任意波形发生系统的制作方法

本发明涉及自动化控制技术领域，尤其是涉及一种任意波形发生系统。

背景技术：

在自动化控制领域，尤其是在量子计算方面，当需要向量子芯片发送调控信号时，需要使用任意波形发生器实现调控信号的产生与调制。

对于少量几路调控信号的产生，使用现有的任意波形发生器可以很容易地实现。然而，当所需的调控信号通道数增大时，目前现有的任意波形发生器存在很大的局限性。例如，超导量子计算需要使用大量的中频调制信号通道实现多量子比特控制。为了控制包含100个量子比特的超导量子计算芯片，将需要超过200个中频调制信号通道。然而，现有的任意波形发生器并不能满足调控信号通道数增大的需求。

为了设备的通用性，现有的任意波形发生器会实现较多复杂的功能，这些复杂的功能可能不是实验所必需的，因此，会增加不必要的硬件成本和设备体积，同时设备体积较大也不便于集成安装。

现有的任意波形发生器只能在一定周期中固定地设置脉冲信号的数量和间隔等，无法实现量子计算控制所需的灵活的触发控制。而且，由于未对量子比特信息进行处理，导致现有的任意波形发生器无法实现量子计算控制所需的灵活的反馈控制。这些因素限制了现有的任意波形发生器方案的可用性。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种任意波形发生系统，以缓解现有任意波形发生器无法实现量子计算控制所需的灵活的触发控制的技术问题。

(二)技术方案

第一方面，本发明实施例提供了一种任意波形发生系统，包括：任意波形发生装置和时钟与同步单元；

所述时钟与同步单元与所述任意波形发生装置连接，用于发送同步时钟和同步脉冲信号给所述任意波形发生装置；

所述任意波形发生装置包括多个任意波形发生单元，该多个任意波形发生单元形成阵列结构，用于接收所述时钟与同步单元发送的所述同步时钟和所述同步脉冲信号，利用所述同步时钟和所述同步脉冲信号控制该多个任意波形发生单元的同步任意波形的输出。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，每个所述任意波形发生单元包括：序列控制器及分别与所述序列控制器连接的同步接口、任意波形存储器和控制指令存储器；

所述同步接口用于将接收到的所述同步时钟和所述同步脉冲信号发送给所述序列控制器；

所述序列控制器用于接收波形数据集合和控制指令集合，将所述波形数据集合发送给所述任意波形存储器，将所述控制指令集合发送给所述控制指令存储器，接收所述同步接口发送的所述同步时钟和所述同步脉冲信号，利用所述同步时钟和所述同步脉冲信号按序执行所述控制指令集合中的控制指令，分别输出所述控制指令指定的波形数据；

所述任意波形存储器用于接收所述序列控制器发送的所述波形数据集合，并存储所述波形数据集合；

所述控制指令存储器用于接收所述序列控制器发送的所述控制指令集合，并存储所述控制指令集合。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，每个所述任意波形发生单元还包括：量子态信息处理模块，所述量子态信息处理模块和所述序列控制器连接；

所述序列控制器还用于接收解析信息与所述任意波形存储器的波形区之间的对应关系，接收所述量子态信息处理模块发送的解析信息，根据所述对应关系确定与所述解析信息对应的存储地址为目标存储地址，输出位于所述目标存储地址上的波形数据；

所述量子态信息处理模块用于接收量子态信息，解析所述量子态信息，得到所述解析信息，将所述解析信息发送给所述序列控制器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，每个所述控制指令均包括：指令标识、触发输出控制、计数器、波形长度和波形数据起始地址。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述任意波形存储器包括：第一任意波形存储器和第二任意波形存储器，所述波形数据集合包括：第一波形数据集合和第二波形数据集合；

所述序列控制器分别与所述第一任意波形存储器和所述第二任意波形存储器连接，还用于将所述第一波形数据集合发送给所述第一任意波形存储器，将所述第二波形数据集合发送给所述第二任意波形存储器，若当前执行的控制指令的所述指令标识满足第一预设条件，则从所述第二任意波形存储器中读取目标长度的第二波形数据，将读取的所述目标长度的第二波形数据存储在所述第一任意波形存储器的起始位置，其中，所述目标长度根据当前执行的控制指令的所述波形长度确定；

