本发明专利技术涉及量子领域，具体提供了一种量子比特读取优化方法，第一部分为使量子比特由|1>态变为|2>态的驱动信号的校准，第二部分为在对量子比特读取前附加|1>态向|2>态转化的驱动信号，以提高|0>态和|1>态之间的读取对比度。与现有技术相比，本发明专利技术的利用量子计算子空间外的更高能级，提高量子比特状态区分度，从而提高量子比特状态分辨能力，同时给出了驱动量子比特由|1>态转变为向|2>态的信号校准方法。方法。方法。
【技术实现步骤摘要】
一种量子比特读取优化方法、装置及计算机介质
[0001]本专利技术涉及量子领域，具体提供一种量子比特读取优化方法、装置及计算机介质。
技术介绍
[0002]量子计算是摩尔定律面临失效的当下人们能够继续大幅提高计算能力的潜在方案。但是，当前量子计算距离能够实际产生应用价值还有一些技术上需要解决的问题，量子比特状态的读取保真度亟待提高是当前面临的问题之一。由于量子系统十分脆弱，一般而言对量子比特状态的直接测量会影响到量子计算子空间的稳定性，因此需要通过量子比特不同状态对测量系统的影响来间接对量子比特进行读取，从而实现量子非破坏性测量。具体来说，量子比特在量子计算子空间内存在两种不同的状态|0>和|1>，而当量子比特分别处于|0>和|1>时测量系统将反映出不同的响应特性。
[0003]以超导量子计算系统为例进行说明，当超导量子比特处于不同状态时，用于读取的平面波导谐振腔将反应出不同的微波传输特性，因此，可以选取在某个特定频率下传输信号的透射强度作为量子比特状态的区分依据。但是，由于最终采集到的经过量子芯片读取传输线以后的读取信号十分微弱，需要经过多次放大才能对读取信号进行采集分析。而读取信号在经过放大器放大时会不可避免的引入噪声，因此最终量子比特分别处于|0>态和|1>态时读取传输线的透射信号强度在一定区间内呈正态分布，且分布区间有一定重合，这就导致了在重合区间内无法判断量子比特当前所处状态，给量子比特读取保真度带来不利影响。/>[0004]如图4所示，图中横坐标表示读取微波传输线透射强度，图中曲线的纵坐标越大，说明在多次测量中测量结果分布在相应透射强度次数越多。从图中可以看出，当透射强度落在矩形区域时，由于量子比特处于|0>和|1>态在该透射强度下均有分布，因此无法根据透射强度判断当前比特状态，导致了量子比特读取保真度的下降。
技术实现思路
[0005]本专利技术是针对上述现有技术的不足，提供一种实用性强的量子比特读取优化方法。
[0006]本专利技术进一步的技术任务是提供一种量子比特读取优化装置。
[0007]本专利技术第三方面的技术任务是提供一种计算机可读介质。
[0008]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0009]一种量子比特读取优化方法，具有如下步骤：
[0010]S1、由标准校准流程得到X门参数，X门作用为将量子比特由|0>态变为|1>态或由|1>态变为|0>态；
[0011]S2、定义X1→2门，X1→2门将量子比特由|1>态变为|2>态或由|2>态变为|1>态；
[0012]S3、校准得到X1→2门的特征频率，X1→2门的特征频率等于量子比特|1>态和|2>态之间能级差所对应的频率；
[0013]S4、校准得到X1→2门的微波参数；
[0014]S5、在对量子比特进行读取前对量子比特附加X1→2门；
[0015]S6、在应用X1→2门后量子比特读取结果变为了|0>态和|2>态；
[0016]S7、由|0>态|2>态映射到|0>态|1>态进行分析，在单次读取中当读取到结果为|2>态时简单地认为此次读取结果为|1>态即可；
[0017]S8、在步骤S7中将|2>态映射回|1>态不会对量子计算结果分析造成任何不利影响，|0>态和|2>态之间读取信号相对|0>态和|1>态之间有更高区分度。
[0018]进一步的，在步骤S3中，校准方法为：
[0019]S301、对处于初始|0>态的量子比特应用X门，使得量子比特由|0>态变为|1>态；
[0020]S302、随后对比特应用一频率可变的微波信号，该信号的频率范围取决于所设计量子比特的非谐性，若非谐性为负，该驱动信号频率扫描范围为(a,f
01
)，其中f
01
为X门的驱动频率，且a<f
01
，若非谐性为正，该驱动信号频率扫描范围为(f
01
