本发明专利技术提供一种用于减少量子计算系统中的量子比特泄漏错误的装置。根据一种实施例，用于减少量子比特泄漏错误的装置包括：能够选择性地彼此耦合的第一量子比特和第二量子比特。该装置还可包括第一能量耗散结构，其能够选择性地与第一量子比特耦合，其中第一能量耗散结构构造成耗散传递到第一能量耗散结构的能量。该装置还可包括控制单元，其构造成：执行第一量子操作以将量子态的至少一种属性从第一量子比特传递到第二量子比特；将第一量子比特耦合于第一能量耗散结构，持续一时间间隔；以及在所述时间间隔之后执行第二量子操作以将量子态的至少一种属性从第二量子比特传递到第一量子比特。到第一量子比特。到第一量子比特。
【技术实现步骤摘要】
量子比特泄漏错误减少
[0001]本公开涉及量子计算，并且更具体地涉及一种用于减少量子计算系统中的量子比特泄漏错误的装置。
技术介绍
[0002]在量子计算中，二进制信息通常存储在两级量子系统中。但是，这种量子比特的许多实现或实施具有两个以上的能级。在这种情况下，通常将量子比特分配给两个最低能级，这形成了计算基础。为了使系统准确地实施量子比特，应避免激发较高的能级。这些较高能级中的任何一个成为激发的情况可以称为泄漏错误。例如，这可能是由于应用于量子比特的门操作或系统-环境的相互作用而发生的。泄漏错误无法通过典型量子错误校正解决，该典型量子错误校正仅在计算基础内处理错误。
技术实现思路
[0003]提供本概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的详细描述中进一步描述。本概述既不旨在确定要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制要求保护的主题的范围。
[0004]目的是提供一种用于减少量子计算系统中的量子比特泄漏错误的装置。由独立权利要求的特征实现前述目的和其他目的。另外的实施形式根据从属权利要求、说明书和附图是显而易见的。
[0005]根据第一方面，一种用于减少量子比特泄漏错误的装置包括：第一量子比特和第二量子比特，其能够选择性地耦合到彼此；第一能量耗散结构，其能够选择性地耦合到第一量子比特，其中第一能量耗散结构构造成耗散传递到第一能量耗散结构的能量；和控制单元，其构造成：执行第一量子操作以将量子态的至少一种属性(property)从第一量子比特传递到第二量子比特；将第一量子比特耦合到第一能量耗散结构，持续一时间间隔；以及在所述时间间隔之后执行第二量子操作以将量子态的至少一种属性从第二量子比特传递到第一量子比特。该装置例如可以减少第一量子比特中的泄漏错误。
[0006]在第一方面的一种实施方式中，装置还包括第二能量耗散结构，第二能量耗散结构能够选择性耦合到第二量子比特，其中第二能量耗散结构构造成耗散传递到第二能量耗散结构的能量；并且其中控制单元还构造成：在执行第一量子操作之前，通过将第二量子比特耦合到第二能量耗散结构将第二量子比特初始化为基态；和/或在执行第二量子操作之后，通过将第二量子比特耦合到第二能量耗散结构将第二量子比特初始化为基态。该装置例如可以有效地初始化第二量子比特，用于存储来自第一量子比特的至少一种属性。
[0007]在第一方面的另一实施形式中，第一能量耗散结构和/或第二能量耗散结构包括至少一个正常金属-绝缘体-超导体NIS结。该装置例如可以有效地将能量从第一量子比特传递到能量耗散结构，从而减少第一量子比特的非计算状态的填充(population)。
[0008]在第一方面的另一种实施形式中，第一能量耗散结构和/或第二能量耗散结构包
括量子电路制冷器QCR，其中QCR包括电压偏置的超导体-绝缘体-正常金属-绝缘体-超导体SINIS结，并且其中第一量子比特电耦合到第一能量耗散结构的SINIS结的正常金属，和/或第二量子比特电耦合到第二能量耗散结构的SINIS结的正常金属。该装置例如可以有效地并且以可控制的方式将能量从第一量子比特传递到能量耗散结构，从而减少第一量子比特的非计算状态的填充。
[0009]在第一方面的另一实施形式中，控制单元构造成，通过调节第一能量耗散结构的SINIS结的偏置电压，将第一量子比特耦合到第一能量耗散结构，持续一时间间隔。该装置例如可以有效地控制能量耗散结构与第一量子比特之间的耦合。
[0010]在第一方面的另一实施形式中，第一能量耗散结构和/或第二能量耗散结构构造成经由NIS/SINIS结中光子辅助的电子隧穿耗散传递至能量耗散结构的光子能量。该装置例如可以有效地耗散传递到第一能量耗散结构的光子能量。
[0011]在第一方面的另一实施形式中，第一量子比特和/或第二量子比特包括超导量子比特。
[0012]在第一方面的另一实施形式中，第一量子比特和/或第二量子比特包括传输子(transmon)量子比特。
[0013]在第一方面的另一实施形式中，控制单元构造成，在第一量子比特和第二量子比特之间通过执行SWAP或iSWAP操作，执行第一量子操作和/或第二量子操作。该装置例如可以有效地在第一量子比特和第二量子比特之间传递量子态的至少一种属性。
[0014]在第一方面的另一种实施方式中，控制单元构造成，通过经由移位(shift)第一量子比特/第二量子比特的谐振频率使第一量子比特和第二量子比特进入谐振，执行第一量子操作和/或第二量子操作。该装置例如可以有效地控制在第一量子比特和第二量子比特之间的量子态的至少一种属性的传递。
