量子测控系统以及量子计算机技术方案

本发明专利技术公开了一种量子测控系统以及量子计算机，所述量子测控系统通过中控装置与若干个测控装置连接，同时使得所述中控装置到每个所述测控装置的通信线路长度相等，可以有效保证当中控装置下发同时下发的对于多个量子比特的操控、测量和读取操作的指令可以同步触发，有效提高了量子计算任务执行结果的精确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
量子测控系统以及量子计算机


[0001]本专利技术涉及量子测控领域，尤其是涉及一种量子测控系统以及量子计算机。

技术介绍

[0002]量子芯片为运行量子计算的核心部件，量子芯片上集成有多位量子比特，为了保证量子比特的正常工作，需要搭建专门的量子测控系统，在量子测控系统内设置多个信号模块为每个量子比特提供各种控制信号、例如频率控制信号、量子态控制信号。此外对于量子比特运行完量子计算的结果，也需要通过采集模块进行采集。随着技术的发展，量子芯片上的量子比特的位数提高至几百位、甚至几千上万位，对应的量子测控系统内的功能模块数量也会越来越多，信号走线也会越来越复杂。在量子芯片上运行量子计算任务时，对于执行同一个量子计算任务的若干个量子比特而言，通过多个功能模块对其操控、测量和读取的时候，很难保证触发是完全同步的，使得任务结果的精确性大大降低。
[0003]因此，如何实现对各个量子比特的操控、测量和读取操作时的同步触发是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种量子测控系统以及量子计算机，用于实现对各个量子比特的操控、测量和读取操作时的同步触发。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提出一种量子测控系统，包括：
[0006]若干个测控装置，所述测控装置用于生成利用量子比特进行相应工作所需的第一信号；
[0007]中控装置，与每个所述测控装置连接，用于下发指令以使相应地所述测控装置工作，其中，所述中控装置到每个所述测控装置的通信线路长度相等。
[0008]可选地，所述测控装置包括若干个测控设备；
[0009]所述若干个测控设备与所述中控装置通信连接，其中，所述中控装置到每个所述测控装置内所述若干个测控设备的通信线路长度相等。
[0010]可选地，所述测控设备包括第一路由模块以及若干个测控板卡；
[0011]所述中控装置与所述若干个测控板卡通过所述第一路由模块通信连接，其中，所述中控装置到每个所述测控设备中的所述第一路由模块的通信线路长度相等，每个所述测控设备内所述第一路由模块到所述若干个测控板卡的通信长度相等。
[0012]可选地，所述测控设备具有第一容置空间；
[0013]所述第一路由模块以及所述若干个测控板卡设置在所述第一容置空间内，其中，所述若干个测控板卡在所述第一容置空间内沿所述第一路由模块对称分布设置。
[0014]可选地，所述测控设备还包括控制板卡；
[0015]所述控制板卡用于获取所述测控设备中各个所述测控板卡的延时数据，并上传至所述中控装置。
[0016]可选地，所述测控板卡包括DAQ板卡以及AWG板卡。
[0017]可选地，所述测控装置还包括若干个功能模块，所述功能模块与所述若干个测控设备配合以生成所述第一信号。
[0018]可选地，所述功能模块包括RF发射组件、RF接收组件、精密电压源、铷钟、倍频装置以及本振微波源。
[0019]可选地，所述第一路由模块为现场可编程逻辑门阵列。
[0020]基于同一专利技术构思，本专利技术还提出一种量子计算机，包括上述特征描述中任一项所述的量子测控系统。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0022]本专利技术提出的量子测控系统，通过中控装置与若干个测控装置连接，同时使得所述中控装置到每个所述测控装置的通信线路长度相等，可以有效保证当中控装置下发同时下发的对于多个量子比特的操控、测量和读取操作的指令可以同步触发，有效提高了量子计算任务执行结果的精确性。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例中提出的一种量子测控系统的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例中测控装置的结构示意图；
[0025]其中：10
‑
测控装置，101
‑
测控设备，20
‑
中控装置。
具体实施方式
[0026]下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0027]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0028]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0029]请参考图1以及图2，本申请实施例提出一种量子测控系统，包括若干个测控装置10以及中控装置20，所述测控装置10用于生成利用量子比特进行相应工作所需的第一信号；所述中控装置20与每个所述测控装置10连接，用于下发指令以使相应地所述测控装置10工作，其中，所述中控装置20到每个所述测控装置10的通信线路长度相等。
[0030]与现有技术不同之处在于，本专利技术提出的量子测控系统，通过中控装置20与若干个测控装置10连接，同时使得所述中控装置20到每个所述测控装置10的通信线路长度相等，可以有效保证当中控装置20下发同时下发的对于多个量子比特的操控、测量和读取操作的指令可以同步触发，有效提高了量子计算任务执行结果的精确性。
[0031]本领域技术人员可以理解的是，一个所述测控装置10生成的所述第一信号可以是用于调控一个量子比特或者是多个量子比特，当一个所述测控装置10仅生成的一个用于调控一个量子比特的第一信号时，每个所述测控装置10中仅需集成设置一套用于调控量子比特的测控器件即可。而当一个所述测控装置10仅生成的多个用于调控多个量子比特的第一信号时，每个所述测控装置10中则需集成设置多套用于调控量子比特的测控器件。所述中控装置20为具有数据转发与处理功能的器件，一般可选用FPGA(Field Programmable Gate Array)、MCU(Microcontroller Unit))、MPU(Microprocessor Unit)或DSP(Digital Signal Processor)等。在本实施例中，所述中控装置20优选为FPGA，在其他实施例中还可选用其它具有类似数据处理功能的器件，在此不做限制。需要注意的是，在本实施例中，所述第一信号并非指的是一个信号，而是指在一个量子比特进行工作时所需要的所有信号，包括但不限于用于获取量子比特量子态的读取信号、用于调控量子比特频率的调控信号、用于调控量子比特量子态的调控信号。
[0032]进一步地，所述测控装置10包括若干个测控设备101本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子测控系统，其特征在于，包括：若干个测控装置，所述测控装置用于生成利用量子比特进行相应工作所需的第一信号；中控装置，与每个所述测控装置连接，用于下发指令以使相应地所述测控装置工作，其中，所述中控装置到每个所述测控装置的通信线路长度相等。2.如权利要求1所述的量子测控系统，其特征在于，所述测控装置包括若干个测控设备；所述若干个测控设备与所述中控装置通信连接，其中，所述中控装置到每个所述测控装置内所述若干个测控设备的通信线路长度相等。3.如权利要求2所述的量子测控系统，其特征在于，所述测控设备包括第一路由模块以及若干个测控板卡；所述中控装置与所述若干个测控板卡通过所述第一路由模块通信连接，其中，所述中控装置到每个所述测控设备中的所述第一路由模块的通信线路长度相等，每个所述测控设备内所述第一路由模块到所述若干个测控板卡的通信长度相等。4.如权利要求3所述的量子测控系统，其特征在于，所述测控设备具有第一容置空间；所述第一路由模块以及所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪白，范良晨，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：