寄生模式的度量方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本公开提供了一种量子芯片版图中寄生模式的度量方法、装置、设备及存储介质，涉及计算机领域，尤其涉及量子计算、量子仿真技术领域。具体实现方案为：对量子芯片版图进行仿真，得到量子芯片版图中量子器件的目标本征模式信息，以及得到量子芯片版图的目标寄生模式信息；其中，所述量子器件为所述量子芯片版图所包含的多个量子器件之一；基于量子器件的目标本征模式信息，以及量子芯片版图的目标寄生模式信息，得到量子器件与目标寄生模式信息对应的目标寄生模式之间的目标耦合强度；其中，所述目标耦合强度用于度量所述目标寄生模式信息对量子器件的特征参数的影响程度。息对量子器件的特征参数的影响程度。息对量子器件的特征参数的影响程度。

【技术实现步骤摘要】
寄生模式的度量方法、装置、设备及存储介质


[0001]本公开涉及计算机
，尤其涉及量子计算、量子仿真


技术介绍

[0002]对于刻画量子芯片(比如超导量子芯片)的量子芯片版图而言，寄生模式是影响量子芯片版图的性能(比如影响超导量子芯片的芯片性能)的关键因素之一，比如，寄生模式可能引起量子器件间耦合强度的异常、相干时间降低等。