[0015]在第一方面的另一实施形式中，控制单元构造成经由通量调谐移位第一量子比特/第二量子比特的谐振频率。该装置例如可以有效地移位第一量子比特/第二量子比特的谐振频率。
[0016]在第一方面的另一实施方式中，该装置还包括：第一多个量子比特，其包括第一量子比特；第二多个量子比特，其包括第二量子比特，其中第二多个量子比特中的每个量子比特能够选择性地耦合到第一多个量子比特中对应的量子比特；和多个能量耗散结构，其包括第一能量耗散结构，其中多个能量耗散结构中的每个能量耗散结构能够选择性地耦合到第一多个量子比特中对应的量子比特，并且其中多个能量耗散结构中的每个能量耗散结构构造成耗散传递到所述能量耗散结构的能量；其中控制单元还构造成：执行第一量子操作以将量子态的至少一种属性从第一多个量子比特中的每个量子比特传递到第二多个量子比特中对应的量子比特；将第一多个量子比特中的每个量子比特耦合到多个能量耗散结构中对应的能量耗散结构，持续一时间间隔；并且执行第二量子操作以将量子态的至少一种属性从第二多个量子比特中的每个量子比特传递到第一多个量子比特中对应的量子比特。当量子态由第一多个量子比特集体形成时，该装置例如可以减少泄漏错误。
[0017]根据第二方面，一种量子计算系统包括根据第一方面的装置。
[0018]根据第三方面，一种用于减少量子比特泄漏错误的方法包括：执行第一量子操作以将量子态的至少一种属性从第一量子比特传递到第二量子比特；将第一量子比特耦合到
能量耗散结构，持续一时间间隔；以及在所述时间间隔之后，执行第二量子操作以将量子态的至少一种属性从第二量子比特传递到第一量子比特。
[0019]根据第四方面，一种计算机程序产品包括程序代码，程序代码构造成，当在计算机上执行所述计算机程序产品时，执行根据第三方面的方法。
[0020]因为许多附带特征通过参考以下结合附图考虑的详细描述变得更好理解，因此将更容易地领会到许多附带特征。
附图说明
[0021]在下文中，将参考附图更详细地描述示例实施例，其中：
[0022]图1示出根据一种实施例的用于减少量子比特泄漏错误的装置的示意图；
[0023]图2示出根据另一实施例的用于减少量子比特泄漏错误的装置的示意图；
[0024]图3示出根据一种实施例的能量耗散结构的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于减少量子比特泄漏错误的装置(100)，其特征在于，包括：第一量子比特(101)和第二量子比特(102)，第一量子比特(101)和第二量子比特(102)能够选择性地耦合到彼此；第一能量耗散结构(103)，其能够选择性地耦合到第一量子比特，其中第一能量耗散结构(103)构造成对传递到第一能量耗散结构(103)的能量进行耗散；和控制单元(104)，其构造成：执行第一量子操作以将量子态的至少一种属性从第一量子比特(101)传递到第二量子比特(102)；将第一量子比特(101)耦合于第一能量耗散结构(103)，持续一时间间隔；以及在所述时间间隔之后执行第二量子操作以将量子态的至少一种属性从第二量子比特(102)传递到第一量子比特(101)。2.根据权利要求1所述的装置(100)，其特征在于，还包括第二能量耗散结构(201)，第二能量耗散结构(201)能够选择性耦合到第二量子比特(102)，其中第二能量耗散结构(201)构造成对传递到第二能量耗散结构的能量进行耗散，并且其中控制单元(104)还构造成：在执行第一量子操作之前，通过将第二量子比特(102)耦合到第二能量耗散结构(201)将第二量子比特(102)初始化为基态；和/或在执行第二量子操作之后，通过将第二量子比特(102)耦合到第二能量耗散结构(201)将第二量子比特初始化(102)为基态。3.根据权利要求1或2所述的装置(100)，其特征在于，第一能量耗散结构(103)和/或第二能量耗散结构(201)包括至少一个正常金属-绝缘体-超导体NIS结。4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其特征在于，第一能量耗散结构(103)和/或第二能量耗散结构(201)包括量子电路制冷器QCR，其中QCR包括电压偏置的超导体-绝缘体-正常金属-绝缘体-超导体SINIS结，并且其中第一量子比特(101)电耦合到第一能量耗散结构(103)的SINIS结的正常金属，和/或第二量子比特(102)电耦合到第二能量耗散结构(201)的SINIS结的正常金属。5.根据权利要求4所述的装置(100)，其特征在于，控制单元(104)构造成，通过调节第一能量耗散结构(103)的SINIS结的偏置电压，将第一量子比特(101)耦合于第一能量耗散结构(103)，持续所述时间间隔。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其特征在于，第一能量耗散结构(103)和/或第二能量耗散结构(201)构造成经由NIS/SINIS结中光子辅助的电子隧穿耗散传递至能量耗散结构的光子能量。7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其特征在于，第一量子比...
【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：IQM芬兰有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。