苏黎世仪器发布ZQCS量子控制系统,助力大规模量子计算机开发
2026年3月9日——苏黎世仪器公司正式发布ZQCS量子控制系统,这一新一代平台旨在操控大规模量子计算机。该系统专为解决容错量子计算发展道路上的核心挑战而设计:构建长寿命的逻辑量子比特。
物理量子比特极其脆弱,噪声和漂移可在微秒级时间内破坏量子信息。解决方案是使用逻辑量子比特——将量子信息编码在多个物理量子比特上从而实现纠错。这一方法将控制系统从单纯的脉冲发生器升级为量子计算机的稳定核心:它必须协调数百至数千个通道,同时产生超稳定脉冲,并在微秒级时间尺度内完成实时反馈闭环。这些需求直指该领域的主要挑战——将量子比特规模扩展至数千个、将门操作保真度提升至99.999%以上,以及掌握量子纠错技术。ZQCS正是为满足这些需求而构建的控制系统,融合了可扩展的直接射频电子器件、确定性实时网络和强大软件。
苏黎世仪器首席执行官Andrea Orzati表示:“该团队为逻辑量子比特时代端到端设计了ZQCS——从模拟前端、实时架构到软件——使研究人员和系统构建者能够同步解决规模、保真度和纠错问题。”
ZQCS采用模块化AdvancedTCA架构,可无缝从单机柜扩展至多机柜系统,每台19英寸机柜提供超一千个通道。该系统支持集成至高性能计算环境,配备水冷机箱以实现最佳热管理和温度稳定性。为支持无国界的量子纠错研究及量子-经典混合工作流,每个机柜集成可编程FPGA和通往GPU/CPU等经典计算资源的低延迟、高带宽链接。
凭借其第一奈奎斯特区直接射频前端和业界领先的信噪比,ZQCS让研究人员突破控制系统的限制来优化量子保真度。专为执行大型量子程序优化的同步方案,通过分布式全局时钟确保所有信号的确定性时序。该系统由苏黎世仪器LabOne Q软件驱动,涵盖脉冲层、门操作层和工作流层接口,支持校准与调试自动化。
产品经理Sebastian Krinner表示:“该团队欣喜地看到首批ZQCS系统投入运行,它们正为量子纠错实验提供动力,并帮助合作伙伴将量子比特规模从数百扩展至数千。这是我们助力学界实现容错目标的长期承诺中的重要一步。”
此次发布彰显了苏黎世仪器在逻辑量子比特时代提供量子控制技术的能力与承诺,其深厚的领域专业知识及母公司罗德与施瓦茨提供的长期稳定性为此提供了有力支撑。


