支持数百量子比特！中微达信推出新一代可扩展常温量子测控系统

光子盒研究院出品

近期，国内领先的量子科技公司成都中微达信科技有限公司（以下简称“中微达信”）推出新一代量子计算测控系统QCS1000及其系列选件单元，支持数百量子比特的超导量子计算。具备良好的可扩展性与软件易用性。

量子计算机主要由量子芯片（超导、硅基自旋、离子阱、光量子等）、精密测控系统（物理-经典界面）、量子指令集和量子算法等组成，其中精密测控系统是测量和控制量子比特的核心硬件。随着量子计算进入100+比特的时代，对数百比特的测控需求日益增加，中微达信推出此款产品恰逢其时。

测控系统在超导量子计算机中的作用

01

支持数百量子比特，适配多种量子计算路线

为了满足量子计算机日益增长的比特数需求，自2021年开始立项研发支持数百量子比特的常温测控系统ZW-QCS1000，该系统及其选件单元已经过相关用户数月的试用和验证，目前正式定型推出。

可扩展常温量子测控系统

ZW-QCS1000由多个标准1U大小的选件单元组成，包括低噪声电压单元、AWG单元、RF-AWG单元、量子分析单元、微波源单元、DDS单元等九种选件单元（分别列举如下图），可以根据多种物理体系量子计算的量子比特数量，提供高性价比、选件化、可灵活配置的室温测控解决方案。

ZW-QCS1000的选件单元。

QCS1000常温量子测控系统的典型应用：超导量子比特的测控

除了支持数百量子比特的超导量子计算，同时，该系统相关选件单元也可以用于支持硅基、离子阱及拓扑量子计算的电学控制与测量，具备了良好的可扩展性与软件易用性。

具体来说，ZW-QCS1000有以下特点：

• 高纯谱——高保真度的测控：系统采用全新体制实现射频信号的产生，可提供大脉宽的高质量微波脉冲输出，且信号的交调与杂散低；在几百纳秒的测控下，可改善量子比特的保真度；
• 高稳定——可以长时间稳定工作：输出射频任意波形脉冲的增益和相位漂移小，可以保证长时稳定工作，有利于开展长时间的量子物理实验；
• 高密度——可以测控数百个量子比特：其中1U射频机箱单元集成了多路射频输出，系统可以通过辅助单元级联扩展，支持数百量子比特的测控配置；
• 低噪声、高稳定的电压源——高度稳定的量子比特偏置：积分噪声电压低，长期电压漂移小，可提供长期高稳定的电压偏置，并得到了用户的高度认可；
• 高同步的射频任意波形单元——多个量子比特的快速同步测控：不同微波通道间的同步精度高，并且可以延迟调节，因而可以实现多个量子比特的快速同步测控；
• 可扩展的架构：测控系统由选件单元组成，可根据测控量子比特的数目进行定制，支持十到数百量子比特的常温量子测控的灵活配置；
• 灵活的软件接口：支持Python API直接底层调用；也支持完整自动测量流程，以提升系统运行时间和测量速度。

02

下一步：1000量子比特

从2018年开始，中微达信便持续推出量产的8比特、32比特、64比特的常温测控系统产品，同时还发布了全球首个量子计算测控系统路线图。随着数百比特系统的推出，中微达信已经达成了其路线图的第一个目标，下一步将迈向1000量子比特。

中微达信量子测控技术规划布局覆盖量子计算机发展各个阶段，涉及低温测控、常温测控两大技术路线。

在常温测控方面，在已实现数百比特级可扩展量子计算测控的基础上，中微达信目前正在持续推动下一代小型化、低成本产品研发，预计两年内实现千比特内常温量子计算测控能力覆盖。

在低温（液氦4K）测控系统方面，中微达信正致力于低温CMOS集成电路测控技术研发，瞄准实现千量子比特以上规模的极低温集成量子计算测控阵列芯片，为具备实用意义的量子计算机硬件服务，当前已完成数轮芯片流片和测试。

中微达信量子计算测控系统路线图

关于中微达信：

成都中微达信科技有限公司成立于2017年5月，公司位于成都天府软件园。

公司聚集了毕业于麻省理工学院、清华大学、北京大学、中国科学技术大学、复旦大学、电子科技大学等著名高校数十位具有多年科研院所工作经验的科学家和工程师，致力于发展自主可控的量子计算测控技术和量子测量技术，推动相关技术在量子信息、金融科技、国家安全等应用领域的创新发展。目前，公司已获得数千万元天使轮投资。

公司在量子计算测控方面，正在持续致力于常温测控系统高密度、小型化、自主芯片化和降成本的研发工作，同时在开展面向通用量子计算机的千比特极低温量子测控阵列芯片研发工作。

相关阅读：

每周一到周五，我们都将与光子盒的新老朋友相聚在微信视频号，不见不散！

你可能会错过：