所述第一任意波形存储器用于接收所述序列控制器发送的所述第一波形数据集合，并存储所述第一波形数据集合；

所述第二任意波形存储器用于接收所述序列控制器发送的所述第二波形数据集合，并存储所述第二波形数据集合。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述序列控制器还用于若当前执行的控制指令的所述指令标识满足第二预设条件，则发送输出脉冲信号给所述同步接口；

所述同步接口还用于接收所述序列控制器发送的所述输出脉冲信号，输出所述输出脉冲信号。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，每个所述任意波形发生单元还包括：dac接口控制单元、da转换器和输出调理单元；

所述dac接口控制单元用于接收所述序列控制器输出的所述波形数据，按照预设发送时序将所述波形数据发送给所述da转换器；

所述da转换器用于接收所述dac接口控制单元发送的所述波形数据，将所述波形数据转换为待滤波模拟信号，将所述待滤波模拟信号发送给所述输出调理单元；

所述输出调理单元用于接收所述da转换器发送的所述待滤波模拟信号，对所述待滤波模拟信号进行滤波，得到所述模拟信号，输出所述模拟信号。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，每个所述任意波形发生单元还包括：网络通信控制模块，所述网络通信控制模块和所述序列控制器连接；

所述网络通信控制模块用于接收待解析波形数据集合和待解析控制指令集合，解析所述待解析波形数据集合和所述待解析控制指令集合，得到所述波形数据集合和所述控制指令集合，将所述波形数据集合和所述控制指令集合发送给所述序列控制器，接收所述序列控制器发送的硬件状态信息，输出所述硬件状态信息；

所述序列控制器还用于接收所述网络通信控制模块发送的所述波形数据集合和所述控制指令集合，将获取到的所述硬件状态信息发送给所述网络通信控制模块。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，系统还包括：远程控制上位机；

所述远程控制上位机分别与所述任意波形发生装置和所述时钟与同步单元连接，用于发送所述待解析波形数据集合和所述待解析控制指令集合给所述任意波形发生装置，发送同步信息给所述时钟与同步单元，接收所述任意波形发生装置输出的所述硬件状态信息；

所述时钟与同步单元还用于接收所述远程控制上位机发送的所述同步信息，根据所述同步信息生成所述同步时钟和所述同步脉冲信号。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，系统还包括：交换网络；

所述交换网络分别与所述远程控制上位机、所述任意波形发生装置和所述时钟与同步单元连接，用于将接收到的所述远程控制上位机发送的所述待解析波形数据集合和所述待解析控制指令集合发送给所述任意波形发生装置，将接收到的所述任意波形发生装置发送的所述硬件状态信息发送给所述远程控制上位机，将接收到的所述远程控制上位机发送的所述同步信息发送给所述时钟与同步单元。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明提供的任意波形发生系统具有以下有益效果：

(1)本发明实施例中的任意波形发生装置包括多个任意波形发生单元，任意波形发生装置用于接收所述时钟与同步单元发送的同步时钟和同步脉冲信号，利用所述同步时钟和所述同步脉冲信号控制该多个任意波形发生单元的同步任意波形的输出，工作人员可以实时指定同步脉冲信号，避免由于现有的任意波形发生器只能在一定周期中固定地设置脉冲信号的数量和间隔等造成的无法实现量子计算控制所需的灵活的触发控制问题，因此，本发明实施例中的任意波形发生系统缓解了现有任意波形发生器无法实现量子计算控制所需的灵活的触发控制问题，达到了能够实现量子计算控制所需的灵活的触发控制的技术效果，提高了量子计算控制过程的控制效率，同时，增加任意波形发生系统的可用性；

(2)本发明实施例中，每个任意波形发生单元包括序列控制器，序列控制器用于利用所述同步时钟和所述同步脉冲信号按序执行所述控制指令集合中的控制指令，分别输出所述控制指令指定的波形数据，一方面，工作人员可以根据实验需求设置控制指令，另一方面，工作人员可以实时指定触发控制指令的同步脉冲信号，避免由于现有的任意波形发生器只能在一定周期中固定地设置脉冲信号的数量和间隔等造成的无法实现量子计算控制所需的灵活的触发控制问题，因此，本发明实施例中的任意波形发生系统缓解了现有任意波形发生器无法实现量子计算控制所需的灵活的触发控制问题，达到了能够实现量子计算控制所需的灵活的触发控制的技术效果，提高了量子计算控制过程的控制效率；

