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去年,776万!普源精电杀入量子计算核心战场,国产仪器的“诺曼底登陆”已经打响
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一套系统整合 128 通道、10GSa/s 采样率、280 纳秒反馈延迟,这不是实验室原型机,而是中科院物理所正式采购的国产量子测控标准解决方案。

量子计算实验室里,科研人员面对的最大挑战之一是如何同时操控和测量数百个量子比特。2025 年 10 月,中国科学院物理研究所的一纸招标公告,揭开了国产高端科学仪器在这一前沿领域的最新突破——普源精电阵列测控系统以 776.9 万元中标,成为国内首个进入顶尖科研机构核心实验的国产量子测控解决方案。

这份合同背后,不仅是一笔交易,更是国产科学仪器从定制化走向标准化、从单品突破到系统集成的关键转折点。

01 技术拆解:量子测控的 " 系统级答卷 "

打开招标文件,技术指标严苛得令人屏息:

阵列测控平台需采用 19 英寸 4U 机箱设计,单台输出通道容量不低于 128 个,功耗不超过 1300W;系统支持判决反馈功能,设备模块内电子学反馈延时不超过 280 纳秒;微波控制模块输出通道数量不低于 300 路,DAC 采样率不低于 10GSa/s,分辨率不低于 14 位……

这些指标看似冰冷,实则是量子计算实验的生死线。量子比特的相干时间极短,通常只有微秒量级。要在如此短暂的时间窗口内完成复杂的量子门操作和状态读取,系统必须具备亚微秒级反馈延迟、高通道密度和卓越的同步性能。

普源 SPQ 阵列测控解决方案给出了怎样的答卷?

从架构上看,该系统采用全数字化设计,摒弃了传统混频体制的复杂 IQ 调校环节,通过直接数字合成技术产生更低噪声的测控信号。这一设计大幅简化了系统校准流程,提高了长期稳定性。

从模块配置看,系统完全模块化,包含微波控制模块(M6301 PQ-XY)、偏置控制模块(M6311 PQ-ZC)、微波读取模块(M4910 PQ-RD)、微波测控模块(M4911 PQ-MC)等核心功能模块。用户可根据实验需求灵活组合,支持从 8 比特小规模测控到 128 通道大规模系统的平滑扩展。

从性能参数看,系统核心指标全面对标甚至超越招标要求:微波控制通道 DAC 采样率高达 10GSa/s,垂直分辨率 14 位;读取分析模块 ADC 采样率达 5GSa/s;多设备同步通道间相位稳定性优于 ± 5 皮秒;模块内反馈延迟低于 280 纳秒——这一指标对于量子纠错等需要快速反馈的实验至关重要。

最值得关注的是,这套系统已经实现了从项目定制到标准产品的跨越。SPQ 系列拥有完整的产品矩阵和明确的型号划分,不同模块可根据客户需求进行标准化配置。这意味着科研用户不再需要漫长的定制开发周期,而是可以直接采购 " 货架产品 " 快速搭建实验系统。

02 产品矩阵:模块化设计的战略深意

普源 SPQ 系统的真正创新之处在于其高度模块化的产品架构。这不仅是技术选择,更是商业战略的体现。

M1103B PQ-C16 阵列测控平台作为系统核心,采用 4U 标准机箱设计,支持 16 个业务模块,最高可实现 128 个测控通道。机箱内集成了高精度时钟分发网络和低延迟互连背板,确保多通道间的高精度同步。

业务模块层面,系统提供了多样化的选择:

M6301 PQ-XY 微波控制模块:

8 路微波控制通道,频率范围 0.1-9.8GHz

M4910 PQ-RD 微波读取模块:

4 路激励 +4 路采集通道,支持多频点合成读取

M4911 PQ-MC 微波测控模块:

1 路激励 +1 路采集 +6 路控制通道,专为多比特链控制优化

M6311 PQ-ZC 偏置控制模块:

8 路偏置控制通道,DC-1.8GHz 频率范围

同步与控制层面,M8401B PQ-S10 时钟同步模块提供 16 路时钟分发能力,支持多机箱级联同步。M2302 PQ-M02 控制器基于 x86 架构,运行 CentOS 系统,提供友好的操作界面和丰富的接口。

这种模块化设计带来了多重优势:

对用户而言,可以根据实验需求和预算灵活配置系统,初期可从较小规模开始,后期通过增加模块平滑扩展。同时,标准化模块意味着更可靠的性能、更短的交货周期和更完善的售后支持。

对普源而言,模块化实现了 " 规模化定制 " ——通过有限的标准模块组合,可以满足大多数客户的需求,既保持了定制化的灵活性,又获得了标准化的成本优势和可复制性。

从中科院物理所的招标要求与 SPQ 系统技术手册的对比可以看出,这套系统几乎是 " 量体裁衣 " 般地契合了用户需求。这不是偶然,而是普源深度理解科研市场需求后,将共性需求产品化、标准化后的必然结果。

