波形优化方法、系统和计算机设备技术方案

本申请涉及一种波形优化方法、系统和计算机设备，方法包括：生成量子磁通控制波形，并对所述量子磁通控制波形按照预设间隔添加多个标记点；其中，所述量子磁通控制波形包括多个子波形，所述子波形与所述标记点一一对应；选取修正向量对所述标记点对应的子波形的振幅进行修正，将修正后的量子磁通控制波形作用于量子比特，通过量子态层析读取修正后的量子磁通控制波形作用于量子比特后的量子态相位，以获取相位累积平均值；重复该步骤直至所述相位累积平均值小于预设相位阈值；输出优化后的量子磁通控制波形，从而降低方波振幅的畸变，也就是降低方波的结束沿畸变对量子相位门产生的影响，进而提高量子逻辑操作的保真度。进而提高量子逻辑操作的保真度。进而提高量子逻辑操作的保真度。

【技术实现步骤摘要】
波形优化方法、系统和计算机设备


[0001]本申请涉及量子计算领域，特别是涉及一种波形优化方法、系统和计算机设备。

技术介绍

[0002]由于量子计算的线路计算模型为串行操作，因此量子逻辑门操作的错误将呈现指数式累积，例如，保真度为99％的量子逻辑门连续重复100次后，量子计算机输出结果的保真度将下降至36.6％，此时的计算结果已不具有实际应用价值。
[0003]量子逻辑门包括量子相位门等，其中，利用磁通控制线上的方波脉冲(量子磁通控制波形)来实现量子相位门是超导量子计算常用的量子控制方案，但是目前方波脉冲的输出到量子比特接收到该方波信号之间常常存在畸变，该畸变可能来自于线缆中信号的离散、各个连接件之间的反射或者量子芯片样品上本身的电流再分布，该畸变导致方波脉冲的振幅产生畸变，也就是量子比特所接收到的方波脉冲的结束沿畸变将对量子相位门造成不良影响，降低量子逻辑操作的保真度。