(3)本发明实施例中，每个所述任意波形发生单元还包括量子态信息处理模块，量子态信息处理模块用于接收量子态信息(包括每个量子比特的状态信息)，解析量子态信息，得到解析信息，序列控制器根据解析信息确定发送的波形数据，本发明实施例中考虑了量子态信息这个因素，避免由于现有的任意波形发生器方案未对量子比特信息进行处理而导致的现有的任意波形发生器无法实现量子计算控制所需的灵活的反馈控制问题，因此，缓解了现有任意波形发生器无法实现量子计算控制所需的灵活的反馈控制问题，达到了能够实现量子计算控制所需的灵活的反馈控制的技术效果，同时，增加任意波形发生系统的可用性；

(4)本发明实施例中，任意波形发生装置包括多个任意波形发生单元，每个所述任意波形发生单元分别与时钟与同步单元连接，时钟与同步单元是多个任意波形发生单元的中枢同步单元，通过同步时钟和同步脉冲信号对多个任意波形发生单元的输出通道间的同步任意波形的输出进行精准控制，缓解了现有的任意波形发生器并不能满足调控信号通道数增大的需求问题，因此，达到了能够满足调控信号通道数增大的需求的技术效果，同时，保证了波形输出延时的一致性；

(5)本发明实施例中，任意波形发生系统集成在电路板上，不带有显示模块、大电源模块和硬件开关模块等，所以，避免由于带有显示模块、大电源模块和硬件开关模块而导致的增加不必要的硬件成本，及避免由于带有显示模块、大电源模块和硬件开关模块而导致的设备体积大的问题，因此，降低了硬件成本，减小了设备体积，增加了可扩展性，同时，使得任意波形发生系统便于方便快速地集成安装；

(6)本发明实施例中，任意波形存储器包括：第一任意波形存储器和第二任意波形存储器，序列控制器用于若当前执行的控制指令的所述指令标识满足第一预设条件，则从所述第二任意波形存储器中读取目标长度的第二波形数据，将读取的所述目标长度的第二波形数据存储在所述第一任意波形存储器的起始位置，在进行实验的过程中，优先使用第一任意波形存储器，若波形数据比较多，第一任意波形存储器的存储容量不够时，再将第一任意波形存储器和第二任意波形存储器一起使用，这样在不需要远程控制上位机干预的情况下，可以实现波形数据的快速取出，提高了量子计算控制过程的灵活性和效率，同时，满足长波形(波形数据比较多)输出需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的任意波形发生系统的第一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的任意波形发生系统的第二种结构示意图；

图3为本发明实施例提供的任意波形发生单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的一种任意波形发生装置阵列及控制系统，可以缓解现有技术中存在的现有任意波形发生器无法实现量子计算控制所需的灵活的触发控制的问题，达到了能够实现量子计算控制所需的灵活的触发控制的技术效果。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种任意波形发生系统进行详细介绍，如图1所示，任意波形发生系统包括：任意波形发生装置01和时钟与同步单元17；

所述时钟与同步单元17与所述任意波形发生装置01连接，用于发送同步时钟和同步脉冲信号给所述任意波形发生装置01；

所述任意波形发生装置01包括多个任意波形发生单元，该多个任意波形发生单元形成阵列结构，用于接收所述时钟与同步单元17发送的所述同步时钟和所述同步脉冲信号，利用所述同步时钟和所述同步脉冲信号控制该多个任意波形发生单元的同步任意波形的输出。

其中，以任意波形发生装置01包括4个任意波形发生单元为例进行说明。任意波形发生装置包括：任意波形发生单元13、任意波形发生单元14、任意波形发生单元15和任意波形发生单元16。每个任意波形发生单元可以有一个输出通道，也可以有多个输出通道。

时钟与同步单元17，与所述任意波形发生装置01连接，用于发送所述同步时钟和所述同步脉冲信号给所述任意波形发生装置01。

其中，时钟与同步单元17是多个任意波形发生单元的中枢同步单元，可以实现多个任意波形发生单元的输出通道间同步任意波形的输出，可以实现对多个输出通道间的高精度的同步控制。示例性的，时钟与同步单元17可以采用高精度时钟和信号等长扇出机制实现。

