本说明书实施例公开了一种Xmon型超导量子比特的耦合控制方法、装置、设备及介质。方法包括：将半波长超导腔的两端分别与Xmon型超导量子比特基于电容进行耦合，并将超导量子干涉器嵌入到半波长超导腔的中间位置，Xmon型超导量子比特之间的距离大于预设阈值，以使Xmon型超导量子比特之间的直接耦合低于预设影响值；通过与每个Xmon型超导量子比特连接的读取腔，获取每个Xmon型超导量子比特的频率；根据超导量子干涉器外加的预设磁通量，调整半波长超导腔的可调腔模的频率；通过调节半波长超导腔的可调腔模的频率与每个Xmon型超导量子比特的频率差，控制Xmon型超导量子比特的间接耦合，以实现Xmon型超导量子比特之间的间接耦合或断开。断开。断开。
【技术实现步骤摘要】
Xmon型超导量子比特的耦合控制方法、装置、设备及介质
[0001]本说明书涉及量子计算
，尤其涉及一种Xmon型超导量子比特的耦合控制方法、装置、设备及介质。
技术介绍
[0002]由于晶体管芯片的尺寸越来越小、逐渐接近极限，传统经典计算机的运算性能也逐渐到达峰值。量子计算机作为一种潜在的替代现有经典计算机的方案，其原理及相关算法在上个世纪就已经被大量研究，在大质数因子分解、全局搜索等数学问题上，量子计算都具有原则性上的求解速度优势。科学家现在已经建立起不同的量子体系，并实现了一些简单的量子算法，其中超导量子计算是最有前景的量子计算体系。
[0003]在量子计算系统中，最重要的就是实现高保真度的单量子比特门、双量子比特CZ门。在超导量子计算系统中，单量子比特门在现有的Xmon设计中已经可以达到99.5％以上的保真度，已经达到很多量子算法的要求。然而在现有的多量子比特体系中，相邻量子比特之间的直接耦合很容易具有ZZcrosstalk类型串扰以及磁通噪声，进而影响了多量子比特系统的CZ门保真度。
[0004]因此，现需要一种提高保真度的Xmon型超导量子比特的耦合控制方式。
技术实现思路
[0005]本说明书一个或多个实施例提供了一种Xmon型超导量子比特的耦合控制方法、装置、设备及介质，用于解决如下技术问题：如何提供一种可以提高保真度的Xmon型超导量子比特的耦合控制方式。
[0006]本说明书一个或多个实施例采用下述技术方案：
[0007]本说明书一个或多个实施例提供一种Xmon型超导量子比特的耦合控制方法，方法包括：
[0008]将半波长超导腔的两端分别与Xmon型超导量子比特基于电容进行耦合，并将超导量子干涉器嵌入到所述半波长超导腔的中间位置；其中，所述Xmon型超导量子比特之间的距离大于预设阈值，以使所述Xmon型超导量子比特之间的直接耦合低于预设影响值；
[0009]通过与每个所述Xmon型超导量子比特连接的读取腔，获取每个所述Xmon型超导量子比特的频率；
[0010]根据所述超导量子干涉器外加的预设磁通量，调整所述半波长超导腔的可调腔模的频率；
[0011]通过调节所述半波长超导腔的可调腔模的频率与每个所述Xmon型超导量子比特的频率差，控制所述Xmon型超导量子比特的间接耦合，以实现所述Xmon型超导量子比特之间的间接耦合或断开。
[0012]进一步地，在本说明书一个或多个实施例中，所述超导量子干涉器，具有直流偏置线；
[0013]所述将超导量子干涉器嵌入到所述半波长超导腔的中间位置之后，所述方法还包括：
[0014]调整所述直流偏置线与所述Xmon超导量子比特的距离大于预设距离，以减小所述Xmon超导量子比特的磁通噪声。
[0015]进一步地，在本说明书一个或多个实施例中，所述根据所述超导量子干涉器外加的预设磁通量，调整所述半波长超导腔的可调腔模的频率，具体包括：
[0016]通过所述超导量子干涉器内直流偏置线的电流，调节所述超导量子干涉器的磁通量变化，获得所述超导量子干涉器外加的预设磁通量；
