自动量子比特校准制造技术

用于自动量子比特校准的方法和装置。在一个方面，一种方法包括获得多个量子比特参数和描述多个量子比特参数对一个或多个其他量子比特参数的依赖性的数据；识别量子比特参数；选择包括所识别的量子比特参数和一个或多个依赖的量子比特参数的量子比特参数集；根据描述依赖性的数据顺序地处理该量子比特参数集中的一个或多个参数，包括，对于该量子比特参数集中的参数：对参数执行校准测试；以及当校准测试未通过时，对参数执行第一校准实验或诊断校准算法。

Automatic Quantum Bit Calibration

Method and device for automatic quantum bit calibration. In one aspect, a method includes obtaining data that can describe the dependence of multiple qubit parameters on one or more other qubit parameters; identifying qubit parameters; selecting a set of qubit parameters including identified qubit parameters and one or more dependent qubit parameters; and locating the data sequence according to the description dependence. One or more parameters in the parameter set of the quantum bit include: performing calibration tests for the parameters in the parameter set of the quantum bit; and performing the first calibration experiment or diagnostic calibration algorithm for the parameters when the calibration test fails.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动量子比特校准
技术介绍
本说明书涉及量子计算。大规模量子计算机有潜力为某些类别的难题提供快速解决方案。为了实现大规模量子计算，必须克服量子体系结构设计和实施中的若干挑战，以控制、编程和维护量子硬件。
技术实现思路
本说明书涉及执行量子比特参数的校准。具体地，本说明书描述了用于自动维护和校准在量子计算中涉及的一个或多个量子比特的系统的量子比特参数的方法和装置。通常，本说明书中描述的主题的一个创新方面可以在一种方法中实施，该方法包括以下动作：获得多个量子比特参数和描述多个量子比特参数对一个或多个其他量子比特参数的依赖性的数据；识别量子比特参数；选择包括所识别的量子比特参数和一个或多个依赖的量子比特参数的量子比特参数集；根据描述依赖性的数据顺序地处理该量子比特参数集中的一个或多个参数，包括，对于该量子比特参数集中的参数：执行校准测试；以及当校准测试未通过时，对参数执行第一校准实验或诊断校准算法。该方面的其他实施方式包括对应的计算机系统、装置和记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，各自被配置为执行该方法的动作。一个或多个计算机的系统可以被配置为通过在系统上安装软件、固件、硬件或其组合来执行特定的操作或动作，该软件、固件、硬件或其组合在操作中使得系统执行这些动作。一个或多个计算机程序可以被配置为通过包括指令来执行特定的操作或动作，该指令在被数据处理装置执行时，使得该装置执行这些动作。前述和其它实施方式可各自可选地单独或组合地包括一个或多个以下特征。在一些实施方式中，对参数执行第一校准实验或诊断校准算法包括：当校准测试未通过时，对参数执行第一校准实验；以及当第一校准实验由于不可归因于参数的误差而未通过时，对参数执行诊断校准算法。在一些实施方式中，该方法进一步包括：当第一校准实验由于可归因于参数的误差而未通过时，对参数执行第二校准实验；当第二校准实验未通过时，顺序地中止对量子比特参数集中的一个或多个参数的处理；以及当参数通过校准测试或第一校准实验中的任何一个时，将该参数标记为规范内的参数。在一些实施方式中，多个量子比特参数和描述多个量子比特参数对一个或多个其他量子比特参数的依赖性的数据由有向图(directedgraph)表示，该有向图包括对于每个量子比特参数的节点和对于每个依赖性的有向边；识别量子比特参数包括识别与根节点相对应的量子比特参数；选择包括所识别的量子比特参数和一个或多个依赖的量子比特参数的量子比特参数集包括，选择包括与根节点相对应的量子比特参数和每个后代节点的量子比特参数的量子比特参数集，其中该量子比特参数集根据节点祖先排序来排序；并且根据描述依赖性的数据顺序地处理量子比特参数集中的一个或多个参数包括，根据节点祖先排序顺序地处理量子比特参数集中的一个或多个参数。