实现高集成度,SHFQA可以与其他仪器共用操作界面,以实现快速有效的量子比特复位。对于多量子比特系统,可以通过将多个SHFQA,SHFSG,HDAWG,HDIQ和QHub组合在一起,以形成可扩展的量子计算控制系统(QCCS)。


③无需混频器校准的频率上转换,高达8.5GHz

当读取耦合至相同谐振腔的多个量子比特的量子态时,由于SHFQA的双超外差上变频方案采用的是滤波而不是干涉的方法,因此频带更宽,相对于标准的IQ混频方案其线性度更优。SHFQA即使只用于输出单一频率,其杂散也低于使用标准的IQ混频方案,因此可实现开机即用。


④量子系统控制软件

LabOne Q控制软件是QCCS的重要组成部分,它可以将SHFQA完全整合到新的或现有的设备。SHFQA可以完全通过 LabOne 和 API (Python,C,MATLAB®,LabVIEW™ 和 .NET 进行操控。

 

可选选件  SHFQA-16W积分权重扩展选件

SHFQA-16W积分权重扩展选件提升了2通道SHFQA量子分析仪的读取能力。利用16个积分权重单元,用户可以定义16个匹配滤波器来分析同等数量的读取信号的响应。

 

主要特点

‒ 积分权重单元数目由每通道8个增加到16个

‒ 波形存储器数目由每通道8个增加到16个

‒ 每个通道可最多读取16个qubit,8个qutrit或5个ququad


产品参数

信号输入

RF 输入通道数量

2 或 4

频率范围

RF:0.5 - 8.5 GHz

LF:DC - 800 MHz

瞬时带宽

1GHz

输入阻抗

50Ω

输入电压噪声

< 2.2 nV/√Hz (<-160dBm/Hz) @ -50dBm

输入范围(dBm)

RF:-50dBm 至 10dBm

LF: -30dBm 至 10dBm

A/D 转换

14位,4GSa/s

量子比特测量单元

匹配滤波器

4通道选项:16个复数滤波器/读出通道

2通道选项:8个复数滤波器/读出通道(通过SHFQA-16W选件可扩展到16个)

每个滤波器的每个正交量可包含4096个存储样本

多量子态鉴别

最多4个鉴别器

数据记录仪

存储容量:219个样本,最多216次平均

信号监视器

存储容量:监视1个通道时218个复数样本,监视2个通道时217个样本,监视3或4个通道时216个样本

平均次数:最多216次平均

信号输出

RF 输出通道数

2 或 4

频率范围

RF:0.5 - 8.5 GHz

LF:DC - 800 MHz

瞬时带宽

1.0GHz

输出阻抗

50Ω

输出范围 (dBm)

RF:-50dBm 至 10dBm

LF: -30dBm 至 5dBm

数模转换

14位,6GSa/s

读取脉冲发生器

任意波形发生器数量

每个读取通道1个(总共2个或4个)

时序功能

高级时序(循环,分支),命令表,高级触发控制 (交错读取功能)

波形存储器模块1

4通道配置:每通道总容量64kSa,即16个单元,每单元4kSa  

2通道配置:每通道总容量32kSa,即8个单元,每单元4kSa  

2通道配置(包含SHFQA-16W选件):每通道总容量64kSa,即16个单元,每单元4kSa  

振荡器

所有读取通道共享1个振荡器,振荡器的频率和相位实时可控。仅用于频谱 (Spectroscopy) 模式。

标记输出通道数

2

触发输入通道数

2

一般规格

读取通道数

2 或 4

外型尺寸

449 x 460 x 145 mm(19英寸机架)

17.6 x 18.1 x 5.7 英寸

重量

15公斤(33磅)

电源供应

交流电:100V - 240V,50/60 Hz

连接器

前后面板上的SMA用于触发,信号和外部时钟

32位DIO

2个ZSync接口

LAN或以太网,1Gbit/s

USB 3.0

维护 USB

1 所有波形存储模块均可自由配置和触发。



应用领域

量子计算应用

‒ 单发色散量子态读取

‒ 射频反射法读取量子比特

‒ 频率复用量子态读取

‒ 共振光谱

‒ 低延迟和全局反馈式量子纠错


支持的量子比特类型

‒ 超导量子比特

‒ 自旋量子比特

‒ 运用2量子态,3量子态和和4量子态的量子比特


其他应用

‒ 放大器噪声表征

‒ 第三方IQ混频器校准



功能图解

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