本技术公开了一种量子信息研究平台装置和操作方法，包括机箱本体，机箱本体包括机箱以及设置在机箱内的电源模块、背板、系统卡槽和多个仪器卡槽，电源模块通过背板与系统卡槽和多个仪器卡槽电连接，系统卡槽以及多个仪器卡槽之间通过背板电连接；系统卡槽插接有CPU板卡，仪器卡槽插接有量子仪器功能板卡，量子仪器功能板卡包括FPGA和量子仪器功能单元，量子仪器功能单元与FPGA电连接，FPGA与背板电连接。本技术将研究量子相关的仪器设备按照通用的机箱标准设计为可组合可扩展的量子仪器功能板卡形式，克服了独立设备难以实现时序控制以及不能很好匹配量子信息的专用需求的不足，具备同步性好，可扩展，专业性强，可开发性等特点。