[0017]控制所述半波长超导腔的可调腔模的频率中其中的一个根据所述预设磁通量进行变化获得第一腔模频率，所述半波长超导腔的腔模频率中另一个固定不变，获得第二腔模频率。
[0018]进一步地，在本说明书一个或多个实施例中，通过调节所述半波长超导腔的可调腔模的频率与每个所述Xmon型超导量子比特的频率差，控制所述Xmon型超导量子比特的间接耦合，具体包括：
[0019]基于所述半波长超导腔内的所述第一腔模频率与所述第二腔模频率，分别诱导相邻Xmon型超导量子比特之间的间接耦合，获取所述间接耦合的耦合项符号相反，且耦合强度的差值小于预设差值阈值的腔模频率作为预设频率值；
[0020]若所述Xmon型超导量子比特的频率位于所述第一腔模频率与第二腔模频率之间，且调整所述第一腔模频率为所述预设频率值时，则所述Xmon型超导量子比特的间接耦合关闭；
[0021]若所述Xmon型超导量子比特的频率位于所述第一腔模频率与所述第二腔模频率之间，且所述第一腔模频率不处于所述预设频率值，则所述Xmon型超导量子比特的间接耦合开启。
[0022]在本说明书一个或多个实施例中，所述获取每个所述Xmon型超导量子比特的频率之前，所述方法还包括：
[0023]获取所述Xmon型超导量子比特处于高功率与低功率时下馈线的传输系数；
[0024]并基于所述传输系数，判断所述Xmon型超导量子是否导致所述半波长超导腔的腔模频率移动且移动的方向与失谐方向相同，若是则所述Xmon型超导量子比特处于正常状态；
[0025]若否，则所述Xmon型超导量子比特处于异常状态；其中，所述异常状态包括：短路、断路。
[0026]在本说明书一个或多个实施例中，所述通过调节所述半波长超导腔的可调腔模的频率与每个所述Xmon型超导量子比特的频率差，控制所述Xmon型超导量子比特的间接耦合，以实现所述Xmon型超导量子比特之间的耦合或断开之后，所述方法还包括：
[0027]获取所述Xmon型超导量子比特处于不同量子态时所对应的测量数据，并获取与该测量数据相对应的控制参数；其中，所述控制参数至少包括：第一腔模频率、第二腔模频率与预设频率值；所述量子态包括：|0>态、|1>态；
[0028]根据所述对应的测量数据确定所述Xmon型超导量子比特的保真度，获得包含多组控制参数与所述保真度之间关联关系的关联关系集合；
[0029]根据所述关联关系中各个关联关系，通过预设的最大化函数确定符合要求的控制参数，并基于所述符合要求的控制参数建立包含多组控制参数与所述保真度之间关联关系的参数模型；
[0030]根据所述关联关系集合与所述参数模型，获取所述多组控制参数中的候选最优控制参数；
[0031]若所述候选最优控制参数对应的保真度大于当前时刻所述Xmon型超导量子比特的保真度，则根据所述候选最优控制参数调整所述Xmon型超导量子比特的控制参数。
[0032]在本说明书一个或多个实施例中，所述超导量子干涉器为dc
‑
SQUID超导量子干涉器。
[0033]本说明书一个或多个实施例提供一种Xmon型超导量子比特的耦合控制装置，装置包括：
[0034]建立模块，用于将半波长超导腔的两端分别与Xmon型超导量子比特基于电容进行耦合，并将超导量子干涉器嵌入到所述半波长超导腔的中间位置；其中，所述Xmon型超导量子比特之间的距离大于预设阈值，以使所述Xmon型超导量子比特之间的直接耦合低于预设影响值；
[0035]获取模块，用于通过与每个所述Xmon型超导量子比特连接的读取腔，获取每个所述Xmon型超导量子比特的频率；