技术实现思路

[0003]本公开提供了一种量子芯片版图中寄生模式的度量方法、装置、设备及存储介质。
[0004]根据本公开的一方面，提供了一种量子芯片版图中寄生模式的度量方法，包括：
[0005]对量子芯片版图进行仿真，得到量子芯片版图中量子器件的目标本征模式信息，以及得到量子芯片版图的目标寄生模式信息；其中，所述量子器件为所述量子芯片版图所包含的多个量子器件之一；
[0006]基于量子器件的目标本征模式信息，以及量子芯片版图的目标寄生模式信息，得到量子器件与目标寄生模式信息对应的目标寄生模式之间的目标耦合强度；其中，所述目标耦合强度用于度量所述目标寄生模式信息对量子器件的特征参数的影响程度。
[0007]根据本公开的另一方面，提供了一种量子芯片版图中寄生模式的度量装置，包括：
[0008]仿真单元，用于对量子芯片版图进行仿真，得到量子芯片版图中量子器件的目标本征模式信息，以及得到量子芯片版图的目标寄生模式信息；其中，所述量子器件为所述量子芯片版图所包含的多个量子器件之一；
[0009]处理单元，用于基于量子器件的目标本征模式信息，以及量子芯片版图的目标寄生模式信息，得到量子器件与目标寄生模式信息对应的目标寄生模式之间的目标耦合强度；其中，所述目标耦合强度用于度量目标寄生模式信息对量子器件的特征参数的影响程度。
[0010]根据本公开的再一方面，提供了一种计算设备，包括：
[0011]至少一个量子处理单元QPU；
[0012]存储器，耦合到所述至少一个QPU并用于存储可执行指令，
[0013]所述指令被所述至少一个QPU执行，以使所述至少一个QPU能够执行以上所述的方法；
[0014]或者，包括：
[0015]至少一个处理器；以及
[0016]与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0017]所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行以上所述的方法。
[0018]根据本公开的再一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储
介质，当至少一个量子处理单元执行时，所述计算机指令使得所述至少一个量子处理单元执行以上所述的方法；
[0019]或者，所述计算机指令用于使所述计算机执行以上所述的方法。
[0020]根据本公开的再一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被至少一个量子处理单元执行时实现以上所述的方法；
[0021]或者所述计算机程序在被处理器执行时实现以上所述的方法。
[0022]这样，本公开方案提供了一种度量目标寄生模式信息的度量方式，即基于量子器件与目标寄生模式信息间的目标耦合强度来度量寄生模式对量子器件的特征参数的影响程度，而且，该过程无需建模，简便易于实施，兼具实用性，为后续确定量子芯片的性能优化方向提供了量化且可靠的数据依据。
[0023]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0024]附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
[0025]图1是根据本公开实施例量子芯片版图中寄生模式的度量方法的流程示意图一；
[0026]图2是根据本公开实施例量子芯片版图中寄生模式的度量方法的流程示意图二；
[0027]图3是根据本公开实施例在一具体示例中量子芯片版图的结构示意图；
[0028]图4是根据本公开实施例程序一的实现流程示意图；
[0029]图5是根据本公开实施例主程序的实现流程示意图；
[0030]图6(a)是根据本公开实施例在一验证示例中的结构示意图；
[0031]图6(b)是根据本公开实施例在一验证示例中目标寄存模式对应的电场强度峰值分布信息的示意图；
[0032]图7是根据本公开实施例量子芯片版图中寄生模式的度量装置的结构示意图；
[0033]图8是用来实现本公开实施例量子芯片版图中寄生模式的度量方法的计算设备的框图。
具体实施方式
[0034]以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
[0035]本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。本文中术语“第一”、“第二”表示指代多个类似的技术用语并对其进行区分，并不是限定顺序的意思，或者限定只有两个的意思，例如，第一特征和第二特征，是指代有两类/两个特征，第一特征可以为一个或多个，第二特征也可以为一个或多个。
[0036]另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，缺少某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
[0037]作为芯片尺寸突破经典物理极限的逻辑必然，同时也是后摩尔时代的标志性技术，量子计算获得了很大的关注。现如今，无论从应用层面、算法层面还是硬件层面，量子计算发展都十分迅速。值得注意的是，量子算法和应用的实现高度依赖于量子硬件的发展和进步。而量子硬件技术实现上，业界拥有若干种不同的技术方案，如超导量子电路、离子阱、光量子系统等等。受益于良好的扩展性和成熟的半导体制造工艺，超导量子电路被认为是目前最有前景的技术路线之一。而且，近些年，随着超导量子计算技术方案和微纳加工工艺的发展，超导量子芯片上集成的量子比特的数目越来越多，超导量子芯片的芯片结构也因此变得更加丰富和全面。
[0038]与经典芯片的发展路径类似，超导量子芯片中量子比特数目的拓展除了对微纳加工工艺提出更高要求之外，在正式加工之前对超导量子芯片的仿真也越来越变得不可或缺。需要指出的是，超导量子芯片的仿真旨在尽可能真实地刻画该超导量子芯片的特征参数，使得研究人员可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子芯片版图中寄生模式的度量方法，包括：对量子芯片版图进行仿真，得到量子芯片版图中量子器件的目标本征模式信息，以及得到量子芯片版图的目标寄生模式信息；其中，所述量子器件为所述量子芯片版图所包含的多个量子器件之一；基于量子器件的目标本征模式信息，以及量子芯片版图的目标寄生模式信息，得到量子器件与目标寄生模式信息对应的目标寄生模式之间的目标耦合强度；其中，所述目标耦合强度用于度量目标寄生模式信息对量子器件的特征参数的影响程度。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标耦合强度还用于确定所述量子芯片版图中引起目标寄生模式信息的变化的结构特征。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述对量子芯片版图进行仿真，得到量子芯片版图中量子器件的目标本征模式信息，包括：在第一仿真精度下，对量子芯片版图进行预仿真，得到量子芯片版图中量子器件的第一本征模式信息；所述量子器件的第一本征模式信息为所述第一仿真精度下的量子器件的本征模式信息；在目标仿真精度下，对量子芯片版图进行仿真，得到目标仿真精度下的量子芯片版图的系统本征模式信息；所述目标仿真精度大于所述第一仿真精度；基于所述量子器件的第一本征模式信息，从目标仿真精度下的量子芯片版图的系统本征模式信息中，确定出所述量子器件的目标本征模式信息。