信号发生器、量子控制系统及量子计算机技术方案

本申请属于量子测控技术领域，公开了一种信号发生器、量子控制系统及量子计算机，信号发生器包括中控模块，输出若干并行的信号数据；数模转换模块，连接所述中控模块，用于依据接收的所述信号数据输出对应的差分控制信号；若干变压器模块，连接所述数模转换模块，用于对所述差分控制信号进行处理，输出单端控制信号。本申请能提高对量子处理器上各量子位的操控精度。控精度。控精度。

【技术实现步骤摘要】
信号发生器、量子控制系统及量子计算机


[0001]本申请涉及量子测控
，尤其是涉及一种信号发生器、量子控制系统及量子计算机。

技术介绍

[0002]量子处理器为运行量子计算的核心部件，量子处理器上集成有多位量子位，为了保证量子位的正常工作，需要设置多个信号源或信号发生器为每个量子位提供各种控制信号、例如频率控制信号、量子态控制信号。随着技术的发展，量子处理器上的量子位的位数提高至几百位、甚至几千上万位，对应的信号源或信号发生器的数量也会越来越多，传输至量子处理器的控制信号的数量也越来越多，传输控制信号的链路越来越复杂，而且控制信号之间容易相互干扰，影响信号保真度，降低对量子位的控制精度。
[0003]因此，如何提高对量子处理器上各个量子位的操控精度是本领域亟待解决的技术问题。
[0004]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

[0005]本申请的目的在于提供一种信号发生器、量子控制系统及量子计算机，用于提高对量子处理器上各个量子位的操控精度。
[0006]为了实现上述目的，本申请提出一种信号发生器，包括：
[0007]中控模块，输出若干并行的信号数据；
[0008]数模转换模块，连接所述中控模块，用于依据接收的所述信号数据输出对应的差分控制信号；
[0009]若干变压器模块，连接所述数模转换模块，用于对所述差分控制信号进行处理，输出单端控制信号；
[0010]如上所述的信号发生器，进一步的，所述中控模块与所述数模转换模块之间通过串行器和解串器接口传输所述信号数据。
[0011]如上所述的信号发生器，进一步的，所述串行器和所述解串器接口传输差分形式的信号数据。
[0012]如上所述的信号发生器，进一步的，所述变压器模块包括巴伦变压器。
[0013]如上所述的信号发生器，进一步的，所述巴伦变压器的输出端的阻抗为50欧姆。
[0014]如上所述的信号发生器，进一步的，所述中控模块、所述数模转换模块及所述变压器模块均集成于一PCB板上。
[0015]如上所述的信号发生器，进一步的，还包括位于所述PCB板上的若干信号连接器，各所述信号连接器分别电连接一所述变压器模块，用于输出所述单端控制信号。
[0016]如上所述的信号发生器，进一步的，所述PCB板上电连接所述变压器模块与对应的所述信号连接器的各信号传输线等长。
[0017]本申请另一方面提供一种量子控制系统，包括任一项上述的信号发生器。
[0018]本申请再一方面提供一种量子计算机，包括上述的一种量子控制系统、及量子处理器；所述量子处理器基于所述量子控制系统输出的控制信号执行量子运算。
[0019]与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：
[0020]本申请信号发生器的数模转换模块和变压器模块之间通常采用信号传输线电连接，数模转换模块输出差分式的控制信号传输至变压器模块，可以提高对其他信号的抗干扰能力；变压器模块对接收到的差分式控制信号进行处理，处理为单端控制信号并输出，确保输出的单端控制信号的精度，进而确保对量子处理器上各量子位的操控精度。
附图说明
[0021]图1为本申请实施例提出的一种信号发生器的功能模块组成示意图；
[0022]图2为本申请实施例提出的一种中控模块与数模转换模块数据通信示意图；
[0023]图3为本申请实施例提出的功能模块集成于PCB板的示意图。
[0024]1‑
中控模块，2
‑
数模转换模块，3
‑
变压器模块，4
‑
信号连接器，5
‑
PCB板。
具体实施方式
[0025]下面将结合示意图对本申请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，本申请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、明晰地辅助说明本申请实施例的目的。
[0026]在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。
[0027]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。在本申请的描述中，“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。
[0028]对现在市场上已有的一些量子计算机而言，大都采用上位机、量子控制系统以及量子处理器的组合来实现一些量子计算任务，一般通过上位机接收用户的量子计算任务，对量子计算任务进行处理并形成量子线路，然后将量子线路映射到对应量子处理器的拓扑结构中。量子线路中包含了本次量子计算任务所需要的量子逻辑门、最终量子计算结果的测量操作以及各个操作的时序，量子控制系统在接收到量子线路中包含的这些信息时，会将这些信息转化成相应指令以使得相应的硬件设备进行操作并完成量子计算任务。
[0029]一般地，一个量子处理器上设有多个量子位(也可称之为量子位)以及数据传输线，每个量子位包括相互耦合连接的探测器和量子位装置，其中，量子位装置可以为利用超导约瑟夫森结和对地电容构成的人造超导量子位，探测器可以为谐振腔。量子位装置上设置有第一控制信号线和第二控制信号线，与量子位装置耦合连接的探测器上设有第三控制
信号线，其中，第一控制信号线用于传输对量子位装置进行量子态信息调控的量子态调控信号，第二控制信号线用于传输对量子位装置进行频率参数调控的频率调控信号，而第三控制信号线既用于传输对探测器进行测量读取的测量信号又用于将探测器返回的读取回传信号输出，以实现对量子位装置状态的间接读取测量。因此，用于量子处理器中量子位调控和测量的量子控制系统需要生成并输出三种控制信号分别提供给第一至第三控制信号线，以实现对量子处理器中量子位的调控和测量。
[0030]申请人在实际应用时发现，由于量子计算任务中包含的量子逻辑门需要在对应的量子位退相干之前完成，因此，在进行量子处理器在处理量子计算任务时对控制信号的精度要求很高。而随着量子处理器上集成的量子位的数量越来越多，需要提供的控制信号的数量也越来越多，传输控制信号的链路越来越复杂，链路中的阻抗不匹配、控制信号的相互干扰均会影响控制信号的精度，进而影响对量子位的控制精度。
[0031]基于此，本申请实施例提供一种信号发生器，包括：中控模块1，输出若干并行的信号数据；数模转换模块2，连接所述中控模块1，用于依据接收的所述信号数据输出对应的差分控制信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信号发生器，其特征在于，包括：中控模块，输出若干并行的信号数据；数模转换模块，连接所述中控模块，用于依据接收的所述信号数据输出对应的差分控制信号；若干变压器模块，连接所述数模转换模块，用于对所述差分控制信号进行处理，输出单端控制信号。2.如权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述中控模块与所述数模转换模块之间通过串行器和解串器接口传输所述信号数据。3.如权利要求2所述的信号发生器，其特征在于，所述串行器和所述解串器接口传输差分形式的信号数据。4.如权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述变压器模块包括巴伦变压器。5.如权利要求4所述的信号发生器，其特征在于，所述巴伦变压器的输出端的阻抗为50欧姆。6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，孔伟成，
申请(专利权)人：本源量子计算科技合肥股份有限公司，
类型：新型
国别省市：