本發明屬于量(liang)子計算(suan)領域，尤(you)其涉及(ji)一種量(liang)子芯片(pian)的(de)測試方法、裝置及(ji)量(liang)子計算(suan)機。

背景技術：

1、量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)與(yu)(yu)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)信息是一(yi)(yi)門基(ji)(ji)于(yu)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力(li)學(xue)的(de)(de)(de)原理來實(shi)現計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)與(yu)(yu)信息處理任務(wu)的(de)(de)(de)交叉學(xue)科(ke)，與(yu)(yu)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)物(wu)理、計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)科(ke)學(xue)、信息學(xue)等學(xue)科(ke)有著十分緊密的(de)(de)(de)聯(lian)系。在最(zui)近二十年(nian)有著快(kuai)速(su)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)。因數分解(jie)、無結構搜索(suo)等場景的(de)(de)(de)基(ji)(ji)于(yu)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)算(suan)(suan)(suan)法展(zhan)現出了遠(yuan)超越現有基(ji)(ji)于(yu)經典(dian)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)算(suan)(suan)(suan)法的(de)(de)(de)表現，也使這一(yi)(yi)方(fang)向被寄予了超越現有計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)能力(li)的(de)(de)(de)期望(wang)。由于(yu)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)在解(jie)決特定問題(ti)上具有遠(yuan)超經典(dian)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)性(xing)能的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)潛(qian)力(li)，而為了實(shi)現量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)，需要獲得一(yi)(yi)塊包含有足夠數量(liang)(liang)(liang)(liang)與(yu)(yu)足夠質量(liang)(liang)(liang)(liang)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)比特的(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)芯片，并且能夠對量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)比特進行(xing)極高保真度的(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)邏輯門操作與(yu)(yu)讀(du)取。

2、量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)芯(xin)(xin)片(pian)之(zhi)于量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)計(ji)算機(ji)就(jiu)相當于cpu之(zhi)于傳統計(ji)算機(ji)，量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)芯(xin)(xin)片(pian)是(shi)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)計(ji)算機(ji)的核心部件(jian)，量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)芯(xin)(xin)片(pian)就(jiu)是(shi)執行(xing)(xing)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)計(ji)算的處理器(qi)，量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)芯(xin)(xin)片(pian)上集(ji)成(cheng)有(you)多個量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)比(bi)特(te)和其它器(qi)件(jian)。每一片(pian)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)芯(xin)(xin)片(pian)在正式(shi)上線使用(yong)前，均需(xu)要對量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)芯(xin)(xin)片(pian)的各項參數(shu)進(jin)行(xing)(xing)測(ce)試表征，其中，頻率參數(shu)是(shi)重(zhong)要組成(cheng)部分。頻率參數(shu)包(bao)括(kuo)但不(bu)限(xian)于量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)比(bi)特(te)的躍(yue)遷(qian)頻率，躍(yue)遷(qian)頻率是(shi)指將量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)比(bi)特(te)從(cong)基態躍(yue)遷(qian)到(dao)第一激發態需(xu)要的頻率。

3、現(xian)(xian)有(you)的(de)(de)(de)獲(huo)取頻率(lv)參(can)(can)(can)數(shu)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)為(wei)能譜實(shi)(shi)驗，現(xian)(xian)有(you)技(ji)術還實(shi)(shi)現(xian)(xian)了對頻率(lv)參(can)(can)(can)數(shu)的(de)(de)(de)自(zi)動化測試，然而，現(xian)(xian)有(you)的(de)(de)(de)自(zi)動化測試方(fang)法(fa)，在讀取信號(hao)的(de)(de)(de)功率(lv)值(zhi)較大的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下，通常將f12(第一激發(fa)態(tai)躍遷到第二(er)激發(fa)態(tai)的(de)(de)(de)需要的(de)(de)(de)頻率(lv)，實(shi)(shi)際(ji)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)比(bi)特不(bu)是理想的(de)(de)(de)二(er)能級系統(tong))認(ren)定為(wei)f01(實(shi)(shi)際(ji)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)比(bi)特頻率(lv)參(can)(can)(can)數(shu))，導致獲(huo)取的(de)(de)(de)頻率(lv)參(can)(can)(can)數(shu)錯誤，又因為(wei)讀取信號(hao)的(de)(de)(de)功率(lv)值(zhi)與后續其他測試相關，不(bu)能輕易更改(gai)。

