紧追谷歌！中国企业自主创新，新品助力量子计算纠错突破→

摘要：毫无疑问，对于某些特定问题，量子计算机表现出比经典计算机更为强大的计算能力。然而，量子态极易受到环境噪声源的影响，从而导致重大错误。因此，纠错对于获得量子优势至关重要，量子优势表现为量子计算机在某些计算问题上展现出远超当前经典计算能力的计算能力。

毫无疑问，对于某些特定问题，量子计算机表现出比经典计算机更为强大的计算能力。然而，量子态极易受到环境噪声源的影响，从而导致重大错误。因此，纠错对于获得量子优势至关重要，量子优势表现为量子计算机在某些计算问题上展现出远超当前经典计算能力的计算能力。

当今的量子计算创新属于NISQ（含噪声中等规模量子）时代，研究人员采用多种方法来创造物理量子比特。这些新生的量子计算机通常会在每一百次计算中出现一次错误，也就是说，错误率为10^–2，这与当前经典计算机所能够达到的低至 10^–18 的错误率相比，差距显著。通过纠错技术，容错量子计算机有望解决一系列重大的科学问题，然而开发并完善可扩展的纠错方法绝非一蹴而就，需投入大量的时间与精力。

12月10日凌晨，谷歌最新的量子芯片Willow横空问世。Willow拥有105个量子比特，在多个指标上都表现出先进的性能，随着研究人员使用更多的量子比特进行扩展，Willow能够以指数级减少错误，这解决了量子纠错领域近30年来一直追求的一个关键挑战，即突破量子纠错阈值。

量子计算测控的快速反馈功能在量子计算的纠错中扮演着关键角色，它能够实时处理（解模）并快速反馈纠正错误，可有效防止错误的进一步传播，从而保证量子计算的准确性和可靠性。

因此，紧跟行业发展动向，中微达信推出全新可扩展低延迟反馈量子计算测控系统ZW-QCS560系列产品，新品具备“单次触发多次测量”及“复杂快速反馈控制”的功能，为中国量子计算突破量子纠错阈值提供有力支撑！

目前，新产品已经过应用测试和系统验证，具备良好的可靠性和易用性。

独立开发全新量子比特表征系统-岷江测试系统，构建量子比特测控软、硬件综合服务能力。整个系统可做到测试单比特T1/T2时间、单比特保真度等关键指标，保障数据的精确性和可靠性。表征系统是个多功能模块，支持参数自定义，方便测试的灵活调整；实时监控实验进度并随时终止，可节省用户时间；GUI界面建议操作，方便用户快速上手。

图1 Rabi-脉宽测试结果示例

图2 T1实验测试结果示例

图3 qubit保真度测试结果示例

全新ZW-QCS560系列产品具备“单次触发多次测量”以及“复杂快速反馈控制”功能，Qubit判决结果传递到复杂反馈控制设备中，通过可编程的Qubit反馈路由选择以及反馈映射过程，形成波形选择标识，控制XY、Z以及耦合控制设备完成操控波形的选择输出。主要功能指标如下：

每XY/Z通道用于判决反馈的Qubit信息量： 13Qubit每XY/Z通道可选择的波形分支数量： 8个单次触发多次读取次数： 500次快速反馈延迟（注1）： ≤300ns

注1：最后一个读取激励信号到第一个反馈输出信号

图4 多次读取与快速反馈时域实测效果

图5 读取激励脉冲结束至反馈操控脉冲输出延迟≈292.92ns

相比上一代测控产品，全新ZW-QCS560系列产品大幅提升了设备的信号质量，增加了核心功能，更适应快速反馈。特别在输出信号功率及相位噪声等方面均有显著优化，新品的XY操控输出信号功率可达到-7.0dBm@4.6GHz，提升了5dBm；XY操控输出信号相位噪声可达到-105dBc/Hz@1KHz（输出信号频率4.8GHz），提升了15dBc/Hz；Z操控输出信号相位噪声可达到-135dBc/Hz@100Hz（输出信号频率100MHz）, 提升了15dBc/Hz等; 门控脉冲失真、采集解模灵敏度等指标业内领先。

同时，中微达信结合量子测控系统的实际应用，引入了具有针对性的指标测试方法与定量衡量标准，不再拘泥传统ADC、DAC测试方法，最大限度的贴近实际应用场景，提供具有针对性的指标测试方案。