量子计算控制装置制造方法及图纸

量子计算控制装置具备控制信号生成部和量子比特模块

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】量子计算控制装置、量子计算机及量子计算控制方法


[0001]本专利技术涉及量子计算控制装置
、
量子计算机及量子计算控制方法
。
[0002]本申请主张以美国临时专利申请第
63180500
号及特愿
2021
‑
091832
号为基础的优先权
。
该临时申请的说明书整体上通过参照而被引入到本说明书中
。

技术介绍

[0003]提出了一种信号线从基板下表面或上表面相对于量子比特进出的三维构造的超导解码量子计算电路
(
例如，专利文献
1)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开
2020
‑
061447

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的问题
[0008]在使用了超导量子比特的量子计算机中，需要通过缆线将放置在稀释制冷机
(
低温恒温器
)
等制冷机内的量子比特基板与放置在常温环境下的控制装置
/
观测装置连接
。
由于期望独立地控制全部的量子比特，因此，以往每一个量子比特需要一根以上的布线
。
这样的布线所使用的缆线是无线电波同轴线或微波同轴线，具有毫米量级的尺寸
。
这比在目前的集成电路中使用的布线大，因此，成为集成化方面的问题
。
[0009]本专利技术是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于，削减使用了量子比特的装置中的布线数量
。
另外，目的在于，即便削减布线数量，针对电路参数的偏差也实现稳健的控制
。
[0010]用于解决问题的方案
[0011]为了解决上述问题，本专利技术的某个方案的量子计算控制装置具备控制信号生成部
、
接收表示各量子比特的状态的观测信号的观测部以及量子比特模块
。
量子比特模块具备搭载多个量子比特的量子比特基板部
、
控制电路部
、
观测电路部以及信号处理电路部
。
多个量子比特分组到由各量子比特彼此的位置关系相同的多个量子比特构成的多个组而配置在量子比特基板部上
。
控制信号生成部生成控制信号和命令信号，该控制信号用于执行一个以上的种类的空间上均匀的第一操作及以比一个以上的种类的第一操作低的频度来进行的空间上不均匀的第二操作，该命令信号用于使控制电路部执行第一操作及第二操作的控制，该第一操作及第二操作是针对量子比特基板部上的量子比特的操作
。
控制电路部将控制信号分支到组，根据命令信号，对控制信号向量子比特基板部上的各量子比特的送出进行控制
。
观测电路部观测接受了第一操作或第二操作的各量子比特的状态
。
信号处理电路部向观测部发送各量子比特的观测信号
。
[0012]根据该方案，能够削减使用了量子比特的装置中的布线数量
。
[0013]在某个实施方式的量子计算控制装置中也可以是，控制电路部基于命令信号，对控制信号的送出进行控制，使得在第一操作中，向量子比特基板部上的全部的量子比特送
出控制信号，在第二操作中，仅向量子比特基板部上的特定的控制对象的量子比特送出控制信号
。
[0014]在某个实施方式的量子计算控制装置中也可以是，第一操作是校正子
(syndrome)
提取操作，第二操作是逻辑量子门操作
。
[0015]在某个实施方式的量子计算控制装置中也可以是，信号处理电路部进行量子纠错解码处理
。
[0016]在某个实施方式的量子计算控制装置中也可以是，控制电路部基于命令信号，在第一操作中，向量子比特基板部的各组发送共同的控制信号，在第二操作中，向量子比特基板部上的各量子比特单独地发送控制信号
。
[0017]在某个实施方式的量子计算控制装置中也可以是，在将传递控制信号的信号线的数量设为
k
’
并将传递命令信号的信号线的数量设为
s
时，连结控制信号生成部与量子比特模块的布线的数量为
k
’
+s
以下
。
[0018]在某个实施方式的量子计算控制装置中也可以是，信号处理电路部通过向观测部仅发送应用了纠错处理的逻辑量子比特的量子状态，来削减连结观测部与量子比特模块的布线的数量
。
[0019]在某个实施方式的量子计算控制装置中也可以是，在将由量子比特形成的逻辑量子比特的码长设为
d
时，第一操作的频度与第二操作的频度之比为
d
以上