4、因此，有必要(yao)提出一種新的量子芯片的測試(shi)方法(fa)、裝(zhuang)置及量子計(ji)算機，在不(bu)改變讀取信(xin)號(hao)的功(gong)率值的情況下(xia)，準確獲取待測量子比(bi)特的頻率參(can)數。

5、需要說明的是，公開于本(ben)申請背景技(ji)術部分的信息(xi)僅僅旨在加深對本(ben)申請一般(ban)背景技(ji)術的理解(jie)，而(er)不應(ying)當被視為承認或以任何形(xing)式(shi)暗示該(gai)信息(xi)構成已為本(ben)領域技(ji)術人員所公知(zhi)的現有技(ji)術。

技術實現思路

1、本發明的(de)(de)目(mu)的(de)(de)在于提供一種量(liang)(liang)子芯片的(de)(de)測試方法、裝(zhuang)置及量(liang)(liang)子計(ji)算機(ji)，以解決現有技術(shu)中(zhong)將f12認定為f01的(de)(de)問題，能夠準確獲(huo)取的(de)(de)量(liang)(liang)子比特的(de)(de)頻(pin)率參數(shu)。

2、為(wei)解(jie)決上述技術問題，第一(yi)方(fang)面，本發明提(ti)供一(yi)種量子芯片的測試方(fang)法，包括：

3、對(dui)所(suo)述(shu)量(liang)子芯(xin)片上一(yi)待測量(liang)子比(bi)特執(zhi)行能(neng)譜實(shi)驗，獲取(qu)所(suo)述(shu)待測量(liang)子比(bi)特上施加的(de)(de)(de)比(bi)特狀(zhuang)態(tai)調(diao)控信號的(de)(de)(de)頻率值與所(suo)述(shu)待測量(liang)子比(bi)特耦合的(de)(de)(de)讀(du)取(qu)腔的(de)(de)(de)s21參數的(de)(de)(de)幅值之(zhi)間的(de)(de)(de)對(dui)應關系，所(suo)述(shu)對(dui)應關系為第一(yi)散點圖；

4、采(cai)用高斯線型擬(ni)合所述(shu)第一(yi)散點(dian)圖獲取(qu)第一(yi)關系曲線；

5、基(ji)于所(suo)述第一關系曲線(xian)獲(huo)取第一峰值(zhi)點；

6、獲取所(suo)述(shu)第一(yi)峰值點處對應的所(suo)述(shu)比特狀態調控(kong)信號的第一(yi)頻率(lv)值作為所(suo)述(shu)待測量子比特的頻率(lv)參數(shu)。

7、優(you)選的(de)，所述執(zhi)行能譜實(shi)驗，包括：

8、不斷改變(bian)所述(shu)比特(te)狀(zhuang)態調控信號的頻率(lv)值，通過所述(shu)讀取(qu)腔(qiang)對所述(shu)待測量子比特(te)執行(xing)讀取(qu)，并獲取(qu)每個頻率(lv)值對應的所述(shu)讀取(qu)腔(qiang)的s21參(can)數(shu)的幅值。

9、優(you)選的，所述基于所述第(di)一(yi)關系曲線獲取(qu)第(di)一(yi)峰值點，包括：

10、采用尋(xun)峰算法獲取所述第一關系曲線上的(de)第一峰值(zhi)點。

11、優(you)選的，所述(shu)對(dui)所述(shu)量子芯片上一待測量子比特執(zhi)行(xing)能譜(pu)實驗之前(qian)，還包括(kuo)：

12、判斷讀取(qu)功率是否超過(guo)設定(ding)閾值(zhi)，所述讀取(qu)功率為讀取(qu)信號的功率值(zhi)；

13、若(ruo)讀取功率超過(guo)設定(ding)閾值，則執行(xing)所(suo)述對所(suo)述量子芯片上一待測量子比(bi)特執行(xing)能譜(pu)實驗。

14、優選的(de)，所述判斷讀取功率(lv)是否超(chao)過設定(ding)閾值，包(bao)括：

15、依據經驗庫判(pan)斷所述讀取功率是(shi)否超過設定閾(yu)值(zhi)。

16、優選的，所述(shu)判斷讀(du)取功率是否超過設(she)定閾值，包括：

17、執行能(neng)譜實(shi)驗(yan)，獲取(qu)第二散(san)(san)點(dian)圖(tu)，所述(shu)第二散(san)(san)點(dian)圖(tu)用于描述(shu)所述(shu)待測(ce)量子(zi)比特(te)(te)上施加的(de)(de)比特(te)(te)狀態調控信號的(de)(de)頻率值與所述(shu)待測(ce)量子(zi)比特(te)(te)耦合的(de)(de)讀取(qu)腔的(de)(de)s21參數的(de)(de)幅(fu)值之間的(de)(de)對應關系；

