近日，國儀量子（合肥）技術(shù)有限公司推出一款量子測控核心部件產(chǎn)品——任意波形發(fā)生器AWG4100，并在2020年6月開(kāi)始上市銷(xiāo)售。

圖1 任意波形發(fā)生器AWG4100

一、開(kāi)發(fā)背景

      在量子計算、量子精密測量、通信雷達、核磁共振光譜、半導體測試和納米技術(shù)等領(lǐng)域，任意波形發(fā)生器 (AWG)憑借其出色的分辨率和帶寬等性能有著(zhù)非常普遍和廣泛的應用。例如，通過(guò)AWG控制聲光調制器實(shí)現激光調制，在離子阱實(shí)驗中，利用AWG產(chǎn)生射頻電壓實(shí)現離子囚jin，或者在微波雷達方向，AWG輸出的信號經(jīng)調制后產(chǎn)生的脈沖電磁波對目標位置進(jìn)行探測。隨著(zhù)AWG在科研和工業(yè)上廣泛應用，用戶(hù)對AWG分辨率和帶寬等性能及良好操作體驗等的需求也越來(lái)越高。

      為了更好地滿(mǎn)足客戶(hù)需求，任意波形發(fā)生器AWG4100設計有4個(gè)通道，每個(gè)通道可以獨立產(chǎn)生高達1.2 GSa/s采樣率、16位垂直分辨率的單端波形輸出。每個(gè)通道還擁有最大512 MSa的存儲深度，同時(shí)提供獨立和組合播放兩種模式，能夠輕松應對各種不同場(chǎng)景的復雜波形需求。

      除性能行業(yè)外，該款產(chǎn)品體積小且兼具成本效益，用戶(hù)使用體驗佳。主導這款產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設計的總工程師張俊斌博士介紹道：“我們始終以成就客戶(hù)為目標，在設計這款產(chǎn)品時(shí)，不僅關(guān)注性能指標與豐富的功能，同時(shí)也重視其外觀(guān)與易用性，從產(chǎn)品連接到波形編輯與下載，我們的產(chǎn)品能夠為客戶(hù)節省更多調試的時(shí)間，讓客戶(hù)專(zhuān)注于自己的工作，這同樣具有非常大的價(jià)值"。

      此外，該款產(chǎn)品已經(jīng)在公司內部磁共振產(chǎn)品線(xiàn)EPR等大型科學(xué)儀器中使用，產(chǎn)品線(xiàn)總監許克標博士表示：“AWG4100整體簡(jiǎn)單易用，特別適合科研人員，例如，設備調試只需要10分鐘左右即可完成；配套軟件的UI設計簡(jiǎn)潔易用且可以直觀(guān)預覽波形效果；DDS模式可快速產(chǎn)生四個(gè)相位相干的射頻源；自定義波形編輯語(yǔ)法簡(jiǎn)單易懂等"。

圖2 實(shí)驗人員使用AWG4100

二、產(chǎn)品特點(diǎn)

1. 靈活地創(chuàng )建波形陣列

      為了支持用戶(hù)生成較長(cháng)且更復雜的波形，AWG4100為每個(gè)通道提供了512 MSa的存儲深度。同時(shí)提供獨立和組合播放兩種模式，支持用戶(hù)根據自己的需要同時(shí)使用多個(gè)通道，分別播放不同類(lèi)型的信號，可以是常用的正弦波，也可以是用戶(hù)自定義的各類(lèi)特殊復雜信號?；谝陨咸攸c(diǎn)，AWG4100可以適用于各種應用場(chǎng)景，給信號的創(chuàng )建帶來(lái)無(wú)限可能。

2. 簡(jiǎn)便的操作使用方式

      AWG4100提供操作簡(jiǎn)潔的控制軟件，可以通過(guò)軟件直接方便的產(chǎn)生正弦波信號，或者在軟件上使用類(lèi)Python語(yǔ)言進(jìn)行編程創(chuàng )建應用波形。同時(shí)，AWG4100還提供SDK支持用戶(hù)直接使用流行的編程語(yǔ)言C++、Python等進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

3. 面向未來(lái)的擴展

      AWG4100產(chǎn)品考慮到不同應用場(chǎng)景的需要，比如在超導量子計算中，隨著(zhù)量子比特數目增加，需要更多的AWG通道及同步通道，產(chǎn)品支持通過(guò)高效的同步接口和選配的同步控制系統可以實(shí)現多臺設備間的同步，擴展更多的通道。

4. 強大的產(chǎn)品技術(shù)支持

      國儀量子擁有強大的技術(shù)研發(fā)團隊，任意波形發(fā)生器AWG4100已經(jīng)在公司的量子鉆石單自旋譜儀、電子順磁共振譜儀等大型儀器內部使用并運行良好，目前AWG4100已全面投產(chǎn)，可立即交付。我們的工程師團隊可以為客戶(hù)提供及時(shí)的技術(shù)支持，為客戶(hù)的使用保駕護航。

三、產(chǎn)品參數

圖3 AWG4100主要產(chǎn)品參數

      第二次量子革命的核心是實(shí)現單量子態(tài)的操控與讀取，這都離不開(kāi)高性能的數據采集與信號發(fā)生系統的支撐。國儀量子面向第二次量子革命推出的量子測控解決方案，除任意波形發(fā)生器外，還涵蓋任意序列發(fā)生器、量子態(tài)控制與讀出系統、鎖相放大器等多款設備，這些都是量子信息系統的“心臟"。未來(lái)，國儀量子將繼續研發(fā)性能更優(yōu)，使用體驗更好的量子測控系列產(chǎn)品，為客戶(hù)提供更綜合完善的技術(shù)解決方案。