本发明提供了一种多量子比特调控读取装置，包括二次变频控制单元和约瑟夫森参量放大器读取单元，其中二次变频控制单元包括IQ脉冲信号源、第一本振信号源、第二本振信号源、第一混频器和第二混频器，通过二次变频控制单元得到的高频脉冲信号通过传输层进入到芯片层对量子比特进行量子态的转换，而基于约瑟夫森参量放大器读取单元包括多频信号调制解调单元、信号传输单元、芯片连接单元和约瑟夫森参量放大器单元。本发明采用二次变频技术合成高频脉冲信号并行控制多个量子位，提高量子比特控制精度和稳定性并降低成本。通过增加约瑟夫森参量放大器来提高态测量的信噪比，在短时间内对量子位实现单发非破坏性读取。