近日，國儀量子（合肥）技術有限公司推出一款量子測控核心部件產品——任意波形發生器AWG4100，并在2020年6月開始上市銷售。

圖1 任意波形發生器AWG4100

一、開發背景

      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等領域，任意波形發生器 (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用。例如，通過AWG控制聲光調制器實現激光調制，在離子阱實驗中，利用AWG產生射頻電壓實現離子囚jin，或者在微波雷達方向，AWG輸出的信號經調制后產生的脈沖電磁波對目標位置進行探測。隨著AWG在科研和工業上廣泛應用，用戶對AWG分辨率和帶寬等性能及良好操作體驗等的需求也越來越高。

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

      除性能行業外，該款產品體積小且兼具成本效益，用戶使用體驗佳。主導這款產品開發設計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，在設計這款產品時，不僅關注性能指標與豐富的功能，同時也重視其外觀與易用性，從產品連接到波形編輯與下載，我們的產品能夠為客戶節省更多調試的時間，讓客戶專注于自己的工作，這同樣具有非常大的價值"。

      此外，該款產品已經在公司內部磁共振產品線EPR等大型科學儀器中使用，產品線總監許克標博士表示：“AWG4100整體簡單易用，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設計簡潔易用且可以直觀預覽波形效果；DDS模式可快速產生四個相位相干的射頻源；自定義波形編輯語法簡單易懂等"。

圖2 實驗人員使用AWG4100

二、產品特點

1. 靈活地創建波形陣列

      為了支持用戶生成較長且更復雜的波形，AWG4100為每個通道提供了512 MSa的存儲深度。同時提供獨立和組合播放兩種模式，支持用戶根據自己的需要同時使用多個通道，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雜信號。基于以上特點，AWG4100可以適用于各種應用場景，給信號的創建帶來無限可能。

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生正弦波信號，或者在軟件上使用類Python語言進行編程創建應用波形。同時，AWG4100還提供SDK支持用戶直接使用流行的編程語言C++、Python等進行二次開發。

3. 面向未來的擴展

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

4. 強大的產品技術支持

      國儀量子擁有強大的技術研發團隊，任意波形發生器AWG4100已經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，可立即交付。我們的工程師團隊可以為客戶提供及時的技術支持，為客戶的使用保駕護航。

三、產品參數

圖3 AWG4100主要產品參數

      第二次量子革命的核心是實現單量子態的操控與讀取，這都離不開高性能的數據采集與信號發生系統的支撐。國儀量子面向第二次量子革命推出的量子測控解決方案，除任意波形發生器外，還涵蓋任意序列發生器、量子態控制與讀出系統、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，國儀量子將繼續研發性能更優，使用體驗更好的量子測控系列產品，為客戶提供更綜合完善的技術解決方案。