一种用于超导量子比特测控的射频电路板制造技术

本发明专利技术提供了一种用于超导量子比特测控的射频电路板结构，包括：多个第一信号调制模块和控制单元；每个第一信号调制模块用于将终端设备产生的测控指令信息发送至量子芯片内；控制单元内设有第二信号调制模块和信号解调模块；第二信号调制模块用于将量子芯片反馈的运算结果信息传递至终端设备内；信号解调模块用于解调量子芯片反馈的运算结果信息；其中，每个第一信号调制模块和控制单元分别单独集成封装成一体；控制单元通过通信网络可选择地与多个第一信号调制模块耦合。本发明专利技术通过集成封装的第一信号调制模块和控制单元，使得终端设备进行量子测控实验时，无需经过大量的设备调试工作，极大地减小了量子测控实验的准备时长。长。长。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超导量子比特测控的射频电路板


[0001]本专利技术涉及量子计算机领域，尤其涉及一种用于超导量子比特测控的射频电路板。

技术介绍

[0002]对量子比特的状态信息进行操控通常是通过编程控制诸多仪器实现的，这些林林总总的仪器在使用过程中不仅需要占用大量的空间，而且，单一的设备之间并不匹配、很多情况下无法各自兼容。这些因素使得量子测控实验前需要进行大量的调试才能进入开始实验，这一点极大地制约了量子计算机的发展。