其中，如图3所示，每个所述任意波形发生单元包括：序列控制器21及分别与所述序列控制器21连接的同步接口22、任意波形存储器23和控制指令存储器24；

所述同步接口22用于将接收到的所述同步时钟和所述同步脉冲信号发送给所述序列控制器21；

所述序列控制器21用于接收波形数据集合和控制指令集合，将所述波形数据集合发送给所述任意波形存储器23，将所述控制指令集合发送给所述控制指令存储器24，接收所述同步接口22发送的所述同步时钟和所述同步脉冲信号，利用所述同步时钟和所述同步脉冲信号按序执行所述控制指令集合中的控制指令，分别输出所述控制指令指定的波形数据；

其中，每个波形数据集合可以包括多个波形数据，每个波形数据包括存储地址和数据。每个控制指令集合可以包括多个控制指令。每个所述控制指令均包括：指令标识、触发输出控制、计数器、波形长度和波形数据起始地址。波形数据集合在任意波形存储器23中的存储形式可以如表1所示。

表1

优选的，每个数据占8位。控制指令在控制指令存储器24中的存储形式可以如表2所示。

表2

示例性的，一个控制指令可以包括：指令标识ctrl2、触发输出控制ts2、计数器c2、波形长度l2和波形数据起始地址a2。

所述任意波形存储器23用于接收所述序列控制器21发送的所述波形数据集合，并存储所述波形数据集合；

其中，所述任意波形存储器23包括：第一任意波形存储器和第二任意波形存储器，所述波形数据集合包括：第一波形数据集合和第二波形数据集合；

其中，在进行实验的过程中，优先使用第一任意波形存储器，若波形数据比较多，第一任意波形存储器的存储容量不够时，再将第一任意波形存储器和第二任意波形存储器一起使用。

所述序列控制器21分别与所述第一任意波形存储器和所述第二任意波形存储器连接，还用于将所述第一波形数据集合发送给所述第一任意波形存储器，将所述第二波形数据集合发送给所述第二任意波形存储器，若当前执行的控制指令的所述指令标识满足第一预设条件，则从所述第二任意波形存储器中读取目标长度的第二波形数据，将读取的所述目标长度的第二波形数据存储在所述第一任意波形存储器的起始位置，其中，所述目标长度根据当前执行的控制指令的所述波形长度确定；

其中，示例性的，若当前执行的控制指令的指令标识的第7位至第4位上的数字为0011，则从所述第二任意波形存储器中读取目标长度的第二波形数据。

所述第一任意波形存储器用于接收所述序列控制器21发送的所述第一波形数据集合，并存储所述第一波形数据集合；

所述第二任意波形存储器用于接收所述序列控制器21发送的所述第二波形数据集合，并存储所述第二波形数据集合。

所述控制指令存储器24用于接收所述序列控制器21发送的所述控制指令集合，并存储所述控制指令集合。

本发明实施例中，每个所述任意波形发生单元还包括：量子态信息处理模块25，所述量子态信息处理模块25和所述序列控制器21连接；

所述序列控制器21还用于接收配置信息，利用所述配置信息对所述量子态信息处理模块25进行配置，接收解析信息与所述任意波形存储器23的波形区之间的对应关系，接收所述量子态信息处理模块25发送的解析信息，根据所述对应关系确定与所述解析信息对应的存储地址为目标存储地址，输出位于所述目标存储地址上的波形数据；

示例性的，配置信息可以包括：量子比特和输出通道间的对应关系，及量子比特状态和输出形式间的对应关系等。也就是说，根据量子比特状态，确定量子比特如何输出。

所述量子态信息处理模块25用于接收量子态信息，解析所述量子态信息，得到所述解析信息，将所述解析信息发送给所述序列控制器21，其中，在解析所述量子态信息之前，所述量子态信息处理模块25已经被配置完成。

其中，所述量子态信息处理模块25还可以用于将所述量子态信息发送给所述序列控制器21，所述序列控制器21还可以用于接收所述量子态信息处理模块25发送的所述量子态信息。