技术实现思路

[0004]基于此，本申请提供一种波形优化方法、系统和计算机设备，以提高量子逻辑操作的保真度。
[0005]一方面，提供一种波形优化方法，所述方法包括：
[0006]生成量子磁通控制波形，并对所述量子磁通控制波形按照预设间隔添加多个标记点；其中，所述量子磁通控制波形包括多个子波形，所述子波形与所述标记点一一对应；
[0007]选取修正向量对所述标记点对应的子波形的振幅进行修正，将修正后的量子磁通控制波形作用于量子比特，通过量子态层析读取修正后的量子磁通控制波形作用于量子比特后的量子态相位，以获取相位累积平均值；重复该步骤直至所述相位累积平均值小于预设相位阈值；
[0008]输出优化后的量子磁通控制波形。
[0009]在其中一个实施例中，所述选取修正向量对所述标记点对应的子波形的振幅进行修正前，还包括：
[0010]设置目标时间值、预设时间步长以及初始参数。
[0011]在其中一个实施例中，所述方法还包括：
[0012]按照所述预设时间步长确定所述量子态层析的作用时刻；
[0013]执行量子态相位获取步骤：将所述量子磁通控制波形作用于量子比特，利用所述量子态层析读取该作用时刻的量子态相位；重复所述量子态相位获取步骤直至所述作用时刻达到关于所述目标时间值的目标条件，同时记录所述量子磁通控制波形作用于量子比特的作用次数；
[0014]根据不同作用时刻的量子态相位获取所述量子磁通控制波形的相位累积平均值。
[0015]在其中一个实施例中，所述根据不同作用时刻的量子态相位获取所述量子磁通控
制波形的相位累积平均值，包括：
[0016]根据不同作用时刻的量子态相位通过相位计算公式计算所述量子磁通控制波形的相位累积平均值；
[0017]其中，所述相位计算公式为：
[0018][0019]其中，Δ＝(φ1‑
φ)+(φ2‑
φ)+
…
+(φ
a
‑
φ)，ave为所述相位累积平均值，t为所述预设时间步长，a为所述目标时间值，φ为不同作用时刻的量子态相位。
[0020]在其中一个实施例中，所述选取修正向量对所述标记点对应的子波形的振幅进行修正前，还包括：
[0021]判断所述相位累积平均值是否小于所述预设相位阈值；
[0022]若所述相位累积平均值小于所述预设相位阈值，则输出最新波形，所述最新波形为所述优化后的量子磁通控制波形；
[0023]若所述相位累积平均值大于等于所述预设相位阈值，则获取所述修正向量。
[0024]在其中一个实施例中，所述修正向量的元素数量与所述标记点的数量相同，且所述标记点与所述修正向量的元素一一对应，其中，所述修正向量设置修正步长。
[0025]在其中一个实施例中，所述获取所述修正向量后，还包括：
[0026]判断所述作用次数是否大于等于2；
[0027]若所述作用次数大于等于2，则判断本次相位累积平均值是否小于上次相位累积平均值；
[0028]若所述作用次数小于2，则通过所述修正向量对所述量子磁通波形进行修正，并返回所述量子态相位获取步骤。
[0029]在其中一个实施例中，所述判断本次相位累积平均值是否小于上次相位累积平均值，包括：
[0030]若所述本次相位累积平均值小于上次相位累积平均值，则所述修正向量不变，通过该修正向量对所述量子磁通波形进行修正，并返回所述量子态相位获取步骤；
[0031]若所述本次相位累积平均值大于等于上次相位累积平均值，则更新所述修正向量，通过所述修正向量对所述量子磁通波形进行修正，并返回所述量子态相位获取步骤。
[0032]另一方面，提供了一种量子磁通控制波形优化系统，所述系统包括：
[0033]波形处理模块，用于生成量子磁通控制波形，并对所述量子磁通控制波形按照预设间隔添加多个标记点；其中，所述量子磁通控制波形包括多个子波形，所述子波形与所述标记点一一对应；
[0034]波形修正与计算模块，用于选取修正向量对所述标记点对应的子波形的振幅进行修正，将修正后的量子磁通控制波形作用于量子比特，通过量子态层析读取修正后的量子磁通控制波形作用于量子比特后的量子态相位，以获取相位累积平均值；重复该步骤直至所述相位累积平均值小于预设相位阈值；
[0035]波形输出模块，用于输出优化后的量子磁通控制波形。
[0036]再一方面，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0037]生成量子磁通控制波形，并对所述量子磁通控制波形按照预设间隔添加多个标记点；其中，所述量子磁通控制波形包括多个子波形，所述子波形与所述标记点一一对应；
[0038]选取修正向量对所述标记点对应的子波形的振幅进行修正，将修正后的量子磁通控制波形作用于量子比特，通过量子态层析读取修正后的量子磁通控制波形作用于量子比特后的量子态相位，以获取相位累积平均值；重复该步骤直至所述相位累积平均值小于预设相位阈值；
[0039]输出优化后的量子磁通控制波形。
[0040]本申请的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0041]上述波形优化方法、系统和计算机设备，采用修正向量对波形为方波的量子磁通控制波形的振幅进行修正，然后通过量子态层析获取修正后的量子磁通控制波形作用于量子比特后的量子态相位，以获取相位累积平均值，将相位累积平均值作为量子磁通控制波形的衡量指标，从而降低方波振幅的畸变，也就是降低方波的结束沿畸变对量子相位门产生的影响，进而提高量子逻辑操作的保真度。
附图说明
[0042]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波形优化方法，其特征在于，所述方法包括：生成量子磁通控制波形，并对所述量子磁通控制波形按照预设间隔添加多个标记点；其中，所述量子磁通控制波形包括多个子波形，所述子波形与所述标记点一一对应；选取修正向量对所述标记点对应的子波形的振幅进行修正，将修正后的量子磁通控制波形作用于量子比特，通过量子态层析读取修正后的量子磁通控制波形作用于量子比特后的量子态相位，以获取相位累积平均值；重复该步骤直至所述相位累积平均值小于预设相位阈值；输出优化后的量子磁通控制波形。2.根据权利要求1所述的波形优化方法，其特征在于，所述选取修正向量对所述标记点对应的子波形的振幅进行修正前，还包括：设置目标时间值、预设时间步长以及初始参数。3.根据权利要求2所述的波形优化方法，其特征在于，所述方法还包括：按照所述预设时间步长确定所述量子态层析的作用时刻；执行量子态相位获取步骤：将所述量子磁通控制波形作用于量子比特，利用所述量子态层析读取该作用时刻的量子态相位；重复所述量子态相位获取步骤直至所述作用时刻达到关于所述目标时间值的目标条件，同时记录所述量子磁通控制波形作用于量子比特的作用次数；根据不同作用时刻的量子态相位获取所述量子磁通控制波形的相位累积平均值。4.根据权利要求3所述的波形优化方法，其特征在于，所述根据不同作用时刻的量子态相位获取所述量子磁通控制波形的相位累积平均值，包括：根据不同作用时刻的量子态相位通过相位计算公式计算所述量子磁通控制波形的相位累积平均值；其中，所述相位计算公式为：其中，Δ＝(φ1‑
φ)+(φ2‑
φ)+
…
+(φ
a
‑
φ)，ave为所述相位累积平均值，t为所述预设时间步长，a为所述目标时间值，φ为不同作用时刻的量子态相位。5.根据权利要求3所述的波形优化方法，其特征在于，所述选取修正向量对所述标记点对应的子波形的振幅进行修正前，还包括：判断所述相位累积平均值是否小于所述预设相位阈值；若所述相位累积平均值小...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘幼航，李勇，薛长青，于洪真，刘强，李金，
申请(专利权)人：苏州浪潮智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：