[0036]调整模块，用于根据所述超导量子干涉器外加的预设磁通量，调整所述半波长超导腔本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种Xmon型超导量子比特的耦合控制方法，其特征在于，所述方法包括：将半波长超导腔的两端分别与Xmon型超导量子比特基于电容进行耦合，并将超导量子干涉器嵌入到所述半波长超导腔的中间位置；其中，所述Xmon型超导量子比特之间的距离大于预设阈值，以使所述Xmon型超导量子比特之间的直接耦合低于预设影响值；通过与每个所述Xmon型超导量子比特连接的读取腔，获取每个所述Xmon型超导量子比特的频率；根据所述超导量子干涉器外加的预设磁通量，调整所述半波长超导腔的可调腔模的频率；通过调节所述半波长超导腔的可调腔模的频率与每个所述Xmon型超导量子比特的频率差，控制所述Xmon型超导量子比特的间接耦合，以实现所述Xmon型超导量子比特之间的耦合或断开。2.根据权利要求1所述的一种Xmon型超导量子比特的耦合控制方法，其特征在于，所述超导量子干涉器，具有直流偏置线；所述将超导量子干涉器嵌入到所述半波长超导腔的中间位置之后，所述方法还包括：调整所述直流偏置线与所述Xmon超导量子比特的距离大于预设距离，以减小所述Xmon超导量子比特的磁通噪声。3.根据权利要求1所述的一种Xmon型超导量子比特的耦合控制方法，其特征在于，所述根据所述超导量子干涉器外加的预设磁通量，调整所述半波长超导腔的可调腔模的频率，具体包括：通过所述超导量子干涉器内直流偏置线的电流，调节所述超导量子干涉器的磁通量变化，获得所述超导量子干涉器外加的预设磁通量；控制所述半波长超导腔的可调腔模的频率其中的一个根据所述预设磁通量进行变化获得第一腔模频率，所述半波长超导腔的腔模频率中另一个固定不变，获得第二腔模频率。4.根据权利要求3所述的一种Xmon型超导量子比特的耦合控制方法，其特征在于，所述通过调节所述半波长超导腔的腔模频率与每个所述Xmon型超导量子比特的频率差，控制所述Xmon型超导量子比特的间接耦合，具体包括：基于所述半波长超导腔内的所述第一腔模频率与所述第二腔模频率，分别诱导相邻Xmon型超导量子比特之间的间接耦合，获取所述间接耦合的耦合项符号相反，且耦合强度的差值小于预设差值阈值的腔模频率作为预设频率值；若所述Xmon型超导量子比特的频率位于所述第一腔模频率与第二腔模频率之间，且调整所述第一腔模频率为所述预设频率值时，则所述Xmon型超导量子比特的间接耦合关闭；若所述Xmon型超导量子比特的频率位于所述第一腔模频率与所述第二腔模频率之间，且所述第一腔模频率不处于所述预设频率值，则所述Xmon型超导量子比特的间接耦合开启。5.根据权利要求1所述的一种Xmon型超导量子比特的耦合控制方法，其特征在于，所述获取每个所述Xmon型超导量子比特的频率之前，所述方法还包括：获取所述Xmon型超导量子比特处于高功率与低功率时下馈线的传输系数；并基于所述传输系数，判断所述Xmon型超导量子是否导致所述半波长超导腔的可调腔模的频率移动且移动的方向与失谐方向相同，若是则所述Xmon型超导量子比特处于正常状
态；若否，则所述Xmon型超导量子比特处于异常状态；其中，所述异常状态包括：短路、断路。6.根据权利要求1所述的一种Xmon型超导量子比特的耦合控制方法，其特征在于，所述通过调节所述半波长超导腔的可调腔模的频率与每个所述Xmon型超导量子比特的频率差，控制所述Xmon型超导量子比特的间接耦合，以实现所述Xmon型超导量子比特之间的耦合或断开之后，所述方法还包括：获取所述Xmon型超导量子比特处于不同量子态时所对应的测量数据，并获取与该测量数据相对应的控制参数；其中，所述控制参数至少包括：第...
【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，刘强，金长新，
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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