快速开始
从零开始搭建 Quatm 实验控制环境,只需几分钟即可运行第一个实验。
欢迎来到 Quatm 用户指南!无论你是刚开始搭建实验控制系统,还是希望从 LabView、Matlab 迁移到开源方案,这里都能帮你快速上手。
Quatm 是一个专为量子物理实验设计的开源控制框架。它把设备驱动、时序管理、数据采集和分析这些常见需求整合在一起,让你只需关注实验本身,而不是底层的软件细节。了解更多 →
Quatm 不提供:
Quatm 提供:
如果你的实验涉及 超冷原子、离子阱、量子光学、量子化学 等领域,需要精确控制多个仪器设备和全自动化实验测量,Quatm 会是理想的选择。
特别适合以下场景:
Quatm 采用 分布式微服务架构,每个组件(硬件驱动、分析例程、GUI 面板)作为独立操作系统进程运行,经网络与进程间通道(TCP / IPC)通信:
| 层级 | 模块 | 职责 |
|---|---|---|
| GUI 层 | quatm.GUI | Qt 图形界面,实验管理、设备控制、数据可视化 |
| Web 层 | quatm.web | 浏览器端控制台(webhub):九个功能页、移动端、与桌面 GUI 双向同步 |
| 通信层 | quatm.servers | 发布/订阅消息(TCP/IPC)、RPC 远程调用、分布式属性同步 |
| 实验层 | quatm.experiment | 声明式实验时序、参数扫描、设备属性管理 |
| 分析层 | quatm.analysis | 实时图像处理、曲线拟合、离子检测(Cython 加速) |
| 物理层 | quatm.physics | 光偶极阱建模、Stark 位移、散射率、Feshbach 共振 |
| 驱动层 | quatm.drivers | 统一硬件抽象,支持 300+ 种实验室仪器 |
| 监控层 | quatm.monitor | 温度、磁场、真空等环境参数持续监测 |
这种架构确保:故障隔离(一个组件崩溃不影响全局)、并行处理(图像分析与实验时序同时运行)、网络透明(组件可分布在不同机器)。
系统学习 Quatm 的最佳路径:
| 章节 | 你将学到 |
|---|---|
| 快速开始 | 安装 Python 环境,配置 device_db.py 接入设备,编写并运行第一个实验 |
| 实验编辑指南 | Experiment 基类的完整生命周期,NumberValue/BoolValue/StringCombo 参数类型,delay() 和 realtime 时序控制 |
| 设备与驱动 | TTLOut/DAC/genericAttr 三种属性模式,校准文件使用,自定义驱动开发 |
| 数据与分析 | DataClient/ImageClient 通信,HDF5 存储结构,图像分析、离子检测等内置模块 |
| 通信层 | 发布/订阅通信(TCP/IPC)、DataClient/ImageClient/CommandClient、分布式属性系统 |
| GUI 组件 | 实验浏览器、参数编辑器、序列编辑器、图像监视器的使用与定制 |
| Web 远程控制 | 浏览器端实验控制台(quatm.web):九个功能页、手机移动端、与桌面 GUI 队列/扫描/暂存/逻辑循环 双向同步 |
| 物理模型库 | 原子数据库、光偶极阱建模、Stark 位移与散射率计算 |
| 监控设备 | 温度控制器、高斯计、波长计、真空规等环境监测设备 |
| 部署指南 | 单机、客户端—控制端分离、多控制端集群的部署架构 |
| 最佳实践 | 单一职责、Mixin 复用、设备状态检查、异常安全关闭 |
| 应用案例 | MOT 装载优化、吸收成像、Rabi 振荡等完整案例 |
| 代码贡献 | 提交 Issue、发起 Pull Request、代码审查流程 |
🚀 建议路径:快速开始 → 实验编辑指南 → 设备与驱动 → 应用案例。其余章节可按需查阅。
从零开始搭建 Quatm 实验控制环境,只需几分钟即可运行第一个实验。
深入了解 Quatm 实验框架的核心 API,掌握从基础实验到高级控制的完整编写方法。
Quatm 原生支持 50+ 品牌、100+ 种实验仪器:涵盖科学相机、信号源、激光器、运动平台、DAQ 与环境监测。
数据分析与实时监视:拟合、吸收成像、图像处理、离子检测与数据管理。
Quatm 的图形界面组件:实验浏览、参数编辑、任务调度、数据可视化与设备监控。
Quatm 分布式通信与数据管理系统:基于 TCP/IPC 的进程间通信框架
在实际实验环境中部署和运行 Quatm 框架的指南。
实验运行体系:任务队列/执行引擎、循环、序列编辑、时序查看与运行监视。
通过真实实验案例了解 Quatm 框架在量子物理研究中的应用。
编写可靠、高效的 Quatm 实验脚本的建议与技巧。
量子物理实验的物理建模与计算工具
如何对Quatm项目贡献您的智慧
实验室环境监测设备驱动 — 温度控制器、高斯计、示波器、激光控制器、真空规
Quatm 通用工具函数:变密度采样等辅助功能
quatm.web:与桌面 GUI 同源的浏览器端实验控制平台,支持手机移动端, 随时随地掌握实验全局。