其中，量子态信息采集设备可以将量子态信息发送给量子态信息处理模块25。示例性的，量子态信息采集设备可以为ad采集卡。量子态信息可以包括每个量子比特的状态信息。

本发明实施例中，每个所述任意波形发生单元还包括：dac接口控制单元27、da转换器28和输出调理单元29；

所述dac接口控制单元27用于接收所述序列控制器21输出的所述波形数据，按照预设发送时序将所述波形数据发送给所述da转换器28；

所述da转换器28用于接收所述dac接口控制单元27发送的所述波形数据，将所述波形数据转换为待滤波模拟信号，将所述待滤波模拟信号发送给所述输出调理单元29；

其中，所述序列控制器21还用于接收da转换器配置信息，利用da转换器配置信息对所述da转换器28进行配置，其中，在da转换器转换波形数据之前，对所述da转换器28进行配置。示例性的，da转换器配置信息可以包括：波形输出幅度和默认电压值等。

所述输出调理单元29用于接收所述da转换器28发送的所述待滤波模拟信号，对所述待滤波模拟信号进行滤波，得到所述模拟信号，输出所述模拟信号。

本发明实施例中，每个所述任意波形发生单元还包括：网络通信控制模块26，所述网络通信控制模块26和所述序列控制器21连接；

所述网络通信控制模块26用于接收待解析波形数据集合、待解析控制指令集合和待解析配置信息，解析所述待解析波形数据集合、所述待解析控制指令集合和所述待解析配置信息，得到所述波形数据集合、所述控制指令集合和所述配置信息，将所述波形数据集合、所述控制指令集合和所述配置信息发送给所述序列控制器21，接收所述序列控制器21发送的硬件状态信息，输出所述硬件状态信息；

所述序列控制器21还用于接收所述网络通信控制模块26发送的所述波形数据集合、所述控制指令集合和所述配置信息，将获取到的所述硬件状态信息发送给所述网络通信控制模块26。

示例性的，所述硬件状态信息可以包括：任意波形发生单元的配置状态信息、序列控制器工作状态信息和量子态信息等。

本发明实施例中，如图2所示，系统还包括：远程控制上位机11；

所述远程控制上位机11分别与所述任意波形发生装置和所述时钟与同步单元17连接，用于发送所述待解析波形数据集合、所述待解析控制指令集合和所述待解析配置信息给所述任意波形发生装置，发送同步信息给所述时钟与同步单元17，接收所述任意波形发生装置输出的所述硬件状态信息；

所述时钟与同步单元17还用于接收所述远程控制上位机11发送的所述同步信息，根据所述同步信息生成所述同步时钟和所述同步脉冲信号。

其中，所述同步信息可以包括：同步延时信息、同步信号数量和两个同步信号之间的间隔等。

本发明实施例中，如图2所示，系统还包括：交换网络12；

所述交换网络12分别与所述远程控制上位机11、所述任意波形发生装置和所述时钟与同步单元17连接，用于将接收到的所述远程控制上位机11发送的所述待解析波形数据集合、所述待解析控制指令集合和所述待解析配置信息发送给所述任意波形发生装置，将接收到的所述任意波形发生装置发送的所述硬件状态信息发送给所述远程控制上位机11，将接收到的所述远程控制上位机11发送的所述同步信息发送给所述时钟与同步单元17。

其中，时钟与同步单元17还可以将时钟锁定状态信息返回给交换网络12，交换网络12将接收到的时钟与同步单元17发送的时钟锁定状态信息发送给远程控制上位机11。

本发明实施例中，序列控制器21按序执行所述控制指令集合中的控制指令。序列控制器21执行控制指令的具体过程可以为：

(1)若指令标识的第8位为数字1，则表示当前的控制指令执行完后回到控制指令存储器24中的第一个控制指令，等效于一个循环的末尾标志。若指令标识的第8位为数字0，则表示当前的控制指令不是控制指令存储器24中的最后一个控制指令。

(2)若指令标识的第7位至第4位上的数字为1000，则表示当前的控制指令在接收到同步脉冲信号后执行。

若指令标识的第7位至第4位上的数字为0100，则表示当前的控制指令在等待计数器到达后执行(其中，ci表示要等待的计数，i＝1，2，…，n，ci为当前的控制指令中的计数器)。在任意波形存储器23中从ai(i＝1，2，…，n)开始的地址输出波形长度为li(i＝1，2，…，n)的波形点。其中，ai为当前的控制指令中的波形数据起始地址，li为当前的控制指令中的波形长度。

