基于天线的量子位退火方法技术

提供了促进基于天线的量子位热退火的系统和技术。在一个示例中，射频发射器，发射器和/或天线可以位于具有耦合到一组一个或多个电容器极板的约瑟夫森结的超导量子位芯片上方。射频发射器，发射器和/或天线可以将电磁信号发射到一组一个或多个电容器极板上。电容器极板可用作接收天线，因此接收电磁信号。在接收到电磁信号时，可以在电容器极板中感应出交流电流和/或电压，该电流和/或电压由此加热极板和约瑟夫森结。约瑟夫森结的加热可以改变其物理性质，从而使约瑟夫森结退火。在另一示例中，发射器可以定向电磁信号以避免超导量子位芯片上的相邻量子位的不期望的退火。芯片上的相邻量子位的不期望的退火。芯片上的相邻量子位的不期望的退火。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于天线的量子位退火方法


[0001]本专利技术涉及量子位(qubit)退火，并且更具体地，涉及利用天线促进量子位退火。量子位(例如，量子二进制数)是经典位的量子力学模拟。经典位只能具有两个基本状态(例如0或1)之一，而量子位可以具有这些基本状态的叠加(例如，α|0>+β|1>，其中α和β是复标量，使得|α|2+|β|2＝1)，理论上，与相同数量的经典位相比，量子位可以按指数方式存储更多信息。因此，理论上，量子计算机(例如，使用量子位而不是仅使用经典位的计算机)可以快速解决对于经典计算机而言极其困难的问题。通过改进多量子位芯片的制造和处理，可以提高量子计算机的效率。由于频率冲突和/或量子串扰的现象(例如，多个相邻的量子位具有太相似的谐振频率，使得它们彼此之间有不期望的相互作用)，精确地调谐和/或改变量子位频率的能力在多量子位芯片的构建中至关重要。用于这种频率控制的传统解决方案包括可变频率量子位的调谐和固定频率量子位的热退火。可变频率量子位具有共振频率，可以通过暴露于外部磁场来进行调谐。但是，量子位芯片上所需的附加调谐电路会增加不必要的复杂性和噪声。固定频率量子位的热退火涉及加热量子位以改变其物理特性(例如谐振频率)，在量子位操作期间不会引入这种噪声(这是在与超导机制兼容的低温下实现的)。传统上，量子位的热退火是通过使用光子芯片进行的，其中激光源通过(在室温或超导范围以外的温度下实现的)Mach-Zehnder开关物理路由到光子芯片上的不同位置。尽管使用这种系统可以在多量子位芯片上并行退火多个量子位，但是在光子芯片上每个位置的最大激光功率(例如，因此具有最大退火能力)取决于路由到芯片上另一个位置的功率量(例如，如果将来自激光源的更多功率路由到位置1，则可以将来自激光源的更少的功率同时路由到位置2)。因此，传统的量子位激光退火最适合串行退火，而不是同时/并行量子位退火。因此，传统的量子位退火不能促进多量子位芯片上一个或多个量子位的独立和/或同时局部退火。

