產品介紹
Zurich Instruments SHFSG 信號發生器可以直接產生頻率范圍從 DC 到 8.5 GHz 的量子比特控制信號，具有 1 GHz 的無雜散調制帶寬。 SHFSG 使用雙超外差技術進行頻率上變頻，無需混頻器校準并節省系統調校時間。每個 SHFSG 帶有 4 或 8 個具有 14 位垂直分辨率的模擬輸出通道。 SHFSG 可由 LabOne 、其 API 或 LabOne QCCS 軟件控制，支持不同規模的量子計算系統，從幾個量子比特到幾百個量子比特。
可使用 PQSC 進行同步，多個 SHFSG 可以在 Zurich Instruments QCCS 中組合以實現對多量子比特系統的控制。得益于*的定序器、低延遲信號處理鏈和低相位噪聲頻率合成器，可以實現具有最小延遲和高保真度的多量子比特門操作。與用于量子比特實時讀取的 SHFQA 量子分析儀一起，它們是集成了微波信號生成和分析功能的第二代儀器。
應用領域
量子計算應用
· 相干操控單量子比特和多量子比特門
· 量子比特頻譜和表征
· 實時、低延遲和全局反饋的糾錯
支持的量子比特類型
· 超導量子比特
· 自旋量子比特/超導諧振腔混合體
· NV 色心
· Qubits、qutrits 和 ququads
亮點
高保真量子比特操作
從 DC 到 8.5 GHz 的頻率范圍使單個 SHFSG 能夠生成各種單和多量子比特門。與基于 IQ 混頻器的傳統方法相比，SHFSG 的超外差頻率轉換方案在更寬的頻帶上運行，具有更好的線性度和更少的雜散信號。這意味著 SHFSG 生成無雜散、穩定的信號，而無需用戶花時間進行混頻器校準或系統維護。基于專為量子比特控制設計的合成器的性能，SHFSG 在整個輸出頻率范圍內提供低相位噪聲和低時序抖動，確保量子比特門操作在保真度方面實現量子處理器的全部潛力。每個 SHFSG 包含 4 個低相位噪聲合成器，對應于 SHFSG-4 變體中的每個通道 1 個合成器和 SHFSG-8 變體中的每個通道對 1 個合成器。
可擴展的系統方法
SHFSG 的每個通道都有自己的 AWG 內核，用于創建相位和時序可編程波形，因此單個 SHFSG-8 儀器可以控制 8 個單獨的量子位。為了執行全局糾錯等高級協議，可以將多個SHFSG （用于量子位控制）與多個 SHFQA（用于量子位讀出）結合使用。 Zurich Instruments ZSync 接口通過PQSC 可編程量子系統控制器將 SHFSG 和 SHFQA 相互連接起來； LabOne QCCS 軟件優化了儀器之間的通信，從而簡化了協議執行。通過 PQSC 可以同步多達 18 個 SHFSG，從而實現多達 144 個量子位的協調控制。即通過一個PQSC同步 SHFSG 可以與LabOne QCCS軟件進行編程，以 LabOne ，或與其的API的Python，C，MATLAB®時，LabVIEW™和.NET -讓用戶決定如何愿意將SHFSG成新的或現有的
用于高效工作流程的高級定序器
即使在需要復雜信號時，SHFSG 也支持最少使用波形數據。用戶以脈沖描述的形式向 LabOne QCCS 軟件提供所需信號，然后該軟件以內存的方式自動對 SHFSG 進行編程。即使對于依賴多個 SHFSG 的多量子位系統，這種方法也可確保以最少的儀器通信時間完成復雜的調整和校準程序。循環和條件分支點的支持進一步實現了量子糾錯和主動復位，而實時相位更新使實現虛擬 Z 門成為可能。憑借每通道高達 98 kSa 的波形存儲器、處理高達 16k 序列指令的能力和 2 GSa/s 的采樣率，SHFSG 為量子位控制提供可定制的多通道 AWG 信號。
功能圖解
技術參數
| 信號輸出 | |
| 射頻輸出數量 | 4（SHFSG-4 型號） 8（SHFSG-8 型號） |
| 頻率范圍 | 直流 - 8.5 GHz |
| 信號帶寬 | 1.0 GHz |
| 輸出范圍 (dBm) | -30 dBm 至 +10 dBm |
| 輸出阻抗 | 50 歐姆 |
| 合成器數量 | 4（兩種型號） |
| 數模轉換 | 14 位，6 GSa/s（內部 3x 插值后） |
| 輸出電壓噪聲密度 | -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） |
| 輸出相位噪聲 | -90 dBc/Hz（6 GHz，載波偏移 1 kHz） -98 dBc/Hz（6 GHz，載波偏移 10 kHz） -100 dBc/Hz（6 GHz，載波偏移 100 kHz） |
| 輸出電平精度 | ±（1 dBm 的設置） |
| 無雜散動態范圍（不包括諧波） | 74 dBc（1 GHz，0 dBm） 66 dBc（4 GHz，0 dBm） 60 dBc（6 GHz，0 dBm） 65 dBc（8 GHz，0 dBm） |
| 輸出最差諧波分量 | -40 dBc（1 GHz，10 dBm） -40 dBc（4 GHz，10 dBm） -38 dBc（6 GHz，10 dBm） -36 dBc（8 GHz，10 dBm） |
| 標記和觸發器 | |
| 標記輸出 | 每個通道 1 個，前面板上有 SMA 輸出 |
| 標記輸出電壓 | 0 V（低）、3.3 V（高） |
| 標記輸出阻抗 | 50 歐姆 |
| 標記輸出上升時間 | 300 ps（20% 至 80%） |
| 觸發輸入 | 每個通道 1 個，前面板上的 SMA |
| 觸發輸入阻抗 | 50 歐姆 / 1 千歐姆 |
| 波形生成 | |
| AWG 內核 | 每個通道 1 個 |
| 波形垂直分辨率 | 14 位模擬 + 2 位標記 |
| 波形記憶 | 每通道 98 kSa |
| 序列長度 | 每個 AWG 內核 32k 條指令 |
| AWG 采樣率 | 2 GSa/s |
| 最小波形長度 | 32個點 |
| 一般的 | |
| 尺寸 | 449 x 460 x 145 毫米（19 英寸機架） 17.6 x 18.1 x 5.7 英寸 |
| 重量 | 15 公斤（33 磅） |
| 電源供應 | 交流：100-240 V，50/60 Hz |
| 支持的時鐘頻率（外部或內部） | 10 MHz 或 100 MHz |
| 連接器 | 前面板和后面板的 SMA 用于觸發、信號和外部時鐘 32 位 DIO 1 ZSync 1 GbE USB 3.0 維護 USB |