若指令标识的第7位至第4位上的数字为0000，则表示当前的控制指令立即执行(计数器ci无意义)，在任意波形存储器23从ai(i＝1，2，…，n)开始的地址输出波形长度为li(i＝1，2，…，n)的波形点。其中，ai为当前的控制指令中的波形数据起始地址，li为当前的控制指令中的波形长度。

若指令标识的第7位至第4位上的数字为1100，则表示当前的控制指令根据解析信息(根据量子态信息得到)执行。解析信息可以设置为4种，包括：第一解析信息、第二解析信息、第三解析信息和第四解析信息。每种解析信息分别对应指定的存储地址(优选的，ci的高8位上的数据*64可以表示第一解析信息对应输出的存储地址，ci的低8位上的数据*64表示第二解析信息对应输出的存储地址，ai的高8位上的数据*64表示第三解析信息对应输出的存储地址，ai的低8位上的数据*64表示第四解析信息对应输出的存储地址)。li为当前的控制指令中的四种解析信息对应输出的波形数据的波形长度。

若指令标识的第7位至第4位上的数字为0001，则表示当前的控制指令的指令标识是循环开始序列标识，当前的控制指令是一个循环的开始，循环次数由计数器ci表示，循环级别由指令标识的第2位至第1位上的数字表示，支持4个循环级别(可以实现最多4级的循环嵌套)。该控制指令在任意波形存储器23从ai(i＝1，2，…，n)开始的地址输出波形长度为li(i＝1，2，…，n)的波形点。其中，ai为当前的控制指令中的波形数据起始地址，li为当前的控制指令中的波形长度。

若指令标识的第7位至第4位上的数字为0010，则表示当前的控制指令的指令标识是循环结束序列标识，当前的控制指令是一个循环的结束，循环开始控制指令中对应级别的循环次数ci减1，如果对应级别循环开始控制指令中的循环次数ci为0，则跳转到当前的控制指令中ci指定的控制指令。循环级别由当前的指令标识的第2位至第1位上的数字表示，支持4个循环级别。该控制指令在任意波形存储器23从ai(i＝1，2，…，n)开始的地址输出波形长度为li(i＝1，2，…，n)的波形点。其中，ai为当前的控制指令中的波形数据起始地址，li为当前的控制指令中的波形长度。

若指令标识的第7位至第4位上的数字为0011，则表示将当前的控制指令中的ci与ai拼接成32位大容量存储器访问地址，从大容量存储器读取长度为li(i＝1，2，…，n)的波形数据，将读取的波形数据存储在第一任意波形存储器的0地址起始位置。其中，li(i＝1，2，…，n)为当前的控制指令中的波形长度。

(3)若指令标识的第3位为数字1，则输出1个输出脉冲信号，输出脉冲信号的延时由当前的控制指令中的8位触发输出控制tsi(i＝1，2，…，n)表示，最多可以表示256个计数延时。

(4)若当前的控制指令的指令标识为循环开始序列标识或循环结束序列标识，则指令标识的第2位至第1位上的数字表示循环级别。

(5)若当前的控制指令的指令标识的第3位为数字1，则当前的控制指令的触发输出控制tsi表示输出的输出脉冲信号对应的延时计数。

(6)计数器ci可以为无符号整数，若当前的控制指令的指令标识的第7位至第4位上的数字为0100，则计数器ci表示等待计时的计数，每一个计数代表4ns；若当前的控制指令的指令标识的第7位至第4位上的数字为0001，则计数器ci表示循环次数；若当前的控制指令的指令标识的第7位至第4位上的数字为0010，则计数器ci表示跳转地址；若当前的控制指令的指令标识的第7位至第4位上的数字为0011，则计数器ci表示大容量存储器访问地址的高16位。

(7)波形长度li可以为无符号整数，表示在同步脉冲信号或计数到达后，从当前的控制指令的波形数据起始地址ai表示的地址开始，从任意波形存储器中读出的波形数据的个数。

(8)波形数据起始地址ai可以为无符号整数，表示在同步脉冲信号或计数到达后，从任意波形存储器中读取的波形数据的起始地址。

本发明实施例中，所述序列控制器21还用于若当前执行的控制指令的所述指令标识满足第二预设条件，则发送输出脉冲信号给所述同步接口22；

所述同步接口22还用于接收所述序列控制器21发送的所述输出脉冲信号，输出所述输出脉冲信号。

示例性的，若当前执行的控制指令的指令标识的第3位为数字1，则输出1个输出脉冲信号给所述同步接口22。同步接口22若接收到输出脉冲信号，则输出所述输出脉冲信号。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的任意波形发生系统具有以下有益效果：