18、采(cai)用洛倫(lun)茲線型擬合所(suo)述第(di)二散(san)點圖獲取(qu)第(di)二關系曲線；

19、基于所述第(di)二關系曲線獲(huo)取第(di)二峰值點；

20、基于所述(shu)第二峰值點(dian)獲取對應的所述(shu)比(bi)特狀態調控(kong)信號的第二頻率值；

21、判斷所(suo)(suo)述第二頻率值是否為所(suo)(suo)述待測(ce)量子比(bi)特的頻率參數，若是，則判定所(suo)(suo)述讀取功率不超過設(she)定閾值。

22、優(you)選的，所(suo)述(shu)判(pan)斷所(suo)述(shu)第二頻率值(zhi)是否為所(suo)述(shu)待測(ce)量(liang)子比特(te)的頻率參數，包(bao)括：

23、基于ramsey實驗判斷(duan)所述第二頻率(lv)值是(shi)否(fou)為所述待測量(liang)子比(bi)特的頻率(lv)參數。

24、優選的，所述對所述量子(zi)芯片(pian)上一待測量子(zi)比特(te)執(zhi)行能譜實(shi)驗(yan)，包括：

25、從所(suo)述(shu)第二頻率(lv)值開始對所(suo)述(shu)待測量子比特執行能譜(pu)實驗。

26、第二方(fang)(fang)面，本(ben)發明提供一(yi)種(zhong)計(ji)算(suan)機存儲介質，其(qi)上存儲有計(ji)算(suan)機程(cheng)序(xu)，所述(shu)計(ji)算(suan)機程(cheng)序(xu)被執(zhi)行時，能(neng)實現前述(shu)任一(yi)種(zhong)所述(shu)的測試方(fang)(fang)法。

27、第三方面，本發明提(ti)供一種量子芯(xin)片的測試裝置，包括：

28、能譜實驗(yan)執行模塊，其被配置為(wei)對(dui)所述量(liang)子芯片上(shang)一待測(ce)量(liang)子比特(te)執行能譜實驗(yan)，獲取所述待測(ce)量(liang)子比特(te)上(shang)施加的(de)比特(te)狀態調控(kong)信號的(de)頻率值與所述待測(ce)量(liang)子比特(te)耦合的(de)讀取腔(qiang)的(de)s21參(can)數(shu)的(de)幅值之間的(de)對(dui)應關(guan)系，所述對(dui)應關(guan)系為(wei)第一散(san)點圖；

29、關系曲線擬合模(mo)塊(kuai)，其(qi)被(bei)配置為采用(yong)高斯(si)線形擬合所述(shu)第一散點圖獲取第一關系曲線；

30、峰(feng)值點獲(huo)取模塊，其被配置為(wei)基于所述第一關系曲線獲(huo)取第一峰(feng)值點；

31、頻率參數獲(huo)取(qu)模塊，其被配(pei)置為獲(huo)取(qu)所(suo)(suo)述(shu)第一峰(feng)值(zhi)(zhi)點處對應的(de)所(suo)(suo)述(shu)比特狀態調控信號的(de)第一頻率值(zhi)(zhi)作為所(suo)(suo)述(shu)待測(ce)量子比特的(de)頻率參數。

32、第四方面(mian)，本(ben)發明提供一(yi)種量子計(ji)算機，包括前述的所述測試(shi)裝置。

33、與現(xian)有技(ji)(ji)術(shu)相比，本申請的技(ji)(ji)術(shu)方案具有以下有益效果：

34、本發明的(de)技術方案通過對能譜實驗的(de)結(jie)果，利用(yong)高斯線(xian)型(xing)進行擬合，獲(huo)取擬合后的(de)第一關系曲(qu)線(xian)上(shang)的(de)第一峰值(zhi)點，以所述第一峰值(zhi)點對應的(de)比特狀態(tai)調控信號的(de)第一頻(pin)率值(zhi)作為量(liang)子(zi)比特的(de)頻(pin)率參數(shu)，能夠準(zhun)確獲(huo)取量(liang)子(zi)比特的(de)頻(pin)率參數(shu)，避免了將f12認定為f01的(de)情況。