。
[0020]在某个实施方式的量子计算控制装置中也可以是，量子比特是固态量子比特
。
[0021]在某个实施方式的量子计算控制装置中也可以是，至少量子比特模块放置在制冷机内
。
[0022]在某个实施方式的量子计算控制装置中也可以是，量子比特是包含超导量子比特的在极低温下进行动作的量子比特
。
[0023]在某个实施方式的量子计算控制装置中也可以是，控制电路部具备存储控制信号的波形的存储器
。
[0024]本专利技术的另一方案是量子计算机
。
该量子计算机具备上述任意一个实施方式的量子计算控制装置
。
[0025]根据该方案，能够实现削减了布线数量的量子计算机
。
[0026]本专利技术的又一方案是使用了量子比特基板部
、
控制电路部
、
观测电路部以及信号处理电路部的量子计算控制方法
。
该方法具备以下步骤：生成控制信号和命令信号，该控制信号用于执行一个以上的种类的空间上均匀的第一操作及以比一个以上的种类的第一操作低的频度来进行的空间上不均匀的第二操作，该命令信号用于使控制电路部执行第一操作及第二操作的控制，第一操作及第二操作是针对分组为由各量子比特彼此的位置关系相同的多个量子比特构成的多个组而配置在所述量子比特基板部上的多个量子比特的操作；使用控制电路部，将控制信号分支到组，根据命令信号，对控制信号向量子比特基板部上的各量子比特的送出进行控制；使用观测电路部，来观测接受了第一操作或第二操作的各量子比特的状态；使用信号处理电路部，执行量子纠错解码处理；以及判断使用了量子比特的计算是否已结束
。
[0027]根据该方案，能够削减使用了量子比特的装置中的布线数量
。
[0028]需要说明的是，以上的构成要素的任意组合
、
在装置
、
方法
、
系统
、
记录介质
、
计算
机程序等之间转换本专利技术的表述而得到的方式作为本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种量子计算控制装置，其特征在于，所述量子计算控制装置具备：控制信号生成部；观测部，其接收表示各量子比特的状态的观测信号；以及量子比特模块，其具备搭载多个量子比特的量子比特基板部
、
控制电路部
、
观测电路部以及信号处理电路部，所述多个量子比特分组为由各量子比特彼此的位置关系相同的多个量子比特构成的多个组而配置在所述量子比特基板部上，所述控制信号生成部生成控制信号和命令信号，所述控制信号用于执行一个以上的种类的空间上均匀的第一操作及以比一个以上的种类的所述第一操作低的频度来进行的空间上不均匀的第二操作，所述命令信号用于使所述控制电路部执行所述第一操作及所述第二操作的控制，其中，所述第一操作及所述第二操作是针对所述量子比特基板部上的量子比特的操作，所述控制电路部将所述控制信号分支到所述组，根据所述命令信号，对所述控制信号向所述量子比特基板部上的各量子比特的送出进行控制，所述观测电路部观测接受了所述第一操作或所述第二操作的所述各量子比特的状态，所述信号处理电路部向所述观测部发送所述各量子比特的观测信号
。2.
根据权利要求1所述的量子计算控制装置，其特征在于，所述控制电路部基于所述命令信号，对所述控制信号的送出进行控制，使得在所述第一操作中，向所述量子比特基板部上的全部的量子比特送出所述控制信号，在所述第二操作中，仅向所述量子比特基板部上的特定的控制对象的量子比特送出所述控制信号
。3.
根据权利要求1或2所述的量子计算控制装置，其特征在于，所述第一操作是校正子提取操作，所述第二操作是逻辑量子门操作
。4.
根据权利要求3所述的量子计算控制装置，其特征在于，所述信号处理电路部进行量子纠错解码处理
。5.
根据权利要求1至4中任一项所述的量子计算控制装置，其特征在于，所述控制电路部基于所述命令信号，在所述第一操作中，向所述量子比特基板部的各组发送共同的控制信号，在所述第二操作中，向所述量子比特基板部上的各量子比特单独地发送控制信号
。6.
根据权利要求1至5中任一项所述的量子计算控制装置，其特征在于，在将传递所述控制信号的信号线的数量设为
k
’
并将传递所述命令信号的信号线的数量设为
s
时，连结所述控制信号生成部与所述量子比特模块的布线的数量为
k
’
+...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村泰信，田渊丰，玉手修平，
申请(专利权)人：国立研究开发法人科学技术振兴机构，
类型：发明
国别省市：