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月開始上市銷售。

圖1 任意波形發(fā)生器AWG4100

一、開發(fā)背景

在量子計(jì)算、量子精密測量、通信雷達(dá)、核磁共振光譜、半導(dǎo)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非常普遍和廣泛的應(yīng)用。例如，通過AWG控制聲光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)激光調(diào)制，在離子阱實(shí)驗(yàn)中，利用AWG產(chǎn)生射頻電壓實(shí)現(xiàn)離子囚禁，或者在微波雷達(dá)方向，AWG輸出的信號經(jīng)調(diào)制后產(chǎn)生的脈沖電磁波對目標(biāo)位置進(jìn)行探測。隨著AWG在科研和工業(yè)上廣泛應(yīng)用，用戶對AWG分辨率和帶寬等性能及良好操作體驗(yàn)等的需求也越來越高。

為了更好地滿足客戶需求，任意波形發(fā)生器AWG4100設(shè)計(jì)有4個(gè)通道，每個(gè)通道可以獨(dú)立產(chǎn)生高達(dá)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(chǔ)深度，同時(shí)提供獨(dú)立和組合播放兩種模式，能夠輕松應(yīng)對各種不同場景的復(fù)雜波形需求。

除性能行業(yè)領(lǐng)xian外，該款產(chǎn)品體積小且兼具成本效益，用戶使用體驗(yàn)佳。主導(dǎo)這款產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的總工程師張俊斌博士介紹道：“我們始終以成就客戶為目標(biāo)，在設(shè)計(jì)這款產(chǎn)品時(shí)，不僅關(guān)注優(yōu)異的性能指標(biāo)與豐富的功能，同時(shí)也重視其外觀與易用性，從產(chǎn)品連接到波形編輯與下載，我們的產(chǎn)品能夠?yàn)榭蛻艄?jié)省更多調(diào)試的時(shí)間，讓客戶專注于自己的工作，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(nèi)部磁共振產(chǎn)品線EPR等大型科學(xué)儀器中使用，產(chǎn)品線總監(jiān)許克標(biāo)博士表示：“AWG4100整體簡單易用，特別適合科研人員，例如，設(shè)備調(diào)試只需要10分鐘左右即可完成；配套軟件的UI設(shè)計(jì)簡潔易用且可以直觀預(yù)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；自定義波形編輯語法簡單易懂等”。

圖2 實(shí)驗(yàn)人員使用AWG4100

二、產(chǎn)品特點(diǎn)

1. 靈活地創(chuàng)建波形陣列

為了支持用戶生成較長且更復(fù)雜的波形，AWG4100為每個(gè)通道提供了512 MSa的存儲(chǔ)深度。同時(shí)提供獨(dú)立和組合播放兩種模式，支持用戶根據(jù)自己的需要同時(shí)使用多個(gè)通道，分別播放不同類型的信號，可以是常用的正弦波，也可以是用戶自定義的各類特殊復(fù)雜信號?；谝陨咸攸c(diǎn)，AWG4100可以適用于各種應(yīng)用場景，給信號的創(chuàng)建帶來無限可能。

2. 簡便的操作使用方式

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

3. 面向未來的擴(kuò)展

AWG4100產(chǎn)品考慮到不同應(yīng)用場景的需要，比如在超導(dǎo)量子計(jì)算中，隨著量子比特?cái)?shù)目增加，需要更多的AWG通道及同步通道，產(chǎn)品支持通過高效的同步接口和選配的同步控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)設(shè)備間的同步，擴(kuò)展更多的通道。

4. 強(qiáng)大的產(chǎn)品技術(shù)支持

國儀量子擁有強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，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(nèi)部使用并運(yùn)行良好，目前AWG4100已全面投產(chǎn)，可立即交付。我們的工程師團(tuán)隊(duì)可以為客戶提供及時(shí)的技術(shù)支持，為客戶的使用保駕護(hù)航。

三、產(chǎn)品參數(shù)

圖3 AWG4100主要產(chǎn)品參數(shù)

第二次量子革命的核心是實(shí)現(xiàn)單量子態(tài)的操控與讀取，這都離不開高性能的數(shù)據(jù)采集與信號發(fā)生系統(tǒng)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(tǒng)、鎖相放大器等多款設(shè)備，這些都是量子信息系統(tǒng)的“心臟”。未來，國儀量子將繼續(xù)研發(fā)性能更優(yōu)，使用體驗(yàn)更好的量子測控系列產(chǎn)品，為客戶提供更綜合完善的技術(shù)解決方案。