量子比特能量驰豫时间参数的测试方法技术

本发明专利技术公开了一种量子比特能量驰豫时间参数的测试方法

【技术实现步骤摘要】
量子比特能量驰豫时间参数的测试方法、量子控制系统


[0001]本专利技术涉及量子计算
，尤其是涉及一种量子比特能量驰豫时间参数的测试方法
、
量子控制系统
。

技术介绍

[0002]量子计算与量子信息是一门基于量子力学的原理来实现计算与信息处理任务的交叉学科，与量子物理
、
计算机科学
、
信息学等学科有着十分紧密的联系
。
在最近二十年有着快速的发展
。
因数分解
、
无结构搜索等场景的基于量子计算机的量子算法展现出了远超越现有基于经典计算机的算法的表现，也使这一方向被寄予了超越现有计算能力的期望
。
由于量子计算在解决特定问题上具有远超经典计算机性能的发展潜力，而为了实现量子计算机，需要获得一块包含有足够数量与足够质量量子比特的量子芯片，并且能够对量子比特进行极高保真度的量子逻辑门操作与读取
。
[0003]量子芯片之于量子计算机就相当于
CPU
之于传统计算机，量子芯片是量子计算机的核心部件，量子芯片就是执行量子计算的处理器，量子芯片上集成有多个一一对应的且相互耦合的量子比特和读取腔
。
每一片量子芯片在正式上线使用前，均需要对量子芯片的各项参数进行测试表征
。
退相干参数是量子比特的参数中非常重要的参数，而量子比特的退相干参数一般包括能量驰豫时间参数以及相位驰豫时间参数，其中，能量驰豫时间
T1也称为纵向弛豫，它描述了量子比特体系中激发态的布居数随着时间逐渐减少的过程，对应着体系能量逐渐减少
。
现有技术中，需要研发人员在测试阶段可通过对量子比特施加
π
脉冲，然后等待一段时间后，观察量子比特的
|0>
态或
|1>
态随时间变化曲线，根据实验结果拟合出能量驰豫时间
T1，并根据实验结果人工判断得到的能量驰豫时间参数是否符合要求，这种方案效率较低，极大地影响了测试过程的执行效率
。
[0004]因此，提出一种可以提高量子芯片测试效率的方案日益成为本领域亟待解决的问题
。
[0005]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

