量子芯片中量子比特工作点的确定方法及量子计算机与流程

文档序号:38262836发布日期:2024-06-12 23:12阅读:53来源:国知局

本发明涉及量子计算,尤其是涉及一种量子芯片中量子比特工作点的确定方法及量子计算机。


背景技术:

1、量子计算与量子信息是一门基于量子力学的原理来实现计算与信息处理任务的交叉学科,与量子物理、计算机科学、信息学等学科有着十分紧密的联系。在最近二十年有着快速的发展。因数分解、无结构搜索等场景的基于量子计算机的量子算法展现出了远超越现有基于经典计算机的算法的表现,也使这一方向被寄予了超越现有计算能力的期望。由于量子计算在解决特定问题上具有远超经典计算机性能的发展潜力,而为了实现量子计算机,需要获得一块包含有足够数量与足够质量量子比特的量子芯片,并且能够对量子比特进行极高保真度的量子逻辑门操作与读取。量子芯片之于量子计算机就相当于cpu之于传统计算机,量子芯片是量子计算机的核心部件,量子芯片就是执行量子计算的处理器。每一片量子芯片在正式上线使用前,均需要对量子芯片中量子比特的各项参数进行测试表征。

2、对于量子芯片中各个量子比特而言,为了能在量子比特的有限寿命内完成尽可能多的计算,需要实现尽可能快的量子比特逻辑门。一般来说,量子比特逻辑门的执行完成时间普遍要比量子比特寿命快三到四个数量级。然而快速的量子比特逻辑门操作可能会导致量子比特逻辑门在执行时出错。造成量子比特逻辑门错误的原因有很多,例如最近邻和次近邻量子比特之间的寄生耦合、频谱扩散两级系统(tls)缺陷、寄生微波模式、与控制线和读出谐振器的耦合、频率控制电子器件噪声、频率控制脉冲失真、微波控制脉冲失真和微波载波泄漏等。这些影响因素大都可通过调整量子比特的工作频率也即工作点来解决,当量子芯片中各个量子比特都处于合适的工作点时,可有效降低这些影响。目前,为了提高量子芯片执行量子计算任务的准确率,一般会考虑少数几个量子比特的工作点问题,缺乏从量子芯片整体考虑的方案,现有的方案在量子芯片中量子比特数量较少的时候,例如只有几个量子比特或十几个量子比特时是可行的,但是,在可预见的未来,量子芯片的数量必然会大幅增加,届时,现有的方案将无法满足大规模的量子芯片的需求。

3、因此,需要提出一种可以从量子芯片整体考虑的量子比特工作点确定方案。

4、需要说明的是,公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请一般背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种量子芯片中量子比特工作点的确定方法及量子计算机,用于解决现有的方案无法满足大规模的量子芯片的需求的问题。

2、为了解决以上技术问题,本发明提出了一种量子芯片中量子比特工作点的确定方法,包括:

3、获取量子芯片的物理拓扑结构,所述物理拓扑结构用于反映所述量子芯片中量子比特的物理布局;

4、获取所述量子芯片中每个量子比特与所述物理拓扑结构中心位置的距离;

5、基于所述距离的大小顺序,依次获取每个量子比特的工作点,所述量子比特的工作点为量子比特的工作频率。

6、可选地,所述基于所述距离的大小顺序,依次获取每个量子比特的工作点,包括:

7、按照每个量子比特与所述物理拓扑结构中心位置的距离从小到大的顺序,依次获取每个量子比特的工作点。

8、可选地,所述按照每个量子比特与所述物理拓扑结构中心位置的距离从小到大的顺序,依次获取每个量子比特的工作点,包括:

9、先获取距离所述物理拓扑结构中心位置距离近的量子比特的工作点,后获取距离所述物理拓扑结构中心位置距离远的量子比特的工作点。

10、可选地,距离所述物理拓扑结构中心位置距离近的所有量子比特的工作点作为用于获取距离所述物理拓扑结构中心位置距离远的量子比特的工作点的参数。

11、可选地,当存在与所述物理拓扑结构中心位置距离相同的若干个量子比特时,从所述若干个量子比特中按照随机顺序获取对应的工作点。

12、可选地,所述确定方法还包括:

13、将所述量子芯片的物理拓扑结构划分为若干个子拓扑图。

14、可选地,所述获取所述量子芯片中每个量子比特与所述物理拓扑结构中心位置的距离,包括:

15、获取每个所述子拓扑图中量子比特距离所述子拓扑图中心位置的距离。

16、可选地,当每个所述子拓扑图中的量子比特的工作点均已获取时,拼接所有的所述子拓扑图以完成整个量子芯片中量子比特工作点的获取。

17、基于同一发明构思,本发明还提出一种量子芯片中量子比特工作点的确定装置,包括:

18、拓扑结构获取单元,其被配置为获取量子芯片的物理拓扑结构,所述物理拓扑结构用于反映所述量子芯片中量子比特的物理布局;

19、距离获取单元,其被配置为获取所述量子芯片中每个量子比特与所述物理拓扑结构中心位置的距离;

20、工作点获取单元,其被配置为基于所述距离的大小顺序,依次获取每个量子比特的工作点,所述量子比特的工作点为量子比特的工作频率。

21、基于同一发明构思,本发明还提出一种量子控制系统,利用上述特征描述中任一项所述的量子芯片中量子比特工作点的确定方法,或上述特征描述中所述的量子芯片中量子比特工作点的确定装置。

22、基于同一发明构思,本发明还提出一种量子计算机,包括上述特征描述中所述的量子控制系统。

23、基于同一发明构思,本发明还提出一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被一处理器执行时能实现上述特征描述中任一项所述的量子芯片中量子比特工作点的确定方法。

24、与现有技术相比,本申请具有以下有益效果:

25、本申请提出的一种量子芯片中量子比特工作点的确定方法,首先获取量子芯片的物理拓扑结构,所述物理拓扑结构用于反映所述量子芯片中量子比特的物理布局。然后获取所述量子芯片中每个量子比特与所述物理拓扑结构中心位置的距离。最后基于所述距离的大小顺序,依次获取每个量子比特的工作点,所述量子比特的工作点为量子比特的工作频率。本申请提出量子比特工作点的确定方法从芯片整体考虑,可满足大规模量子芯片的需求,弥补了现有技术的空白。

26、本申请提出的量子芯片中量子比特工作点的确定装置、量子控制系统、量子计算机、可读存储介质,与所述量子芯片中量子比特工作点的确定方法属于同一发明构思,因此具有相同的有益效果,在此不做赘述。



技术特征:

1.一种量子芯片中量子比特工作点的确定方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的确定方法,其特征在于,所述基于所述距离的大小顺序,依次获取每个量子比特的工作点,包括:

3.如权利要求2所述的确定方法,其特征在于,所述按照每个量子比特与所述物理拓扑结构中心位置的距离从小到大的顺序,依次获取每个量子比特的工作点,包括:

4.如权利要求3所述的确定方法,其特征在于,距离所述物理拓扑结构中心位置距离近的所有量子比特的工作点作为用于获取距离所述物理拓扑结构中心位置距离远的量子比特的工作点的参数。

5.如权利要求2所述的确定方法,其特征在于,当存在与所述物理拓扑结构中心位置距离相同的若干个量子比特时,从所述若干个量子比特中按照随机顺序获取对应的工作点。

6.如权利要求1所述的确定方法,其特征在于,所述确定方法还包括:

7.如权利要求6所述的确定方法,其特征在于,所述获取所述量子芯片中每个量子比特与所述物理拓扑结构中心位置的距离,包括:

8.如权利要求7所述的确定方法,其特征在于,当每个所述子拓扑图中的量子比特的工作点均已获取时,拼接所有的所述子拓扑图以完成整个量子芯片中量子比特工作点的获取。

9.一种量子芯片中量子比特工作点的确定装置,其特征在于,包括:

10.一种量子控制系统,其特征在于,利用如权利要求1-8中任一项所述的量子芯片中量子比特工作点的确定方法,或包括权利要求9所述的量子芯片中量子比特工作点的确定装置。

11.一种量子计算机,其特征在于,包括如权利要求10所述的量子控制系统。

12.一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被一处理器执行时能实现权利要求1至8中任一项所述的量子芯片中量子比特工作点的确定方法。


技术总结
本发明公开了一种量子芯片中量子比特工作点的确定方法及量子计算机,首先获取量子芯片的物理拓扑结构,所述物理拓扑结构用于反映所述量子芯片中量子比特的物理布局。然后获取所述量子芯片中每个量子比特与所述物理拓扑结构中心位置的距离。最后基于所述距离的大小顺序,依次获取每个量子比特的工作点,所述量子比特的工作点为量子比特的工作频率。本申请提出量子比特工作点的确定方法从芯片整体考虑,可满足大规模量子芯片的需求,弥补了现有技术的空白。

技术研发人员:请求不公布姓名,请求不公布姓名,孔伟成
受保护的技术使用者:本源量子计算科技(合肥)股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/11
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