03 并购协同:1+1>2 的商业逻辑

普源能够提供如此完善的量子测控解决方案,离不开 2024 年那场 3.7 亿元收购耐数电子的战略布局。这场并购案溢价高达 965%,从披露到完成仅用 52 天,曾被业界称为 " 光速并购 "。

如今回看,这笔交易的战略价值正逐渐显现。

技术层面,耐数电子在量子测控领域积累了深厚的技术底蕴,特别是在低延迟反馈、多通道同步、微波信号生成与采集等关键技术上形成了专利壁垒。但这些技术此前更多以项目定制形式交付,未能充分产品化。

普源的加入改变了这一局面。凭借在测试测量行业 20 余年的产品化经验和供应链管理能力,普源将耐数的前沿技术转化为标准化的模块产品。SPQ 系列从机箱设计、模块接口、软件架构到生产流程,都体现了成熟企业的产品思维。

供应链与成本控制是另一个关键协同点。量子测控系统涉及大量高性能 ADC/DAC、FPGA、微波器件等昂贵组件。普源凭借规模化采购优势和供应链管理经验,显著降低了物料成本。同时,标准化的设计和生产流程提高了生产效率和良率。

毛利率改善是直接可见的效果。定制化项目通常硬件成本占比高,综合毛利率往往只有 35%-40%。而通过标准化、模块化的产品设计,SPQ 系统能够实现更高的毛利率水平。模块的重复使用降低了研发成本分摊,规模化生产降低了制造成本,标准产品减少了现场调试和定制开发成本。

渠道复用则打开了市场空间。耐数原有的客户主要集中在顶尖科研机构,而普源拥有覆盖高校、企业研究院、工业客户的广泛渠道网络。通过渠道协同,量子测控系统可以从 " 科研尖峰 " 走向更广阔的应用市场,包括量子计算公司、量子通信企业和相关工业研发领域。

这场并购实现了真正的优势互补:耐数贡献尖端技术和科研市场入口,普源提供产品化能力、供应链管理和渠道网络。两者的结合不是简单的技术叠加,而是能力矩阵的重构与升级。

04 行业破局:从单品突破到生态构建

中科院物理所这个 776 万订单,标志着国产高端科学仪器正在经历一场深刻的范式转变。

从 " 替代进口 " 到 " 定义标准 "。

以往的国产仪器往往以 " 进口替代 " 为卖点,性能参数对标国外产品,价格更低。而 SPQ 系统展现的是不同的思路——它针对量子计算实验的特定需求,重新定义系统架构和性能指标,在某些方面甚至超越了现有进口方案。

从 " 单品突破 " 到 " 系统集成 "。

国产仪器过往的成功案例多集中在单一产品类别,如示波器、频谱仪、信号源等。而在需要多仪器协同的复杂系统中,国产方案往往难以与进口品牌竞争。SPQ 系统通过提供完整的测控解决方案,改变了这一局面。

从 " 价格竞争 " 到 " 价值竞争 "。

776 万元的价格并不低廉,甚至高于部分进口替代方案。中科院物理所选择 SPQ 系统,看中的是其整体性能、可扩展性和长期服务能力,而不仅仅是价格因素。这表明国产高端仪器已经具备了真正的价值竞争力。

这种转变的背后,是产业生态的重新构建。

全球测试测量行业已形成明确的生态格局:是德科技、泰克、罗德与施瓦茨等巨头通过数十年的技术和资本积累,构建了完整的产品矩阵和解决方案能力。它们不仅提供单一仪器,更提供从硬件到软件、从测试到分析的全套解决方案。

普源通过 " 内生增长 + 外延并购 " 的双轮驱动,正在加速构建类似的生态能力。SPQ 量子测控系统与普源原有的示波器、频谱分析仪、信号发生器、电源等产品线形成协同,为客户提供更全面的测试测量解决方案。

对于整个国产仪器行业而言,普源的实践提供了一条可行的突围路径:在细分领域建立绝对技术优势,通过资本运作加速技术整合,借助规模效应实现成本优化,最终构建完整的产品生态。

量子计算实验室里,科研人员正在新系统上调试实验。与传统堆满各式仪器的机架不同,现在只需几台标准机箱。软件界面上,128 个通道的状态实时显示,反馈延迟计数器稳定在 279 纳秒。

这台国产系统不仅记录着量子比特的量子态,更标志着国产高端科学仪器的全新阶段——从跟随到并行,从单品到系统,从制造到创造。

当标准化模块遇上前沿科学需求,当产业资本注入技术创新,当完整生态替代单点突破,国产科学仪器的真正崛起,或许就从这个 776 万订单开始。

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