“一站式”量子計算實驗平臺

底層操作全面開放，實驗現象直觀可見

      量子計算的快速發展，帶動了對量子人才的極大需求，同時也刺激了量子教育市場在過去幾年的蓬勃發展。面對人才師資短缺、教具設備昂貴、體積龐大且維護成本高等現狀，許多高校和相關機構，都對理想的量子計算教具和教案，提出了更多期待。

      面向量子教育市場，量旋科技在2020年發布了全球首款能夠放置于桌面的核磁量子計算機——“雙子座”，隨后又陸續推出體積更為小巧便攜的——“雙子座Mini”、“三角座Mini”和“雙子座MiniPro”。通過對核磁共振技術的探索式創新，我們將量子計算的功能，集成在類似迷你打印機大小的輕巧機身內，真正讓量子計算機做到了“觸手可及”。

      憑借體積小、重量輕、免維護、易操作等優點，小型化量子計算機系列產品，能夠為老師和科研工作者提供便捷的量子計算教學和演示的解決方案，一經推出便迅速收獲了行業用戶的青睞，持續拓展到全球五大洲30多個國家和地區。

      隨著需求的深入，許多用戶不僅希望有一套適用于課堂環境的教學設備，同時還對設備的操作性和交互性有了更高的要求。

“一站式”量子計算實驗平臺

底層操作全面開放，實驗現象直觀可見

      為了讓用戶在實驗學習中有更加開放的操作交互體驗，量旋科技打造了專注于實驗教學場景的量子計算平臺——“雙子座Lab”。

      通過將量子計算的全過程，設計成“一站式”的開放交互體驗，“雙子座Lab”能夠讓用戶通過真實參與實驗底層操作的每個步驟，真正體驗從認識量子系統、測量量子系統，到控制量子系統、實現量子計算任務的完整過程。

用戶可以通過自定義操作

設計實現初態制備和量子邏輯門的底層脈沖

      舉例來說，核磁量子計算機的基本原理，是以樣品試劑中原子核的自旋屬性，作為量子比特的載體來完成量子態的制備，并利用射頻脈沖信號的發射，操縱和讀取量子比特狀態，進而完成相關的量子計算任務。

      過往，這個過程更像是一個“黑盒子”：用戶只能通過有限的量子線路設計、在操作界面上看到計算任務的最終結果，而無法觀測像量子態創建和量子比特操控等完整量子計算實驗的全過程。

      不同于以往其他真機教學產品和模擬器教學產品，“雙子座Lab”采用全新的敞開式機箱設計，用戶可以直觀看到實驗樣品、磁體模塊、勻場控制模塊、射頻控制模塊、主控模塊等重要內部結構，可以讓學生們在真實的實踐中，了解量子計算相關的知識和原理，而不是像過去要依靠想象來理解那些抽象的概念。

      通過“雙子座Lab”，用戶可以直接操作控制射頻脈沖的強度和頻率，并通過可視化的界面，觀測樣本中原子核的狀態及處于量子態的程度，測試如何操縱量子比特來執行計算任務，從而幫助學生更直觀深入地了解量子計算的基本原理、技術和應用。

用戶可以通過可視化界面

觀測理解量子比特的物理圖像

全棧式大學實驗課程解決方案

教師開箱即用，學生開箱即學

      作為一款更加專注實驗場景的核磁量子計算平臺，“雙子座Lab”特別針對大學實驗教學模式的要求進行設計，涵蓋了明確的實驗目的、實驗步驟和實驗現象，能夠直接適配物理實驗、現代物理實驗、研究型物理實驗等現有的高校實驗課程，真正做到“教師開箱即用，學生開箱即學”。

通過配置全棧式的量子計算實驗課程解決方案，“雙子座Lab”能夠針對不同階段教學的需求，提供多樣的實驗課類型。

      例如“雙子座Lab”內置的“量子計算原理實驗”，是一個從觀測物理現象、測量量子參數，到調控量子系統、實現量子計算任務的系統實驗課程，包括了核磁共振現象與信號、拉比振蕩、量子比特、量子退相干、量子控制、量子系統初始化、量子邏輯門與量子線路、量子態重構、驗證貝爾不等式9個原理遞進、邏輯連貫的子實驗，讓零基礎學生得以從底層的原理開始逐步實踐量子計算的過程。

      而對于更高水平的需求，“雙子座Lab”還可以針對具體的應用問題，通過圖形化編程和量子編程語言，幫助學生學習Shor和Grover等多種經典量子算法，并在量子系統中從物理底層進行實驗驗證；或者通過更換實驗樣品、搭配外圍儀器設備、設計脈沖波形、互動實驗等方式，學習量子模擬、量子精密測量、量子通訊、自旋磁共振、脈沖調控技術等多種量子技術。

      此外，除了教學型實驗之外，“雙子座Lab”還能針對研究型實驗，提供例如量子優化算法、量子模擬、優化控制等多種半開放式探究性課題實驗，亦可作為量子信息的科研實驗平臺。

      值得一提的是，針對這些豐富的實驗內容，“雙子座Lab”內置了系統的實驗指導，并附帶理論知識內容和實驗步驟指引，用戶可根據課程需求以及時間要求，對實驗操作進行選擇，優化了“教”的成本，促進了“學”的效果。

      從四年前第一臺桌面型核磁量子計算機——“雙子座”的問世，到兩年前第一臺便攜式核磁量子計算機“雙子座Mini”和相關系列產品，量旋科技始終堅持“以用戶為中心”的導向，從場景和需求出發、不斷通過用戶的反饋來優化打磨產品。我們希望，“雙子座Lab”的到來，能夠為量子計算實驗教學開啟新的篇章。未來，量旋科技也將不斷升級迭代產品，提供更加完善、高效、易用的量子計算教學工具，為更多院校的量子計算人才培育貢獻力量，助力量子計算的普惠化。

關于量旋科技

      量旋科技成立于2018年，是一家致力于量子計算產業化和普惠化的一站式解決方案服務商，在技術研發和商業落地“雙輪驅動”的戰略下，依托超導量子計算機、核磁量子計算機、量子計算云平臺和應用軟件進行產業布局，賦能科研教學、藥物研發、金融科技、人工智能等諸多前沿領域，跟合作伙伴共建場景化解決方案，使量子計算走進千行百業，成為真正的生產力工具。