搭载“祖冲之三号”同款芯片的超导量子计算机“天衍-287”已正式运行。

一台优秀的超导量子计算机，离不开高精度、高可靠的测控设备。作为超导量子计算机的重要组成部分，测控电子学设备就相当于是经典计算机的“主板”，能够极大地影响量子计算机的整体性能。

而一直以来，这类高性能测控设备几乎被国外垄断，采购成本高、交付周期长、保密风险大。现在，国产量子测控设备正以惊人的速度追赶，ez-Q®Engine 2.0就是其中的代表性成果。

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全自主研发的

国产超导量子计算测控系统

国内体积最小、性能最优的超导量子计算操控系统ez-Q®Engine 2.0，已为目前最高水准的“祖冲之三号”、国内单台比特数最多的“天衍504”等超导量子计算机提供服务。

超导量子计算操控系统是超导量子计算机的重要组成部分，负责量子计算芯片的交互，实现信号的精确生成、传输和处理，就像是“量子系统的大脑接口”，能够将设定的指令（比如对某个量子比特施加一个门操作）精准、稳定、快速地转化成电子脉冲，发送给量子芯片；又把量子芯片返回的微弱读出信号可靠捕捉并反馈处理。

△ 超导量子计算测控系统ez-Q®Engine 2.0

ez-Q®Engine 2.0由硬件、软件系统组成。较上一代集成度提升10倍以上，核心元器件使用国产化设计，提升操控精度的同时大幅降低成本。

什么是国产电子学设备？

在构建超导量子计算机的过程中，除了量子芯片本身，量子操控系统所依赖的电子学设备是至关重要的“幕后硬件”。

这里的“电子学设备”，主要指用于操控与读出量子芯片的硬件系统，包括：

• 射频信号生成与采集模块（用于读出与控制量子比特）

• 波形生成与输出模块（实现XY和Z通道操作）

• 本振、混频与反馈模块（支撑低延迟反馈）

• 系统同步与时钟分发模块（保障时序精度）

“国产”，不仅意味着设备的制造、设计来自本土团队，更重要的是：内核架构、自主协议、软件控制与系统优化全部可控，彻底打破依赖进口硬件“黑盒子”的局面。

ez-Q Engine 2.0

国产电子学设备中的“多面冠军”

作为国盾量子推出的第二代操控系统，ez-Q Engine 2.0面向千比特量级超导量子计算应用，覆盖测控系统的核心环节，从架构、性能到应用体验都做到了国际领先水平。它由三大模块组成：

1. 机箱平台：高度集成，支持系统级扩展

• 单机箱最大可支持128路XY、320路Z、8路RO、8路RI、8路Pump通道，多机箱规模下可支持千比特测控。

• 10U定制结构，双风扇风道+冗余电源，支持堆叠、热切换，系统运行更稳定。

• 时钟同步模块支持皮秒级同步，适配大规模量子处理器。

注*类比理解：你可以把它看作量子“主控舱”+“通信基站”+“时钟中枢”的一体化机柜。

2. 读出系统：高速采样+原生反馈

• 基带板通过12GS/s DAC合成基带信号，混频生成6–8GHz的读出信号，信号质量高、带宽宽达≥1.5GHz。

• 无需混频器校准，解模算法硬件实现，提升读出信噪比。

• 支持IQ均值统计、态概率统计、低延迟反馈（≤100ns），极大提高实验效率。

注*类比理解：就像一台可以自动识别信号的高端“AI声纳系统”，能听清微弱的量子回声，并及时做出反应。

3. 调控系统：小体积，大能力

• 每个调控板卡可提供8路XY+20路Z通道，控制8个比特和12个耦合器，仅占1个插槽。

• 全通道采用序列控制器统一编程，兼容波形缓存、硬件生成、乒乓缓存等高效数据机制。

• 更新率高达12GS/s（XY）/ 1GS/s（Z），支持≥400MHz带宽和≤–50 dBc SFDR，保障信号保真度。

注*类比理解：这是一台精密的“信号织布机”，高频高精密地织出量子操作的脉冲图样。

为什么ez-Q Engine 2.0

能成为“国产替代优选”？

▷ 技术性能全面对标国际一流：

项目

ez-Q Engine 2.0参数

国际同类标准

XY通道带宽

≥400 MHz

通用水平

DAC采样率

12 GS/s

高性能主流水平

解模延迟

≤100 ns

处于全球领先梯队

反馈支持

支持

本地+全局反馈

多数同类

不支持全局

软件系统

自动标定、实时反馈、远程控制

自研系统优势

▷ 工程适配度高：

• 全接口前面板暴露，无需跳线，部署便捷。

• 支持“刀片+机箱”或“机箱+机柜”两种部署模式。

• 与国产低温系统、芯片完美配合，实现真正全链条自主可控。

▷ 国产可持续交付保障：

• 由国盾量子自主设计，拥有全产业链自主知识产权，可持续迭代、批量供货、全生命周期支持。

ez-Q Engine 2.0

适合谁用？能用在哪？

无论是量子物理研究者、实验室工程人员，还是正在参与量子产业化部署的企业团队，ez-Q Engine都可以提供：

• 灵活比特数测控方案（支持8–3000比特）

• 支持多台量子计算机集中管理、并行测控

• 适配读出链、控制链、反馈链全流程操作

已经在中科大科研团队、国盾量子自研量子计算平台中长期实测验证，性能稳定可靠。

真正能落地的国产替代

在量子计算赛道的“硬核拼图”中，国产电子学设备从最初的补位，到如今的全模块可替代，正在构筑中国量子产业化的“算力底座”。

ez-Q Engine 2.0不仅是一个操控系统，它代表了中国在底层控制硬件领域的全面自主，也为未来百比特、千比特、乃至万比特量子系统提供了坚实基础。

作者：方雨荷 郑书悦

编辑：田倩倩

执行主编：李婧卿

审核：查子龙 叶波