可调耦合器及其校准方法和装置、量子测控系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可调耦合器及其校准方法和装置、量子测控系统、可读存储介质，所述校准方法不直接对可调耦合器的频率进行直接表征，通过对可调耦合器的磁通偏置(也即偏置电压以及脉冲电压)进行相应设置，完成可调耦合器的校准，并获得有效耦合处于关闭状态的可调耦合器的工作点。本发明专利技术提出的校准方法，不需要考虑如何表征可调耦合器频率的问题，故而不依赖可调耦合器工作频率的频率源，有效节省了整个硬件系统的成本。整个硬件系统的成本。整个硬件系统的成本。

【技术实现步骤摘要】
可调耦合器及其校准方法和装置、量子测控系统


[0001]本专利技术涉及量子计算
，尤其是涉及一种可调耦合器及其校准方法和装置、量子测控系统、可读存储介质。

技术介绍

[0002]一般地，在基于可调耦合器的超导量子比特扩展架构中，两个超导量子比特间通过一个固定的电容耦合以及一个可以调节耦合系数的可调耦合器实现耦合，可调耦合器的耦合参数可正可负，因此在实现在一定参数下，可实现完全关断耦合的效果。可调耦合器的工作原理是通过调节可调耦合器的频率，改变两个超导量子比特之间的有效耦合，进而实现隔离，或者两比特门操作。因此，在可调耦合器的研发阶段，我们需要知道有效耦合与可调耦合器的频率的精确对应关系，以实现对可调耦合器工作点的校准。
[0003]现有技术中有关如何获取可调耦合器的频率，实际上是将可调耦合器视为一个超导量子比特，对其进行能谱测量。专利技术人发现，现有技术中对可调耦合器的频率表征，要求额外的单腔多比特联合读取技术，并且在能谱实验中，需要有切实能够达到可调耦合器工作频率的频率源，大大提高了整个硬件系统的成本。
[0004]因此，如何在有效降低对硬件系统成本的前提下实现可调耦合器的工作点校准，成为本领域亟待解决的技术问题。
[0005]需要说明的是，公开于本申请
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本申请一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种可调耦合器及其校准方法和装置、量子测控系统、可读存储介质，用于解决现有技术中直接表征可调耦合器的频率会提高硬件系统成本的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种可调耦合器的校准方法，可调耦合器用于两个超导量子比特间的耦合，所述两个超导量子比特分别为第一超导量子比特以及第二超导量子比特；
[0008]所述校准方法包括以下步骤：
[0009]获取所述第一超导量子比特的频率随所述可调耦合器的偏置电压变化的第一数据；
[0010]基于所述第二超导量子比特的量子态、所述可调耦合器的脉冲电压，对所述第一超导量子比特进行Ramsey干涉实验，获取所述第一超导量子比特的第一频率；
[0011]基于所述第一数据以及所述第一频率，获取所述第一频率对应的所述偏置电压为第一偏置电压，并将所述可调耦合器的偏置电压设置为所述第一偏置电压。
[0012]可选地，所述基于所述第二超导量子比特的量子态、所述可调耦合器的脉冲电压，
对所述第一超导量子比特进行Ramsey干涉实验，获取所述第一超导量子比特的第一频率，包括：
[0013]获取所述第二超导量子比特的量子态处于|0>时，所述第一超导量子比特的振荡频率随所述脉冲电压变化的第二数据；
[0014]获取所述第二超导量子比特的量子态处于|1>时，所述第一超导量子比特的振荡频率随所述脉冲电压变化的第三数据；
[0015]基于所述第二数据以及所述第三数据，获取所述第一超导量子比特的Ramsey干涉实验结果随所述脉冲电压变化而发生变化最小时，对应的所述第一超导量子比特的频率，此时，所述第一超导量子比特的频率为所述第一频率。
[0016]可选地，所述基于所述第二数据以及所述第三数据，获取所述第一超导量子比特的Ramsey干涉实验结果随所述脉冲电压变化而发生变化最小时，对应的所述第一超导量子比特的频率，此时，所述第一超导量子比特的频率为所述第一频率，包括：
[0017]基于所述第二数据以及所述第三数据，获取所述第一超导量子比特的Ramsey干涉实验结果随所述脉冲电压变化而发生变化最小时对应的所述脉冲电压为第一脉冲电压；
[0018]获取在所述脉冲电压为所述第一脉冲电压时，所述第二数据中对应的所述第一超导量子比特的频率为所述第一频率。
[0019]可选地，在获取所述第一频率前，还包括：
[0020]基于所述第一数据，获取所述可调耦合器的简并点，并将所述偏置电压设置为简并点对应的值。
[0021]可选地，在获取所述第一频率前，还包括：
[0022]对所述两个超导量子比特进行第一次参数校准；其中，所述参数校准包括频率校准、逻辑门操作参数校准以及测量参数校准。
[0023]可选地，在将所述可调耦合器的偏置电压设置为所述第一偏置电压后，还包括：
[0024]将所述两个超导量子比特中任一个的量子态制备到|0>和|1>，并对另一个超导量子比特进行所述Ramsey干涉实验；
[0025]获取所述另一个超导量子比特的量子态在|0>时和|1>时振荡频率的第一差值；
[0026]判断所述第一差值是否在预设范围内；
