本源超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)自主制造鏈11類產(chǎn)品系列之五：中國首個(gè)量子計(jì)算測控系統(tǒng)

本源超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)自主制造鏈由11個(gè)部分組成，該制造鏈生產(chǎn)的中國自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)已向中國用戶交付多臺(tái)，本源基于該制造鏈自主研制的中國第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”已于日前上線并對(duì)全球開放使用。

中國首個(gè)量子計(jì)算測控系統(tǒng)

量子計(jì)算測控系統(tǒng)主要應(yīng)用于量子計(jì)算領(lǐng)域，能夠提供量子芯片的運(yùn)行環(huán)境與接口，提供量子芯片所需的精密信號(hào)的生成、采集、控制與處理，使得量子芯片最大程度發(fā)揮其性能優(yōu)勢，在量子計(jì)算機(jī)中不可或缺。

此前大部分致力于量子芯片研究的團(tuán)隊(duì)都是用現(xiàn)有的設(shè)備搭建控制系統(tǒng)，成本高且效率低。本源量子從量子計(jì)算機(jī)的外設(shè)硬件設(shè)備入手，在2018年成功研制出一套精簡、高效的首款國產(chǎn)量子計(jì)算測控系統(tǒng)（本源量子測控一體機(jī)Origin Quantum AIO），該一體機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)多比特?cái)?shù)量量子芯片的精準(zhǔn)測控，填補(bǔ)國內(nèi)在量子測控領(lǐng)域的空白。

圖為本源第一代量子計(jì)算測控一體機(jī)（2018年發(fā)布）

本源量子測控一體機(jī)Origin Quantum AIO集成度高，可以有效提高系統(tǒng)工作效率，同時(shí)內(nèi)置有專業(yè)的量子芯片控制軟件和基于Python的開放的編程環(huán)境。一體機(jī)具體包括集成矢量源模塊、集成電壓源模塊、集成AWG模塊、集成微波測量收發(fā)模塊，可額外集成電流源模塊、電壓采集模塊、高低速AWG模塊。一體機(jī)具備原始數(shù)據(jù)分析、預(yù)處理、快處理三種工作模式，并提供無窮多層參數(shù)循環(huán)與遍歷功能和指令集調(diào)用波形序列功能。一體機(jī)上可安裝專業(yè)的超導(dǎo)量子測控軟件套件，可原生接入本源量子計(jì)算云平臺(tái)。

圖為本源第二代量子計(jì)算測控一體機(jī)（2020年發(fā)布）

2020年，第二代量子計(jì)算測控一體機(jī)發(fā)布，助力本源量子向中國用戶交付第一臺(tái)自主量子計(jì)算機(jī)。

2022年，本源發(fā)布第三代量子計(jì)算測控一體機(jī)——“本源天機(jī)”量子計(jì)算測控系統(tǒng)。

“本源天機(jī)”量子計(jì)算測控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，具體產(chǎn)品特點(diǎn)如下：

（1）集成度高，性能強(qiáng)大

多模塊、多功能集于一身，可獨(dú)立完成量子計(jì)算測控操作；低相噪、低雜散，可實(shí)現(xiàn)快速、高保真的比特控制和讀??；（2）模塊化設(shè)計(jì)，擴(kuò)展性強(qiáng)

標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜插箱設(shè)計(jì)，操作、維護(hù)便捷；

模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)擴(kuò)展至100+比特；（3）專業(yè)的測控軟件

可視化的GUI界面，操作便捷；

支持參數(shù)循環(huán)與遍歷、波形編輯與導(dǎo)入等功能；

支持超導(dǎo)量子芯片的自動(dòng)化測試功能和校準(zhǔn)功能。

本源量子計(jì)算測控系統(tǒng)首次成功應(yīng)用萬兆TCP通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)接近極限的經(jīng)典通信速度；采用二級(jí)中控系統(tǒng)，保障指令分發(fā)的效率與并行能力；通過集成不同的標(biāo)準(zhǔn)化模塊并部署對(duì)應(yīng)的量子測控軟件，可同時(shí)滿足超導(dǎo)、半導(dǎo)體，甚至復(fù)合量子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行需要。

本源量子計(jì)算測控系統(tǒng)已進(jìn)行三次產(chǎn)品迭代

本源量子現(xiàn)已完成三代量子測控一體機(jī)的研發(fā)，最新“本源天機(jī)”量子計(jì)算測控系統(tǒng)正用于我國第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”。