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SHFQA 8.5 GHz 量子分析儀

簡介：

瑞士Zurich Instruments的SHFQA量子分析儀是一款獨立單體儀器，具備完整的實時量子態讀取功能，最多可讀取64個超導和自旋量子比特。SHFQA的頻率范圍為DC - 8.5GHz，瞬時帶寬為1GHz，且無需混頻器校準。SHFQA憑借先進的定序器和低延遲信號處理鏈，包含匹配濾波和結果關聯運算，能夠以最佳的信噪比和最低的延遲實現多量子態鑒別。

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產品特點產品參數應用領域功能圖解相關下載相關產品

產品特點

主要特點

? 頻率范圍：DC - 8.5GHz

? 1GHz瞬時帶寬，無需混頻器校準

? 2或4個讀取通道，可讀取多達64個量子比特

? 實時信號處理，包含匹配濾波器和多量子態鑒別

? 14位輸入輸出分辨率

? 4GSa/s輸入采樣率，6GSa/s輸出采樣率

? 控制軟件包括：LabOne?和LabOne Q或Python、C、MATLAB?，LabVIEW?和.NET的應用程序接口（API）

產品亮點

①高保真度快速讀取

SHFQA通過脈沖測量方式來確定被測設備的傳輸幅度和相位。SHFQA通過兩種方法最大化信噪比（SNR）：脈沖整形和匹配濾波。使用任意波形發生器進行脈沖整形，即使對于響應速度較慢的設備，也可以最大程度地縮短振鈴時間。

②可擴展的量子比特讀取儀器

通過任意波形發生器中的存儲模塊 (最多16個)按時間交錯方式讀取和觸發qubit，qutrit或quaquad的讀取。用戶可以選擇2或4個讀取通道，并將2通道版本的積分器的數目從8個擴展到16個。為了實現高集成度，SHFQA可以與其他儀器共用操作界面，以實現快速有效的量子比特復位。對于多量子比特系統，可以通過將多個SHFQA，SHFSG，HDAWG，HDIQ和QHub組合在一起，以形成可擴展的量子計算控制系統（QCCS）。

③無需混頻器校準的頻率上轉換，高達8.5GHz

當讀取耦合至相同諧振腔的多個量子比特的量子態時，由于SHFQA的雙超外差上變頻方案采用的是濾波而不是干涉的方法，因此頻帶更寬，相對于標準的IQ混頻方案其線性度更優。SHFQA即使只用于輸出單一頻率，其雜散也低于使用標準的IQ混頻方案，因此可實現開機即用。

④量子系統控制軟件

LabOne Q控制軟件是QCCS的重要組成部分，它可以將SHFQA完全整合到新的或現有的設備。SHFQA可以完全通過 LabOne 和 API (Python，C，MATLAB?，LabVIEW? 和 .NET 進行操控。

可選選件 — SHFQA-16W積分權重擴展選件

SHFQA-16W積分權重擴展選件提升了2通道SHFQA量子分析儀的讀取能力。利用16個積分權重單元，用戶可以定義16個匹配濾波器來分析同等數量的讀取信號的響應。

主要特點

? 積分權重單元數目由每通道8個增加到16個

? 波形存儲器數目由每通道8個增加到16個

? 每個通道可最多讀取16個qubit，8個qutrit或5個ququad

產品參數

信號輸入
RF 輸入通道數量	2 或 4
頻率范圍	RF：0.5 - 8.5 GHz
頻率范圍	LF：DC - 800 MHz
瞬時帶寬	1GHz
輸入阻抗	50Ω
輸入電壓噪聲	< 2.2 nV/√Hz (<-160dBm/Hz) @ -50dBm
輸入范圍（dBm）	RF：-50dBm 至 10dBm
輸入范圍（dBm）	LF： -30dBm 至 10dBm
A/D 轉換	14位，4GSa/s
量子比特測量單元
匹配濾波器	4通道選項：16個復數濾波器/讀出通道
	2通道選項：8個復數濾波器/讀出通道（通過SHFQA-16W選件可擴展到16個）
	每個濾波器的每個正交量可包含4096個存儲樣本
多量子態鑒別	最多4個鑒別器
數據記錄儀	存儲容量：2¹⁹個樣本，最多2¹⁶次平均
信號監視器	存儲容量：監視1個通道時2¹⁸個復數樣本，監視2個通道時2¹⁷個樣本，監視3或4個通道時2¹⁶個樣本
信號監視器	平均次數：最多2¹⁶次平均
信號輸出
RF 輸出通道數	2 或 4
頻率范圍	RF：0.5 - 8.5 GHz
頻率范圍	LF：DC - 800 MHz
瞬時帶寬	1.0GHz
輸出阻抗	50Ω
輸出范圍 (dBm)	RF：-50dBm 至 10dBm
輸出范圍 (dBm)	LF： -30dBm 至 5dBm
數模轉換	14位，6GSa/s
讀取脈沖發生器
任意波形發生器數量	每個讀取通道1個（總共2個或4個）
時序功能	高級時序（循環，分支），命令表，高級觸發控制 (交錯讀取功能)
波形存儲器模塊1	4通道配置：每通道總容量64kSa，即16個單元，每單元4kSa
	2通道配置：每通道總容量32kSa，即8個單元，每單元4kSa
	2通道配置(包含SHFQA-16W選件)：每通道總容量64kSa，即16個單元，每單元4kSa
振蕩器	所有讀取通道共享1個振蕩器，振蕩器的頻率和相位實時可控。僅用于頻譜 (Spectroscopy) 模式。
標記輸出通道數	2
觸發輸入通道數	2
一般規格
讀取通道數	2 或 4
外型尺寸	449 x 460 x 145 mm（19英寸機架）
外型尺寸	17.6 x 18.1 x 5.7 英寸
重量	15公斤（33磅）
電源供應	交流電：100V - 240V，50/60 Hz
連接器	前后面板上的SMA用于觸發，信號和外部時鐘
	32位DIO
	2個ZSync接口
	LAN或以太網，1Gbit/s
	USB 3.0
	維護 USB
1 所有波形存儲模塊均可自由配置和觸發。

應用領域

量子計算應用

? 單發色散量子態讀取

? 射頻反射法讀取量子比特

? 頻率復用量子態讀取

? 共振光譜

? 低延遲和全局反饋式量子糾錯

支持的量子比特類型

? 超導量子比特

? 自旋量子比特

? 運用2量子態，3量子態和和4量子態的量子比特

其他應用

? 放大器噪聲表征

? 第三方IQ混頻器校準

功能圖解

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