量子仪器控制套件——缺陷任意波形发生器（QICK-DAWG）：面向量子缺陷的量子传感控制框架

量子信息通信、传感与计算通常需要复杂且昂贵的仪器，导致较高的入门门槛。量子仪器控制套件（QICK）通过为最先进的射频片上系统（RFSoC）现场可编程门阵列（FPGA）芯片提供一系列软件与固件，突破了超导量子比特的这一壁垒。本文提出 QICK 的软件与固件扩展——量子仪器控制套件-缺陷任意波形发生器（QICK-DAWG），这是一个开源软件与固件包，支持利用 RFSoC FPGA 对金刚石中的氮空位缺陷及其他量子缺陷进行完整的量子控制与测量。QICK-DAWG 通过实现 DC-1 GHz 读出、声光调制器（AOM）或门控激光控制，以及模拟或光子计数读出选项，将 QICK 扩展至氮空位缺陷及其他金刚石量子缺陷的表征。QICK-DAWG 还增加了脉冲序列程序与数据分析脚本，用于采集与表征光致发光（PL）强度、光探测磁共振（ODMR）谱、PL 读出窗口、拉比振荡、拉姆齐干涉谱、哈恩回波自旋-自旋弛豫时间 T$_2$ 以及自旋-晶格弛豫时间 T$_1$。我们证明 QICK-DAWG 是一种强大的开源量子硬件新范式，显著降低了利用量子缺陷进行量子传感的入门门槛与成本。