在一些实施方式中，对参数执行诊断校准算法包括：迭代地对量子比特参数和与该量子比特参数的节点的祖先节点相对应的量子比特参数执行第一校准实验和第二校准实验中的一个或多个，直到确定该量子比特参数和与该量子比特参数的节点的祖先节点相对应的量子比特参数在规范内或者该过程中止，对于每次迭代，该迭代执行包括：对量子比特参数执行第一校准实验；响应于确定量子比特参数通过第一校准实验，将该参数标记为规范内的参数；以及响应于确定量子比特参数由于不可归因于参数的误差而未通过第一校准实验，选择祖先参数作为量子比特参数。在一些实施方式中，该方法还包括：响应于确定量子比特参数由于可归因于参数的误差而未通过第一校准实验，对量子比特参数执行第二校准实验；响应于确定量子比特参数通过第二校准实验，将该参数标记为规范内的参数；以及响应于确定量子比特参数未通过第二校准实验，中止对量子比特参数集中的参数的处理。在一些实施方式中，不可归因于参数的误差包括可归因于祖先参数的误差。在一些实施方式中，有向图是非循环的。在一些实施方式中，有向图是循环的。在一些实施方式中，所选择的量子比特参数集中的相互依赖的参数之间的迭代次数被限制为预定阈值。在一些实施方式中，所获得的数据进一步包括量子比特参数集中的参数的一个或多个属性，该属性包括(i)要执行校准的相应超时时段，以及(ii)参数值的可接受阈值。在一些实施方式中，校准测试包括用于确定参数何时超出规范的通过和未通过标准。在一些实施方式中，如果在相应超时时段内对参数执行了成功的第一或第二校准实验，则校准测试通过。在一些实施方式中，如果参数依赖性在预定时间量内已经被重新校准，则校准测试未通过。在一些实施方式中，如果参数依赖性未通过校准测试，则校准测试未通过。在一些实施方式中，第一校准实验包括一个或多个量子比特实验，其具有用于确定参数何时超出规范的相应的测量结果。在一些实施方式中，如果量子比特实验的测量结果包括超出规范的参数值，则第一校准实验未通过。在一些实施方式中，第二校准实验包括一个或多个量子比特实验，其具有用于更新参数的值的相应的测量结果。在一些实施方式中，第二校准实验需要比第一校准实验更多的时间或更多的硬件来完成。在一些实施方式中，有向图包括对于同时校准的多个参数的节点。在一些实施方式中，根节点包括其对应的量子比特参数未通过校准测试的根节点。在一些实施方式中，诊断校准算法是数据驱动的。在一些实施方式中，根据描述依赖性的数据顺序地处理量子比特参数集中的一个或多个参数包括，根据描述依赖性的数据顺序地处理量子比特参数集中的每个参数。本说明书中描述的主题可以以特定方式实施，以便实现以下优点中的一个或多个。以有用的容量(capacity)操作物理量子比特需要仔细校准量子比特参数。由于操作物理量子比特所需的量子比特参数数量可以轻易达到超过50个参数，因此高效且有效的量子比特校准是一项具有挑战性的任务，特别是当考虑到包含多个量子比特的量子计算系统时。量子比特校准可以从没有量子比特参数的特定知识引导到完全校准的量子比特。此外，量子比特校准不稳定，可能必须在一次或多次量子计算过程中重复执行，从而增加了校准量子比特任务的复杂性。实施自动量子比特校准的系统可以高效地且有效地执行量子比特校准，从而提高一个或多个物理量子比特系统的可靠性和性能，进而提高量子计算的可靠性和性能。实施自动量子比特校准的系统以不同的计算成本执行不同的量子比特校准方法，以确定量子比特参数是否正确运行，并校正不正确运行的量子比特参数。该系统有效且高效地监控量子比特系统，并应用适当的、成本效益高的程序来校正运行不适当的量子比特，从而与未实施自动量子比特校准的系统相比，实现了与执行量子比特校准相关联的改进的计算性能和降低的成本。此外，考虑到每个量子比特参数对其他量子比特参数的依赖性，实施自动量子比特校准的系统以不同的计算成本对量子比特系统地执行不同的校准方法。与没有实施自动量子比特校准的其他系统相比，系统方案提高了实施自动量子比特校准的系统的计算效率，因为在维持高水平的控制和可靠性的同时，避免了不必要的量子比特校准过程或完全的量子比特重置的执行实施自动量子比特校准的系统利用关于量子比特参数的已知信息来校准量子比特参数，与没有实施自动量子比特校准的系统相比，提高了校准过程的质量并减少了成功校准量子比特参数所需的时间。实施自动量子比特校准的系统对误差可能是鲁棒的。当遇到误差时，系统会修复误差，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：获得多个量子比特参数和描述所述多个量子比特参数对一个或多个其他量子比特参数的依赖性的数据；识别量子比特参数；选择包括所识别的量子比特参数和一个或多个依赖的量子比特参数的量子比特参数集；根据描述依赖性的数据顺序地处理所述量子比特参数集中的一个或多个参数，包括，对于所述量子比特参数集中的参数：对该参数执行校准测试；以及当所述校准测试未通过时，对该参数执行第一校准实验或诊断校准算法。