量子位测量装置、测量方法以及量子计算机制造方法及图纸

本申请公开了一种量子位测量装置，包括第一存储模块，用于存储与待测量的量子位对应的测量波形和处理系数；其中，每个量子位均对应一个所述测量波形和一个处理系数；第二存储模块，用于存储所述测量波形和所述处理系数的时序参数；其中，所述时序参数与待测量的量子位执行的测量任务对应；测量采集模块，用于依据所述测量波形和所述测量波形的时序参数输出对应的测量信号至待测量的量子位；并依据所述处理系数和所述处理系数的时序参数处理与所述测量信号对应的反馈信号获得测量结果；第三存储模块，用于存储所述测量结果。本申请能优化测试流程，提高测试效率，进而提高量子位测量的测量结果的精度。量的测量结果的精度。量的测量结果的精度。

【技术实现步骤摘要】
量子位测量装置、测量方法以及量子计算机


[0001]本申请属于量子领域，特别是一种量子位测量装置、测量方法以及量子计算机。

技术介绍

[0002]量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。量子计算机的特点主要有运行速度较快、处置信息能力较强、应用范围较广等。与一般计算机比较起来,信息处理量愈多，对于量子计算机实施运算也就愈加有利，也就更能确保运算具备精准性。
[0003]量子计算机的核心是量子芯片，量子芯片执行量子计算任务时，需要测控系统为量子芯片提供各种驱动信号，当量子芯片执行完计算任务时，还测控系统需要提供测量信号，并对测量得到的结果进行处理分析，其中，测控系统内集成有多个用于提供各种驱动信号和测量信号的信号源模块以及信号处理模块。
[0004]量子芯片上执行若干个量子计算任务时，会将待执行的若干个量子计算任务的任务参数下发至测控系统内的存储器，例如DDR，供各个功能模块按需读取任务参数；同时信号处理模块对量子芯片的计算结果处理后获得的数据也会存入DDR，供用户按需读取计算结果。可想而知，当运行的量子计算任务很复杂，或者运行的量子计算任务的数量很多时，需要写入或者读出DDR的数据会很多而且很频繁；由于一次只能由单个模块对DDR进行访问进行数据写入或者读出，其他数据会阻塞，导致其他模块无法及时访问DDR，进而使得测控系统的测试效率低；，而且量子位的退相干时间也是有限的，由于测试效率低，会使得测量获得的测量结果的精度受量子位的退相干效应的影响大大降低。/>
技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供一种量子位测量装置、测量方法以及量子计算机，以解决现有技术的缺点和不足，本申请能优化测试流程，提高测试效率，进而提高量子位测量的测量结果的精度。
[0006]本申请的一方面提供一种量子位测量装置，所述测量装置包括：第一存储模块，用于存储与待测量的量子位对应的测量波形和处理系数；其中，每个量子位均对应一个所述测量波形和一个处理系数；第二存储模块，用于存储所述测量波形和所述处理系数的时序参数；其中，所述时序参数与待测量的量子位执行的测量任务对应；测量采集模块，用于依据所述测量波形和所述测量波形的时序参数输出对应的测量信号至待测量的量子位；并依据所述处理系数和所述处理系数的时序参数处理与所述测量信号对应的反馈信号获得测量结果；第三存储模块，用于存储测量结果。
[0007]如上所述量子位测量装置，进一步的，所述量子位测量装置还包括就绪判断模块、触发管理模块和触发判断模块，其中：所述就绪判断模块，用于接收第二存储模块发送的就绪信号并转发至触发管理模块；所述触发管理模块，用于接收所述就绪信号并输出对应的触发信号；所述触发判断模块，用于接收所述触发信号并转发至所述第二存储模块。
[0008]如上所述量子位测量装置，进一步的，所述第二存储模块具体用于：存储所述测量波形和所述处理系数的时序参数；存储完成发送就绪信号至所述就绪判断模块；以及响应所述触发判断模块转发的触发信号输出所述时序参数至所述测量采集模块。
[0009]如上所述量子位测量装置，进一步的，所述时序参数包括所述测量波形的等待时间参数和播放时间参数、所述处理系数的读取时间参数、以及所述测量波形和所述处理系数的循环次数，所述第二存储模块包括：第一时序参数存储单元，用于存储所述循环次数；并响应所述触发信号输出所述循环次数至所述测量采集模块；第二时序参数存储单元，用于存储所述测量波形的等待时间参数和所述播放时间参数、以及所述处理系数的读取时间参数；并响应所述触发信号输出所述等待时间参数、所述播放时间参数、以及所述读取时间参数至所述测量采集模块。
[0010]如上所述量子位测量装置，进一步的，所述量子位测量装置包括数据写入模块和数据回传模块，其中：所述数据写入模块用于接收所述测量采集模块输出的测量结果并传输至第三存储模块；所述数据回传模块用于从所述第三存储模块中读取测量结果并发送至上位机。
[0011]如上所述量子位测量装置，进一步的，所述量子位测量装置还包括第一判断模块，所述第一判断模块用于：当同时接收到所述数据写入模块发送的数据写入请求和所述数据回传模块发送的数据读取请求时，发送使能信号至所述第三存储模块；其中，所述使能信号用于控制所述第三存储模块存储所述数据写入模块发送的测量结果。