(1)本发明实施例中的任意波形发生装置包括多个任意波形发生单元，任意波形发生装置用于接收所述时钟与同步单元发送的同步时钟和同步脉冲信号，利用所述同步时钟和所述同步脉冲信号控制该多个任意波形发生单元的同步任意波形的输出，工作人员可以实时指定同步脉冲信号，避免由于现有的任意波形发生器只能在一定周期中固定地设置脉冲信号的数量和间隔等造成的无法实现量子计算控制所需的灵活的触发控制问题，因此，本发明实施例中的任意波形发生系统缓解了现有任意波形发生器无法实现量子计算控制所需的灵活的触发控制问题，达到了能够实现量子计算控制所需的灵活的触发控制的技术效果，提高了量子计算控制过程的控制效率，同时，增加任意波形发生系统的可用性；

(2)本发明实施例中，每个任意波形发生单元包括序列控制器，序列控制器用于利用所述同步时钟和所述同步脉冲信号按序执行所述控制指令集合中的控制指令，分别输出所述控制指令指定的波形数据，一方面，工作人员可以根据实验需求设置控制指令，另一方面，工作人员可以实时指定触发控制指令的同步脉冲信号，避免由于现有的任意波形发生器只能在一定周期中固定地设置脉冲信号的数量和间隔等造成的无法实现量子计算控制所需的灵活的触发控制问题，因此，本发明实施例中的任意波形发生系统缓解了现有任意波形发生器无法实现量子计算控制所需的灵活的触发控制问题，达到了能够实现量子计算控制所需的灵活的触发控制的技术效果，提高了量子计算控制过程的控制效率；

(3)本发明实施例中，每个所述任意波形发生单元还包括量子态信息处理模块，量子态信息处理模块用于接收量子态信息(包括每个量子比特的状态信息)，解析量子态信息，得到解析信息，序列控制器根据解析信息确定发送的波形数据，本发明实施例中考虑了量子态信息这个因素，避免由于现有的任意波形发生器方案未对量子比特信息进行处理而导致的现有的任意波形发生器无法实现量子计算控制所需的灵活的反馈控制问题，因此，缓解了现有任意波形发生器无法实现量子计算控制所需的灵活的反馈控制问题，达到了能够实现量子计算控制所需的灵活的反馈控制的技术效果，同时，增加任意波形发生系统的可用性；

(4)本发明实施例中，任意波形发生装置包括多个任意波形发生单元，每个所述任意波形发生单元分别与时钟与同步单元连接，时钟与同步单元是多个任意波形发生单元的中枢同步单元，通过同步时钟和同步脉冲信号对多个任意波形发生单元的输出通道间的同步任意波形的输出进行精准控制，缓解了现有的任意波形发生器并不能满足调控信号通道数增大的需求问题，因此，达到了能够满足调控信号通道数增大的需求的技术效果，同时，保证了波形输出延时的一致性；

(5)本发明实施例中，任意波形发生系统集成在电路板上，不带有显示模块、大电源模块和硬件开关模块等，所以，避免由于带有显示模块、大电源模块和硬件开关模块而导致的增加不必要的硬件成本，及避免由于带有显示模块、大电源模块和硬件开关模块而导致的设备体积大的问题，因此，降低了硬件成本，减小了设备体积，增加了可扩展性，同时，使得任意波形发生系统便于方便快速地集成安装；

(6)本发明实施例中，任意波形存储器包括：第一任意波形存储器和第二任意波形存储器，序列控制器用于若当前执行的控制指令的所述指令标识满足第一预设条件，则从所述第二任意波形存储器中读取目标长度的第二波形数据，将读取的所述目标长度的第二波形数据存储在所述第一任意波形存储器的起始位置，在进行实验的过程中，优先使用第一任意波形存储器，若波形数据比较多，第一任意波形存储器的存储容量不够时，再将第一任意波形存储器和第二任意波形存储器一起使用，这样在不需要远程控制上位机干预的情况下，可以实现波形数据的快速取出，提高了量子计算控制过程的灵活性和效率，同时，满足长波形(波形数据比较多)输出需求。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。