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.09 US 15/178,1361.一种方法，包括：获得多个量子比特参数和描述所述多个量子比特参数对一个或多个其他量子比特参数的依赖性的数据；识别量子比特参数；选择包括所识别的量子比特参数和一个或多个依赖的量子比特参数的量子比特参数集；根据描述依赖性的数据顺序地处理所述量子比特参数集中的一个或多个参数，包括，对于所述量子比特参数集中的参数：对该参数执行校准测试；以及当所述校准测试未通过时，对该参数执行第一校准实验或诊断校准算法。2.根据权利要求1所述的方法，其中对所述参数执行第一校准实验或诊断校准算法包括：当所述校准测试未通过时，对所述参数执行第一校准实验；以及当所述第一校准实验由于不可归因于所述参数的误差而未通过时，对所述参数执行诊断校准算法。3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括：当所述第一校准实验由于可归因于所述参数的误差而未通过时，对所述参数执行第二校准实验；当所述第二校准实验未通过时，顺序地中止对所述量子比特参数集中的一个或多个参数的处理；以及当所述参数通过校准测试或第一校准实验中的任何一个时，将所述参数标记为规范内的参数。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第二校准实验包括一个或多个量子比特实验，所述一个或多个量子比特实验具有用于更新参数的值的相应测量结果。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述第二校准实验需要比所述第一校准实验更多的时间或更多的硬件来完成。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中：所述多个量子比特参数和描述所述多个量子比特参数对一个或多个其他量子比特参数的依赖性的数据由有向图表示，该有向图包括对于每个量子比特参数的节点和对于每个依赖性的有向边；识别量子比特参数包括识别与根节点相对应的量子比特参数；选择包括所识别的量子比特参数和一个或多个依赖的量子比特参数的量子比特参数集包括，选择包括与所述根节点相对应的量子比特参数和每个后代节点的量子比特参数的量子比特参数集，其中所述量子比特参数集根据节点祖先排序来排序；以及根据所述描述依赖性的数据顺序地处理所述量子比特参数集中的一个或多个参数包括，根据所述节点祖先排序顺序地处理所述量子比特参数集中的一个或多个参数。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述有向图包括对于同时校准的多个参数的节点。8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述根节点包括其对应的量子比特参数未通过所述校准测试的根节点。9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中对所述参数执行诊断校准算法包括：迭代地对所述量子比特参数和与所述量子比特参数的节点的祖先节点相对应的量子比特参数执行所述第一校准实验和所述第二校准实验中的一个或多个，直到所述量子比特参数和与所述量子比特参数的节点的祖先节点相对应的量子比特参数被确定在规范内或者该过程被中止，对于每次迭代，该迭代执行包括以下的步骤：对所述量子比特参数执行所述第一校准实验；响应于确定所述量子比特参数通过所述第一校准实验，将所述参数标记为规范内的参数；和响应于确定所述量子比特参数由于不可归因于所述参数的误差而未通过所述第一校准实验，选择祖先参数作为所述量子比特参数。10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：响应于确定所述量子比特参数由于可归因于所述参数的误差而未通过所述第一校准实验，对所述量子比特参数执行所述第二校准实验；响应于确定所述量子比特参数通过所述第二校准实验，将所述参数标记为规范内的参数；以及响应于确定所述量子比特参数未通过所述第二校准实验，中止对所述量子比特参数集中的参数的处理。11.根据权利要求9或10所述的方法，其中不可归因于所述参数的误差包括可归因于祖先参数的误差。12.根据权利要求6至11中任一项所述的方法，其中所述有向图是非循环的。13.根据权利要求6至11中任一项所述的方法，其中所述有向图是循环的。14.根据权利要求13所述的方法，其中所选择的量子比特参数集中的相互依赖的参数之间的迭代次数被限制为预定阈值。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所获得的数据进一步包括所述量子比特参数集中的参数的一个或多个属性，所述属性包括(i)要执行校准的相应超时时段，以及(ii)参数值的可接受阈值。16.根据前述权利要求中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：JS凯利，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US