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对量子芯片版图进行仿真，得到量子芯片版图的目标寄生模式信息，包括：在第一仿真精度下，对量子芯片版图进行预仿真，得到第一仿真精度下的量子芯片版图的至少一个第一寄生模式信息；在目标仿真精度下，对所述量子芯片版图进行仿真，得到目标仿真精度下的量子芯片版图的系统本征模式信息；所述目标仿真精度大于所述第一仿真精度；基于第一仿真精度下的量子芯片版图的至少一个第一寄生模式信息，从目标仿真精度下的量子芯片版图的系统本征模式信息中，确定出量子芯片版图的目标寄生模式信息。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的方法，其中，所述基于量子器件的目标本征模式信息，以及量子芯片版图的目标寄生模式信息，得到量子器件与目标寄生模式信息对应的目标寄生模式之间的目标耦合强度，包括：基于量子芯片版图的目标寄生模式信息，以及量子器件的目标本征模式信息，得到第一转换信息；基于所述第一转换信息，构造得到目标转换信息；基于所述目标转换信息，得到量子器件与目标寄生模式信息对应的目标寄生模式之间的目标耦合强度。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述基于量子芯片版图的目标寄生模式信息，以及量子器件的目标本征模式信息，得到第一转换信息，包括：基于目标寄生模式信息和量子器件的目标本征模式信息，得到量子器件在不同的目标模式下的电感能量占比；量子器件的目标本征模式信息对应一目标本征模式；所述模式集合包括：多个量子器件中各量子器件的目标本征模式，以及量子芯片版图的目标寄生模式
信息所对应的目标寄生模式；所述目标模式为所述模式集合中的元素之一；基于量子器件在不同的目标模式下的电感能量占比，得到第一转换信息。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述基于所述第一转换信息，构造得到目标转换信息，包括：在所述量子芯片版图包含有N个量子器件、以及第一转换信息通过第一转换矩阵U
(N+1)
×
N
来表示的情况下，在所述第一转换矩阵U
(N+1)
×
N
中增加N+1个第一元素，以得到目标转换矩阵U
′
(N+1)
×
(N+1)
；其中，所述目标转换矩阵U
′
(N+1)
×
(N+1)
用于表示所述目标转换信息；所述N+1个第一元素为目标转换矩阵U
′
(N+1)
×
(N+1)
中的第N+1列；所述第一转换矩阵U
(N+1)
×
N
中的元素u
mn
是基于p
mn
所得，所述p
mn
表示量子器件n在模式集合中的目标模式m下的电感能量占比p
mn
，所述量子器件n为N个量子器件之一；其中，所述基于所述目标转换信息，得到量子器件与目标寄生模式信息之间的目标耦合强度，包括：确定使目标转换矩阵U
′
(N+1)
×
(N+1)
满足预设矩阵规则的第一元素的取值，以得到第一元素的目标特征值；在所述第一元素为目标特征值的情况下，基于目标转换矩阵U
′
(N+1)
×
(N+1)
，得到量子器件与目标寄生模式信息之间的目标耦合强度。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述基于目标寄生模式信息和量子器件的目标本征模式信息，得到量子器件在不同的目标模式下的电感能量占比，包括：采用如下方式得到量子器件n在目标模式m下的电感能量占比p
mn
：基于目标寄生模式信息或量子器件的目标本征模式信息，得到目标模式m存储在量子器件n中的电感能量以及得到目标模式m中存储的总电感能量基于目标模式m存储在量子器件n中的电感能量以及目标模式m中存储的总电感能量得到量子器件n在目标模式m下的电感能量占比p
mn
。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述得到目标模式m存储在量子器件n中的电感能量包括：计算得到量子器件n的电感值L
n
，以及计算得到目标模式m在空间中量子器件n沿电压积分线的电压V
mn
；基于量子器件n的电感值L
n
、目标模式m在空间中量子器件n沿电压积分线的电压V
mn
，以及目标模式m所对应的频率ω
′
m
，得到目标模式m存储在量子器件n中的电感能量其中，在目标模式m为目标本征模式的情况下，目标模式m所对应的频率ω
′
m
为目标模式m对应的本征频率ω
′
m
，目标模式m所对应的目标本征模式信息中包含有目标模式m所对应的本征频率ω
′
m
；或者，在目标模式m为目标寄生模式的情况下，目标模式m所对应的频率ω
′
m
为目标模式m对应的寄生频率ω
′
m
，目标模式m所对应的目标寄生模式信息中包含有目标模式m所对应的寄生频率ω
′
m
。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述计算得到量子器件n的电感值L
n
，包括：得到关联关系，其中，所述关联关系为量子器件n在不同的目标模式下的电感能量占比
之间的关联关系；基于量子器件n在不同的目标模式下的电感能量占比之间的关联关系，得到量子器件n的电感值L
n
。11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述计算得到目标模式m在空间中量子器件n沿电压积分线的电压V
mn
，包括：基于目标模式m在空间中的电场强度分布信息，计算得到目标模式m在空间中量子器件n沿电压积分线的电压V
mn
；其中，在目标模式m为目标本征模式的情况下，与目标模式m所对应的目标本征模式信息中包含有目标模式m在空间中的电场强度分布信息；或者，在目标模式m为目标寄生模式的情况下，与目标模式m所对应的目标寄生模式信息中包含有目标模式m在空间中的电场强度分布信息。12.根据权利要求8
‑
11任一项所述的方法，其中，所述得到目标模式m中存储的总电感能量包括：基于目标模式m在空间中的电场强度分布信息，得到目标模式m储存在空间中的平均电场能量将目标模式m储存在空间中的平均电场能量作为目标模式m中存储的总电感能量其中，在目标模式m为目标本征模式的情况下，与目标模式m所对应的目标本征模式信息中包含有目标模式m在空间中的电场强度分布信息；或者，在目标模式m为目标寄生模式的情况下，与目标模式m所对应的目标寄生模式信息中包含有目标模式m在空间中的电场强度分布信息。13.一种量子芯片版图中寄生模式的度量装置，包括：仿真单元，用于对量子芯片版图进行仿真，得到量子芯片版图中量子器件的目标本征模式信息，以及得到量子芯片版图的目标寄生模式信息；其中，所述量子器件为所述量子芯片版图所包含的多个量子器件之一；处理单元，用于基于量子器件的目标本...

【专利技术属性】
技术研发人员：余轲辉，晋力京，
申请(专利权)人：北京百度网讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：