[0027]若是，则设置此时偏置电压为所述可调耦合器的工作点；
[0028]若否，则调整所述偏置电压，并返回执行所述将所述两个超导量子比特中任一个的量子态制备到|0>和|1>。
[0029]可选地，所述调整偏置电压大小，包括：
[0030]基于所述第一差值的大小，利用梯度下降法，或牛顿法，或随机游走法，或进化策略法调整所述偏置电压。
[0031]可选地，在将所述两个超导量子比特中任一个的量子态分别制备到|0>和|1>前，还包括：
[0032]对所述两个超导量子比特进行第二次所述参数校准，其中，所述参数校准包括频率校准、逻辑门操作参数校准以及测量参数校准。
[0033]可选地，在所述Ramsey干涉实验的两个π/2量子逻辑门间，改变所述可调耦合器的脉冲电压。
[0034]基于同一专利技术构思，本专利技术还提出一种可调耦合器的校准装置，可调耦合器用于两个超导量子比特间的耦合，所述两个超导量子比特分别为第一超导量子比特以及第二超导量子比特；
[0035]所述校准装置包括：
[0036]第一数据获取单元，其被配置为获取所述第一超导量子比特的频率随所述可调耦合器的偏置电压变化的第一数据；
[0037]第一频率获取单元，其被配置为基于所述第二超导量子比特的量子态、所述可调耦合器的脉冲电压，对所述第一超导量子比特进行Ramsey干涉实验，获取所述第一超导量子比特的第一频率；
[0038]第一偏置电压获取单元，其被配置为基于所述第一数据以及所述第一频率，获取所述第一频率对应的所述偏置电压为第一偏置电压，并将所述可调耦合器的偏置电压设置为所述第一偏置电压。
[0039]可选地，还包括：
[0040]第一差值获取单元，其被配置为将所述两个超导量子比特中任一个的量子态制备到|0>和|1>，并对另一个超导量子比特进行所述Ramsey干涉实验，获取所述另一个超导量子比特的量子态在|0>时和|1>时振荡频率的第一差值；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调耦合器的校准方法，其特征在于，可调耦合器用于两个超导量子比特间的耦合，所述两个超导量子比特分别为第一超导量子比特以及第二超导量子比特；所述校准方法包括以下步骤：获取所述第一超导量子比特的频率随所述可调耦合器的偏置电压变化的第一数据；基于所述第二超导量子比特的量子态、所述可调耦合器的脉冲电压，对所述第一超导量子比特进行Ramsey干涉实验，获取所述第一超导量子比特的第一频率；基于所述第一数据以及所述第一频率，获取所述第一频率对应的所述偏置电压为第一偏置电压，并将所述可调耦合器的偏置电压设置为所述第一偏置电压。2.如权利要求1所述的可调耦合器的校准方法，其特征在于，所述基于所述第二超导量子比特的量子态、所述可调耦合器的脉冲电压，对所述第一超导量子比特进行Ramsey干涉实验，获取所述第一超导量子比特的第一频率，包括：获取所述第二超导量子比特的量子态处于|0>时，所述第一超导量子比特的振荡频率随所述脉冲电压变化的第二数据；获取所述第二超导量子比特的量子态处于|1>时，所述第一超导量子比特的振荡频率随所述脉冲电压变化的第三数据；基于所述第二数据以及所述第三数据，获取所述第一超导量子比特的Ramsey干涉实验结果随所述脉冲电压变化而发生变化最小时，对应的所述第一超导量子比特的频率，此时，所述第一超导量子比特的频率为所述第一频率。3.如权利要求2所述的可调耦合器的校准方法，其特征在于，所述基于所述第二数据以及所述第三数据，获取所述第一超导量子比特的Ramsey干涉实验结果随所述脉冲电压变化而发生变化最小时，对应的所述第一超导量子比特的频率，此时，所述第一超导量子比特的频率为所述第一频率，包括：基于所述第二数据以及所述第三数据，获取所述第一超导量子比特的Ramsey干涉实验结果随所述脉冲电压变化而发生变化最小时对应的所述脉冲电压为第一脉冲电压；获取在所述脉冲电压为所述第一脉冲电压时，所述第二数据中对应的所述第一超导量子比特的频率为所述第一频率。4.如权利要求1所述的可调耦合器的校准方法，其特征在于，在获取所述第一频率前，还包括：基于所述第一数据，获取所述可调耦合器的简并点，并将所述偏置电压设置为简并点对应的值。5.如权利要求1所述的可调耦合器的校准方法，其特征在于，在获取所述第一频率前，还包括：对所述两个超导量子比特进行第一次参数校准；其中，所述参数校准包括频率校准、逻辑门操作参数校准以及测量参数校准。6.如权利要求1所述的可调耦合器的校准方法，其特征在于，在将所述可调耦合器的偏置电压设置为所述第一偏置电压后，还包括：将所述两个超导量子比特中任一个的量子态制备到|0>和|1>，并对另一个超导量子比特进行所述Ramsey干涉实验；获取所述另一个超导量子比特的量子态在|0>时和|1>时振荡频率的第一差值；
判断所述第一差值是否在预设范围内；若是，则设置此时偏置电压为所述可调耦合器的工作点；若否，则调整所述偏置电压，并返回执行所述将所述两个超导量子比特中任一个的量子态制备到|0>和|1>。7.如权利要求6所述的可调耦合器的校准方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔伟成，
申请(专利权)人：合肥本源量子计算科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：