35、本(ben)發(fa)(fa)明提供的(de)(de)量(liang)子芯片的(de)(de)測(ce)試裝(zhuang)置、計算機(ji)存儲介質及量(liang)子計算機(ji)，與本(ben)發(fa)(fa)明提供的(de)(de)所述(shu)量(liang)子芯片的(de)(de)測(ce)試方法屬于同一(yi)發(fa)(fa)明構思，因此(ci)具有(you)相同的(de)(de)有(you)益效果，在此(ci)不做贅(zhui)述(shu)。

技術特征：

1.一(yi)種量(liang)子芯片的測試方法，其特征(zheng)在于(yu)，包括：

2.如權利要求1所(suo)述的測試方法(fa)，其特征在于，所(suo)述執行(xing)能譜實驗，包括：

3.如(ru)權利要(yao)求1所(suo)述(shu)的測試方法，其(qi)特征在于，所(suo)述(shu)基于所(suo)述(shu)第(di)一(yi)關系曲(qu)線獲取第(di)一(yi)峰值點，包括(kuo)：

4.如權利(li)要求1所(suo)述的測(ce)試(shi)方(fang)法，其特征在(zai)于(yu)，所(suo)述對所(suo)述量(liang)子(zi)芯(xin)片上一(yi)待(dai)測(ce)量(liang)子(zi)比特執行(xing)能譜實(shi)驗之前，還包括：

5.如權利(li)要(yao)求(qiu)4所(suo)述(shu)的測試方(fang)法(fa)，其特征(zheng)在于，所(suo)述(shu)判斷(duan)讀(du)取功率是否超過(guo)設(she)定閾值，包括：

6.如(ru)權利要求(qiu)4所(suo)(suo)述的測試方法，其特征在于，所(suo)(suo)述判斷(duan)讀取功率是否超過設定閾(yu)值(zhi)，包括：

7.如權利要求6所(suo)述(shu)(shu)的測(ce)試(shi)方(fang)法，其特征在于，所(suo)述(shu)(shu)判斷(duan)所(suo)述(shu)(shu)第(di)二(er)頻率值是(shi)否為所(suo)述(shu)(shu)待測(ce)量子(zi)比特的頻率參數，包括：

8.如(ru)權利要(yao)求6所(suo)述(shu)的測(ce)試方法(fa)，其特征在于，所(suo)述(shu)對(dui)所(suo)述(shu)量子芯片上一待測(ce)量子比特執行能譜實驗，包括：

9.一種計(ji)(ji)算機(ji)存(cun)儲(chu)介(jie)質(zhi)，其(qi)上(shang)存(cun)儲(chu)有(you)計(ji)(ji)算機(ji)程(cheng)序，其(qi)特征在于，所(suo)述計(ji)(ji)算機(ji)程(cheng)序被執行時(shi)，能實現如權利要求1～8中任(ren)一項所(suo)述的(de)(de)量(liang)子芯片的(de)(de)測(ce)試(shi)方(fang)法(fa)。

10.一種量子芯片(pian)的(de)測(ce)試裝(zhuang)置，其特征在(zai)于，包括：

11.一種量子(zi)計算(suan)機，其(qi)特(te)征在于，包括如權(quan)利要求10所(suo)述的量子(zi)芯片的測試裝(zhuang)置。

技術總結
本發明提供了一種量子芯片的測試方法、裝置及量子計算機，所述測試方法包括：對所述量子芯片上一待測量子比特執行能譜實驗，獲取所述待測量子比特上施加的比特狀態調控信號的頻率值與所述待測量子比特耦合的讀取腔的S<subgt;21</subgt;參數的幅值之間的對應關系，所述對應關系為第一散點圖；采用高斯線型擬合所述第一散點圖獲取第一關系曲線；基于所述第一關系曲線獲取峰值點；獲取所述峰值點處對應的所述比特狀態調控信號的頻率值作為所述待測量子比特的頻率參數。本發明提供的技術方案能夠在讀取信號功率值較大的情況下準確獲取待測量子比特的頻率參數。

技術研發人員：請求不公布姓名,孔偉成
受保護的技術使用者：本源量子計算科技（合肥）股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/10