[0012]如上所述量子位测量装置，进一步的，所述测量采集模块还包括DAC单元和ADC单元，其中；所述DAC单元用于依据所述测量波形和所述测量波形的时序参数输出对应的测量信号至待测量的量子位；所述ADC单元用于依据所述处理系数和所述处理系数的时序参数处理与所述测量信号对应的反馈信号获得测量结果，并输出所述测量结果。
[0013]如上所述量子位测量装置，进一步的，所述测量采集模块包括测量结果缓存单元，所述结果缓存单元用于存储若干个测量结果并依次发送一个测量结果至所述数据写入模块。
[0014]如上所述量子位测量装置，进一步的，所述量子位测量装置还包括上位机模块，用于：接收到若干个待执行的测量任务；以及接收并处理所述数据回传模块发送的测量结果。
[0015]如上所述量子位测量装置，进一步的，所述量子位测量装置还包括任务管理模块，用于接收并分配若干个所述待执行的测量任务的任务参数，其中，所述任务参数包括所述测量波形、所述处理系数、以及所述测量波形和所述处理系数的时序参数。
[0016]如上所述量子位测量装置，进一步的，所述第一存储模块和所述第二存储模块为一FPGA内的存储器，所述第三存储模块为所述FPGA外的存储器。
[0017]本申请另一方面提供一种量子位测量方法，所述方法包括：存储与待测量的量子位对应的测量波形和处理系数；其中，每个量子位均对应一个所述测量波形和一个处理系数；存储所述测量波形和所述处理系数的时序参数；其中，所述时序参数与待测量的量子位执行的测量任务对应；依据所述测量波形和所述测量波形的时序参数输出对应的测量信号至待测量的量子位；并依据所述处理系数和所述处理系数的时序参数处理与所述测量信号对应的反馈信号获得测量结果；存储所述测量结果。
[0018]本申请再一方面提供一种量子计算机，包括上述的量子位测量装置，或使用上述
的量子位测量方法对量子芯片进行测量。
[0019]与现有技术相比，本申请通过第一存储模块存储与待测量的量子位对应的测量波形和处理系数；并通过第二存储模块用于存储所述测量波形和所述处理系数的时序参数；其中，所述时序参数与待测量的量子位执行的测量任务对应；由于测量波形、处理系数以及时序参数占用的内存均比较小，采用内存较小的第一存储模块和第二存储模块分别存储；再通过测量采集模块依据所述测量波形和所述测量波形的时序参数输出对应的测量信号至待测量的量子位；并依据所述处理系数和所述处理系数的时序参数处理与所述测量信号对应的反馈信号获得测量结果；最后通过内存较大的第三存储模块存储占用很大的内存的测量结果，保证测量结果可以及时的存入至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子位测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：第一存储模块，用于存储与待测量的量子位对应的测量波形和处理系数；其中，每个量子位均对应一个所述测量波形和一个处理系数；第二存储模块，用于存储所述测量波形和所述处理系数的时序参数；其中，所述时序参数与待测量的量子位执行的测量任务对应；测量采集模块，用于依据所述测量波形和所述测量波形的时序参数输出对应的测量信号至待测量的量子位；并依据所述处理系数和所述处理系数的时序参数处理与所述测量信号对应的反馈信号获得测量结果；第三存储模块，用于存储所述测量结果。2.如权利要求1所述的量子位测量装置，其特征在于，所述量子位测量装置还包括就绪判断模块、触发管理模块和触发判断模块，其中：所述就绪判断模块，用于接收第二存储模块发送的就绪信号并转发至触发管理模块；所述触发管理模块，用于接收所述就绪信号并输出对应的触发信号；所述触发判断模块，用于接收所述触发信号并转发至所述第二存储模块。3.如权利要求2所述的量子位测量装置，其特征在于，所述第二存储模块具体用于：存储所述测量波形和所述处理系数的时序参数；存储完成发送就绪信号至所述就绪判断模块；以及响应所述触发判断模块转发的触发信号输出所述时序参数至所述测量采集模块。4.如权利要求2所述的量子位测量装置，其特征在于，所述时序参数包括所述测量波形的等待时间参数和播放时间参数、所述处理系数的读取时间参数、以及所述测量波形和所述处理系数的循环次数，所述第二存储模块包括：第一时序参数存储单元，用于存储所述循环次数；并响应所述触发信号输出所述循环次数至所述测量采集模块；第二时序参数存储单元，用于存储所述测量波形的等待时间参数和所述播放时间参数、以及所述处理系数的读取时间参数；并响应所述触发信号输出所述等待时间参数、所述播放时间参数、以及所述读取时间参数至所述测量采集模块。5.如权利要求4所述的量子位测量装置，其特征在于，所述量子位测量装置包括数据写入模块和数据回传模块，其中：所述数据写入模块用于接收所述测量采集模块输出的测量结果并传输至第三存储模块；所述数据回传模块用于从所述第三存储模块中读取测量结果并发送至上位机。6.如权利要求5所述的量子位测量装置，其特征在于，所述量子位测量装置还包括第一判断模块，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔伟成，赵勇杰，
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：