技术实现思路

[0002]以下给出了概述，以提供对本专利技术的一个或多个实施例的基本理解。该概述并非旨在标识关键或重要元素，也不旨在描绘本专利技术的特定实施例的任何范围或权利要求的任何范围。其唯一目的是以简化的形式呈现概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。在本文描述的本专利技术的实施例中，描述了促进基于天线的量子位退火的系统和方法。
[0003]根据本专利技术的实施例，系统可以包括具有第一约瑟夫森结的超导量子位芯片，该第一约瑟夫森结具有一个或多个电容器极板的第一组。系统还可以包括位于超导量子位芯片上方的第一射频(RF)发射器。第一RF发射器可以将第一电磁信号发射到该一个或多个电容器极板的第一组上。基于第一电磁信号的接收，该一个或多个电容器极板的第一组可以在第一约瑟夫森结或在距第一约瑟夫森结的限定距离内产生交流电流或电压。然后，所产生的交流电流或电压可以使第一约瑟夫森结退火。这样提供的一个优点是促进了一种新的热退火一个或多个量子位的技术(例如，通过基于天线的电磁波，而不是光子激光器)，该技术利用了超导量子位芯片上的现有量子电路(例如，退火量子位)而无需修改量子位或量子
位芯片的现有结构/电路。可选地，系统可以包括在超导量子位芯片上的第二约瑟夫森结，该第二约瑟夫森结具有一个或多个电容器极板的第二组。在这种情况下，第一RF发射器可以将第一电磁信号向第一约瑟夫森结的一个或多个电容器极板的第一组定位，以防止第二约瑟夫森结被第一电磁信号退火。由此提供的优点是便于独立的量子位退火(例如，在多量子位芯片上对一个量子位进行退火，而不会不必要地影响相邻量子位的特性，使得每个量子位可以达到各种和/或不同和/或不同级别的退火)。系统可以可选地进一步包括第二RF发射器。第二RF发射器可以向一个或多个电容器极板的第二组发射第二电磁信号并将其定位在第二组处，从而使第二约瑟夫森结退火。此外，第二RF发射器可以独立于发射并定位第一电磁信号的第一RF发射器，并与之同时或顺序地发射和定位第二电磁信号，从而分别促进第一约瑟夫森结和第二约瑟夫森结的独立并同时或顺序地局部退火。这样做的优点是有助于在多量子位芯片上对多个量子位进行独立和/或同时/并行的局部退火(例如，在同一芯片上同时并独立地退火多个量子位，从而每个量子位可以达到可能与相邻量子位的退火水平不同的退火水平)，因此，与串行退火相比加速了整个退火过程从而节省时间，并且改善了频率分配并减少了量子串扰。
[0004]根据本专利技术的实施例，一种计算机实现的方法可以包括：经由第一RF发射器将第一电磁信号发射到超导量子位芯片的第一约瑟夫森结的一个或多个电容器极板的第一组上。发射可在一个或多个电容器极板的第一组中感应出交流电流或电压。然后，交流电流或电压可以加热第一约瑟夫森结，从而基于发射对第一约瑟夫森结进行退火。这样做的优点是促进了一种对量子位进行热退火的新技术，该技术利用了超导量子位芯片上的现有量子电路(例如，无需修改超导量子位芯片上的现有量子电路)。可选地，该方法可以进一步包括通过第一RF发射器将第一电磁信号向第一约瑟夫森结的一个或多个电容器极板的第一组定位。这可以防止通过第一电磁信号使超导量子位芯片上的第二约瑟夫森结退火。这样做的优点是有利于多个量子位的独立退火(例如，将多量子位芯片上的一个量子位退火到限定的退火水平，而不会不希望地影响/退火多量子位芯片上的其他附近的量子位)。该方法可以可选地进一步包括：通过向第二约瑟夫森结的一个或多个电容器极板的第二组发射和定位第二电磁信号，由第二RF发射器对第二约瑟夫森结进行退火。而且，第二电磁信号的发射和定位可以独立于第一电磁信号的发射和定位，并与之同时发生或顺序发生。这可以分别促进第一约瑟夫森结和第二约瑟夫森结的独立并同时或顺序的局部退火。这样的优点是有助于在多量子位芯片上对多个量子位进行独立且同时的局部退火(例如，在多量子位芯片上同时退火多个量子位，以使芯片上的每个量子位达到不同程度的退火，并且使得芯片上各个量子位的不同退火水平可以不同)。
[0005]根据本专利技术的实施例，一种设备可以包括具有第一量子位的超导量子位芯片，该第一量子位具有第一约瑟夫森结和一个或多个电容器极板的第一组。该设备还可以包括位于超导量子位芯片上方的第一天线。第一天线可以将第一电磁波发射到一个或多个电容器极板的第一组上。然后，第一电磁波可以加热第一量子位，从而使第一量子位的第一约瑟夫森结退火。这样做的优点是促进了一种量子位退火的新技术，该技术利用了超导量子位芯片上的现有量子电路，从而消除了用专用的退火/调谐电路改造芯片的需求。可选地，第一天线可以调节第一电磁波的持续时间，频率或幅度中的至少一个，以实现第一量子位的第一约瑟夫森结的退火的限定水平。这样做的优点是有利于量子位的独立退火，从而可以通
过控制/调节所发射的电磁波的特性来控制由量子位实现的退火水平。
[0006]根据本专利技术的实施例，计算机实施的方法可以包括经由第一天线将第一电磁波发射到超导量子位芯片的一个或多个电容器极板的第一组上。然后，第一电磁波可以加热超导量子位芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种计算机实现的方法，包括：通过第一射频(RF)发射器将第一电磁信号发射到超导量子位芯片的第一约瑟夫森结的一个或多个电容器极板的第一组上，其中该发射可在一个或多个电容器极板的第一组中感应出交流电流或电压；通过第一RF发射器将第一电磁信号定位于第一约瑟夫森结的一个或多个电容器极板的第一组，以防止第一电磁信号使超导量子位芯片上的第二约瑟夫森结退火；以及通过第一RF发射器基于该发射对第一约瑟夫森结退火。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：控制第一电磁信号的持续时间，频率或幅度中的至少一个，以产生第一约瑟夫森结退火的限定水平。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：基于达到第一约瑟夫森结退火的限定水平，停止发射第一电磁信号。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过第二RF发射器通过向第二约瑟夫森结的一个或多个电容器极板的第二组发射和定位第二电磁信号来使第二约瑟夫森结退火，其中，第二电磁信号的发射和定位独立于第一电磁信号的发射和定位并且与之同时或顺序发生，从而分别促进第一约瑟夫森结和第二约瑟夫逊森的独立并同时或顺序的局部退火。5.根据权利要求4所述的方法，其中第一RF发射器位于第一约瑟夫森结的一个或多个电容器极板的第一组的上方，第二RF发射器位于第二约瑟夫森结的一个或多个电容器极板的第二组的上方。6.根据权利要求1所述的方法，其中第一电磁信号的频率属于电磁频谱的微波区域。7.一种装置，包括：具有第一约瑟夫森结的超导量子位芯片，第一约瑟夫森结具有一个或多个电容器极板的第一组；位于超导量子位芯片上方的第一射频(RF)发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：S罗森布拉特，RO托帕洛格卢，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：