,b)，其中f
01
为X门的驱动频率，且b>f
01
；
[0021]S303、当驱动微波的频率等于X1→2门的特征频率时，将观察到读取谐振腔透射强度的变化，此时的驱动频率选取为X1→2门的特征频率。
[0022]作为优选，在步骤S4中，所述的微波参数包括微波振幅和长度，校准方法固定微波振幅改变微波长度或固定微波长度改变微波振幅。
[0023]进一步的，在步骤S6中，如步骤S5所述，在对量子比特施加X1→2门时，对于|0>态而言，由于X1→2门的特征频率与|0>态|1>态之间能级差对应的频率不同，因此此操作对|0>态无效，对于|1>态而言，X1→2门将会把|1>态驱动到|2>态，即在应用X1→2门后量子比特读取结果变为了|0>态和|2>态。
[0024]进一步的，在步骤S7中，|0>态和|0>态之间，|1>态和|2>态之间有一一对应关系，由|0>态|2>态映射到|0>态|1>态进行分析，在单次读取中当读取到结果为|2>态时简单地认为此次读取结果为|1>态即可。
[0025]进一步的，在步骤S8中，量子计算结果输出局限于二进制编码中，因此其实|2>态为冗余信息，将|2>态映射回|1>态不会对量子计算结果分析造成任何不利影响，|0>态和|2>态之间读取信号相对|0>态和|1>态之间有更高区分度。
[0026]一种量子比特读取优化装置，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
[0027]所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；
[0028]所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行一种量子比特读取优化方法。
[0029]一种计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行一种量子比特读取优化方法。
[0030]本专利技术的一种量子比特读取优化方法、装置及计算机介质和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：
[0031本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种量子比特读取优化方法，其特征在于，具有如下步骤：S1、由标准校准流程得到X门参数，X门作用为将量子比特由|0>态变为|1>态或由|1>态变为|0>态；S2、定义X1→2门，X1→2门将量子比特由|1>态变为|2>态或由|2>态变为|1>态；S3、校准得到X1→2门的特征频率，X1→2门的特征频率等于量子比特|1>态和|2>态之间能级差所对应的频率；S4、校准得到X1→2门的微波参数；S5、在对量子比特进行读取前对量子比特附加X1→2门；S6、在应用X1→2门后量子比特读取结果变为了|0>态和|2>态；S7、由|0>态|2>态映射到|0>态|1>态进行分析，在单次读取中当读取到结果为|2>态时简单地认为此次读取结果为|1>态即可；S8、在步骤S7中将|2>态映射回|1>态不会对量子计算结果分析造成任何不利影响，|0>态和|2>态之间读取信号相对|0>态和|1>态之间有更高区分度。2.根据权利要求1所述的一种量子比特读取优化方法，其特征在于，在步骤S3中，校准方法为：S301、对处于初始|0>态的量子比特应用X门，使得量子比特由|0>态变为|1>态；S302、随后对比特应用一频率可变的微波信号，该信号的频率范围取决于所设计量子比特的非谐性，若非谐性为负，该驱动信号频率扫描范围为(a,f
01
)，其中f
01
为X门的驱动频率，且a<f
01
，若非谐性为正，该驱动信号频率扫描范围为(f
01
,b)，其中f
01
为X门的驱动频率，且b>f
01
；S303、当驱动微波的频率等于X1→2门的特征频率时，将...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘幼航，刘强，
申请(专利权)人：浪潮集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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