技术实现思路

[0003]为了解决
技术介绍
中提到的量子测控使用前需要进行大量的调试的问题，本专利技术提出了如下技术方案：
[0004]一种用于超导量子比特测控的射频电路板，其特征在于，包括：多个第一信号调制模块和控制单元；
[0005]每个所述第一信号调制模块用于将终端设备产生的测控指令信息发送至量子芯片内；
[0006]所述控制单元的一端与所述终端设备连接，所述控制单元的另一端与所述量子芯片连接；所述控制单元内设有第二信号调制模块和信号解调模块；所述第二信号调制模块用于将所述量子芯片反馈的运算结果信息传递至所述终端设备内；所述信号解调模块用于解调所述量子芯片反馈的运算结果信息；
[0007]其中，每个所述第一信号调制模块和所述控制单元分别单独集成封装成一体；所述控制单元通过通信网络可选择地与多个所述第一信号调制模块耦合。
[0008]其中，每个所述第一信号调制模块均与所述控制单元的时钟同步。
[0009]其中，所述第一信号调制模块和所述第二信号调制模块均包括：主控芯片、信号源、数模转换器和混频器；
[0010]所述主控芯片受控于所述终端设备，所述主控芯片用于在所述终端设备的控制下编译并输出相应的测控指令信号；
[0011]所述信号源的一端与所述混频器的一端相连，所述信号源的另一端与所述主控芯片相连；所述信号源用于提供本振信号；
[0012]所述数模转换器的一端与所述主控芯片相连，所述数模转换器的另一端与所述混频器相连；所述数模转换器用于将数字信号转换成模拟信号；
[0013]所述混频器的一端与所述主控芯片相连，所述混频器的另一端与所述量子设备相连；所述混频器用于调制输出信号的频率。
[0014]进一步地，所述主控芯片均搭载两颗外拓的高速运行内存。
[0015]进一步地，所述量子芯片设于超导装置内；所述超导装置用于为所述量子芯片的
信号传输提供超导环境。
[0016]进一步地，所述混频器的输出端设有多个串联连接的衰减器。
[0017]进一步地，所述数模转换器的输出端口还设有多个运算放大器；所述运算放大器用于放大模拟测控指令信号。
[0018]进一步地，所述信号解调模块包括：模数转换器和相位解调器；
[0019]所述模数转换器的一端与所述信号解调模块内的所述主控芯片相连，所述模数转换器的另一端与所述相位解调器相连；所述模数转换器用于将模拟信号转换成数字信号；
[0020]所述相位解调器一端与所述量子设备相连，用于将所述量子设备内反馈的信号与所述信号源发出的本振信号混频调相，从而解调出模拟运算结果信号。
[0021]进一步地，所述第二信号调制模块内的所述本振信号和所述信号解调模块内的所述本振信号同频。
[0022]有益效果：本专利技术通过集成封装的第一信号调制模块和控制单元，使得终端设备进行量子测控时，无需经过大量的设备调试工作，极大地减小了量子测控实验的准备时长。
附图说明
[0023]图1为根据本专利技术实施例提供的一种用于超导量子比特测控的射频电路板电路连接结构图；
[0024]图2为根据本专利技术实施例提供的一种用于超导量子比特测控的射频电路板的原理结构图；
[0025]图3为根据本专利技术实施例提供的第一信号调制模块的连接结构图；
[0026]图4为根据本专利技术实施例提供控制单元的连接结构图。
具体实施方式
[0027]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0028]图1为根据本专利技术实施例提供的一种用于超导量子比特测控的射频电路板电路连接结构图。
[0029]图2为根据本专利技术实施例提供的一种用于超导量子比特测控的射频电路板的原理结构图。
[0030]一并参考图1和图2，一种超导量子比特测控的射频电路，设于终端设备3和量子芯片4之间，其内包括多个第一信号调制模块1和一个控制单元2。其中，终端设备3与量子芯片4之间通过第一信号调制模块1内发送的测控指令进行交互。控制单元2内设有三个通信端口，第一通信端口与每个第一信号调制模块1之间通过通信网络5耦合连接。第二通信端口与终端设备3相连，第三通信端口与量子芯片4相连。控制单元2内设有第二信号调制模块21和信号解调模块22。其中，第二信号调制模块21用于将量子芯片4反馈的信号传递至终端设备3内，信号解调模块22用于解调量子芯片4处反馈的信号。在量子测控实验中，实验人员通过在终端设备3对集成化的控制单元2进行编程调控，从而控制集成化的多个第一信号调制模块1同步发送测控指令，由此实现了终端设备3和量子芯片4的人机交互。
[0031]图3为根据本专利技术实施例提供的第一信号调制模块1的连接结构图。
[0032]图4为根据本专利技术实施例提供控制单元2的连接结构图。
[0033]一并参考图2和图3，第一信号调制模块1的连接结构图相同和第二信号调制模块21内的连接结构图相同，均包括：主控芯片11、信号源12、数模转换器13和混频器14。信号源12一端与主控芯片11相连，另一端与混频器14的输入端相连。数模转换器13一端与主控芯片11相连，另一端经过运算放大器15之后与混频器14的另一输入端相连。混频器14的输出端经过多个串联的衰减器16后与量子芯片4单向连接。其中，位于第二信号调制模块21内的主控芯片11与终端设备3直接相连，每块位于第一信号调制模块1内的主控芯片11与控制单元2之间通过通信网络5相连。实验人员可在终端设备3上对第二信号调制模块21内的主控芯片11进行编程，从而控制每个第一信号调制模块1内的主控芯片11发射相应的测控信号至量子芯片4。
[0034]具体地，参考图3，控制单元2内的信号解调模块22包括模数转换器221和解调器。其中，模数转换器221一端与控制单元2内的主控芯片11相连，另一端解调器相连。解调器的输入端口分别于量子芯片4和信号源12相连，量子芯片4处经过超导装置6后反馈而来的信号与信号源12输入的本振信号相乘进行相位解调，从而将反馈信号中的交互信息解调并输入模数转换器221中。其中，在控制单元2内，第二信号调制模块21的本振信号与信号解调模块22内的本振信号同频同相。
[0035]以下结合实施例1对本专利技术做进一步说明：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超导量子比特测控的射频电路板，其特征在于，包括：多个第一信号调制模块(1)和控制单元(2)；每个所述第一信号调制模块(1)用于将终端设备(3)产生的测控指令信息发送至量子芯片(4)内；所述控制单元(2)的一端与所述终端设备(3)连接，所述控制单元(2)的另一端与所述量子芯片(4)连接；所述控制单元(2)内设有第二信号调制模块(21)和信号解调模块(22)；所述第二信号调制模块(21)用于将所述量子芯片(4)反馈的运算结果信息传递至所述终端设备(3)内；所述信号解调模块(22)用于解调所述量子芯片(4)反馈的运算结果信息；其中，每个所述第一信号调制模块(1)和所述控制单元(2)分别单独集成封装成一体；所述控制单元(2)通过通信网络(5)可选择地与多个所述第一信号调制模块(1)耦合。2.根据权利要求1中所述的一种用于超导量子比特测控的射频电路板，其特征在于，每个所述第一信号调制模块(1)均与所述控制单元(2)的时钟同步。3.根据权利要求1～2任意一项中所述的一种用于超导量子比特测控的射频电路板，其特征在于，所述第一信号调制模块(1)和所述第二信号调制模块(21)均包括：主控芯片(11)、信号源(12)、数模转换器(13)和混频器(14)；所述主控芯片(11)受控于所述终端设备(3)，所述主控芯片(11)用于在所述终端设备(3)的控制下编译并输出相应的测控指令信号；所述信号源(12)的一端与所述混频器(14)的一端相连，所述信号源(12)的另一端与所述主控芯片(11)相连；所述信号源(12)用于提供本振信号；所述数模转换器(13)的一端与所述主控芯片(11)相连，所述数模转换器(13)的另一端与所述混频器(14)相连；所述数模转换器(13)用于将数字信号转换成模拟信...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞圣，施巍，邹宏洋，谢金辉，孟贵华，
申请(专利权)人：深圳量旋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：