[0006]本专利技术的目的在于提供一种量子比特能量驰豫时间参数的测试方法
、
量子控制系统，用于解决现有技术中量子芯片测试效率较低的问题
。
[0007]为了解决以上技术问题本专利技术提出了一种量子比特能量驰豫时间参数的测试方法，包括：
[0008]获取待测量子比特的能量驰豫时间参数的物理模型，其中，所述物理模型用于获取所述待测量子比特处于
|0>
态概率和
/
或
|1>
态概率随时间变化的理论预期；
[0009]对所述待测量子比特执行第一实验，获取所述待测量子比特处于
|0>
态概率和
/
或
|1>
态概率随时间变化的实验结果；
[0010]基于所述物理模型和所述实验结果获取所述待测量子比特的能量驰豫时间参数是否符合要求
。
[0011]可选地，所述获取待测量子比特的能量驰豫时间参数的物理模型，包括：
[0012]所述待测量子比特的
|0>
态概率和
/
或
|1>
态概率随时间的变化满足：
[0013][0014]其中，
y
为所述待测量子比特处于
|0>
态概率或
|1>
态概率，
x
为时间，
A、B
以及
T1均是所述物理模型的参数
。
[0015]可选地，所述第一实验包括：
[0016]对所述待测量子比特的量子态调控线输入第一信号，所述第一信号用于将所述待测量子比特从
|0>
态激发到
|1>
态；
[0017]在所述第一信号结束后等待第一延时，所述第一延时为预先配置；
[0018]在经过所述第一延时后，获取所述待测量子比特处于
|0>
态概率和
/
或
|1>
态概率随时间变化的实验结果
。
[0019]可选地，所述获取所述待测量子比特处于
|0>
态概率和
/
或
|1>
态概率随时间变化的实验结果，包括：
[0020]对所述待测量子比特处于
|0>
态概率和
/
或
|1>
态概率随时间的变化情况进行拟合处理以获取所述实验结果
。
[0021]可选地，所述基于所述物理模型和所述实验结果获取所述待测量子比特的能量驰豫时间参数是否符合要求，包括：
[0022]基于所述物理模型判断所述第一实验的实验结果是否符合要求；
[0023]根据判断结果获取所述待测量子比特的能量驰豫时间参数是否符合要求，其中，若判断结果为所述实验结果不符合要求，则获取所述待测量子比特的能量驰豫时间参数不符合要求，若判断结果为所述实验结果符合要求，则获取所述待测量子比特的能量驰豫时间参数符合要求
。
[0024]可选地，所述基于所述物理模型判断所述第一实验的实验结果是否符合要求，包括：
[0025]对所述物理模型以及所述第一实验的实验结果利用拟合优度判断所述第一实验的实验结果是否符合要求
。
[0026]可选地，所述对所述物理模型以及所述第一实验的实验结果利用拟合优度判断所述第一实验的实验结果是否符合要求，包括：
[0027]构建第一公式，所述第一公式为：
[0028][0029]其中，
R2为偏移程度，
y
fit
为所述物理模型的理论预期，
y
raw
为所述第一实验的实验结果，为所述第一实验的实验结果的平均值；
[0030]利用所述第一公式获取到的所述偏移程度与预设阈值的比较，判断所述第一实验的实验结果是否符合要求
。
[0031]可选地，所述利用所述第一公式获取到的所述偏移程度与预设阈值的比较，判断所述第一实验的实验结果是否符合要求，包括：
[0032]判断所述
R2是否大于
0.77
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种量子比特能量驰豫时间参数的测试方法，其特征在于，包括：获取待测量子比特的能量驰豫时间参数的物理模型，其中，所述物理模型用于获取所述待测量子比特处于
|0>
态概率和
/
或
|1>
态概率随时间变化的理论预期；对所述待测量子比特执行第一实验，获取所述待测量子比特处于
|0>
态概率和
/
或
|1>
态概率随时间变化的实验结果；基于所述物理模型和所述实验结果获取所述待测量子比特的能量驰豫时间参数是否符合要求
。2.
如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述获取待测量子比特的能量驰豫时间参数的物理模型，包括：所述待测量子比特的
|0>
态概率和
/
或
|1>
态概率随时间的变化满足：其中，
y
为所述待测量子比特处于
|0>
态概率或
|1>
态概率，
x
为时间，
A、B
以及
T1均是所述物理模型的参数
。3.
如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述第一实验包括：对所述待测量子比特的量子态调控线输入第一信号，所述第一信号用于将所述待测量子比特从
|0>
态激发到
|1>
态；在所述第一信号结束后等待第一延时，所述第一延时为预先配置；在经过所述第一延时后，获取所述待测量子比特处于
|0>
态概率和
/
或
|1>
态概率随时间变化的实验结果
。4.
如权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述获取所述待测量子比特处于
|0>
态概率和
/
或
|1>
态概率随时间变化的实验结果，包括：对所述待测量子比特处于
|0>
态概率和
/
或
|1>
态概率随时间的变化情况进行拟合处理以获取所述实验结果
。5.
如权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述基于所述物理模型和所述实验结果获取所述待测量子比特的能量驰豫时间参数是否符合要求，包括：基于所述物理模型判断所述第一实验的实验结果是否符合要求；根据判断结果获取所述待测量子比特的能量驰豫时间参数是否符合要求，其中，若判断结果为所述实验结果不符合要求，则获取所述待测量子比特的能量驰豫时间参数不符合要求，若判断结果为所述实验结果符合要求，则获取所述待测量子比特的能量驰豫时间参数符合要求
。6.
如权利要求5所述的测试方法，其特征在于，所述基于所述物理模型判断所述第一实验的实验结果是否符合要求，包括：对所述物理模型以及所述第一实验的实验结果利用拟合优度判断所述第一实验的实验结果是否符合要求
。7.
如权利要求6所述的测试方法，其特征在于，所述对所述物理模型以及所述第一实验的实验结果利用拟合优度判断所述第一实验的实验结果是否符合要求，包括：构建第一公式，所述第一公式为：
其中，
R2为偏移程度，
y
fit
为所述物理模型的理论预期，
y
raw
为所述第一实验的实验结果，为所述第一实验的实验结果的平均值；利用所述第一公式获取到的所述偏移程度与预设阈值的比较，判断所述第一实验的实验结果是否符合要求
。8.
如权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述利用所述第一公式获取到的所述偏移程度与预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋垚，石汉卿，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：发明
国别省市：