使用多层光学晶格量子比特阵列进行量子计算的系统和方法技术方案

一种量子计算(QC)系统，包括第一基本平坦区域中的第一多个逻辑量子比特和基本平行于第一基本平坦区域的第二基本平坦区域中的第二多个逻辑量子比特。第一多个逻辑量子比特中的至少一些被配置为彼此相互作用，并且第二多个逻辑量子比特中的至少一些被配置为彼此相互作用并且与第一多个逻辑量子比特中的至少一些相互作用。QC系统可以包括基本平行于第一基本平坦区域和第二基本平坦区域的附加的基本平坦区域中的附加的多个逻辑量子比特，并且第二多个逻辑量子比特中的至少一些可以被配置为与附加的多个逻辑量子比特中的一个或多个相互作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本申请总体上涉及量子计算(qc)，并且更具体地涉及采用多于一维的晶格阵列结构的量子计算机架构。

技术介绍

1、实现可扩展量子计算的技术路径是多种多样的。根据每种方法所采用的物理量子比特(也称为“量子比特”)的类型，所展示的各种品质因数的表现差异很大。二十多年来，基于捕获原子离子或超导量子比特的方法一直引领该领域。捕获里德伯原子方法的最新进展增加了其在该领域的可行性和重要性。

技术实现思路

1、本文公开的某些实施方式提供了一种采用多于一维的晶格阵列结构来实现和互连量子门的量子计算机架构，其中多于两个逻辑量子比特(例如，每个逻辑量子比特包括一个或多个物理量子比特)可以同时纠缠。本文公开的某些实施方式提供了用于量子处理芯片的量子微处理器配置和门阵列设计平台，类似于可以有利地提供一定程度的可重构性的现场可编程门阵列(fpga)。本文公开的某些实施方式提供了用于量子处理芯片或板(例如，电气和/或光学线路；集成光学晶格)的量子微处理器配置和门阵列设计平台，类似于专用集成电路(asic)，其可以有利地针对特定应用进行优化，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种量子计算(QC)系统，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一多个逻辑量子比特中的至少一些和所述第二多个逻辑量子比特中的至少一些被配置为彼此直接相互作用以形成至少一个三维(3D)门单元阵列，所述至少一个三维(3D)门单元阵列被配置为进行其中多于两个逻辑量子比特同时参与的多量子比特门操作。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括基本平行于所述第二基本平坦区域的第三基本平坦区域中的第三多个逻辑量子比特，所述第三多个逻辑量子比特中的至少一些被配置为彼此相互作用并且与所述第二多个逻辑量子比特中的至少一些相互作用。

4.根据权利要求3所述的系统，...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种量子计算(qc)系统，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一多个逻辑量子比特中的至少一些和所述第二多个逻辑量子比特中的至少一些被配置为彼此直接相互作用以形成至少一个三维(3d)门单元阵列，所述至少一个三维(3d)门单元阵列被配置为进行其中多于两个逻辑量子比特同时参与的多量子比特门操作。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括基本平行于所述第二基本平坦区域的第三基本平坦区域中的第三多个逻辑量子比特，所述第三多个逻辑量子比特中的至少一些被配置为彼此相互作用并且与所述第二多个逻辑量子比特中的至少一些相互作用。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述第一多个逻辑量子比特、第二多个逻辑量子比特和第三多个逻辑量子比特中的逻辑量子比特是单独可寻址的。

5.根据权利要求3所述的系统，还包括基本平行于所述第三基本平坦区域的至少一个附加的基本平坦区域中的至少一个附加的多个逻辑量子比特，所述至少一个附加的多个逻辑量子比特被配置为彼此相互作用和/或与所述第三多个逻辑量子比特中的至少一些相互作用，其中所述至少一个附加的多个逻辑量子比特是单独可寻址的。

6.根据权利要求1所述的系统，还包括限定多个限制区域的多个光束，所述多个限制区域包括布置在基本平坦的第一光学晶格中的第一限制区域和布置在与所述第一光学晶格基本平行的基本平坦的第二光学晶格中的第二限制区域，其中所述第一多个逻辑量子比特位于所述第一光学晶格中并且所述第二多个逻辑量子比特位于所述第二光学晶格中。

7.根据权利要求1所述的系统，其中多个限制区域还包括布置在基本平行于第二光学晶格的基本平坦的第三光学晶格中的第三限制区域，其中第三多个逻辑量子比特位于所述第三光学晶格中。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述多个限制区域还包括布置在基本平行于所述第三光学晶格的至少一个附加光学晶格中的至少一个附加的限制区域，所述至少一个附加光学晶格包括至少一个附加的多个逻辑量子比特。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一多个逻辑量子比特、第二多个逻辑量子比特和第三多个逻辑量子比特中的逻辑量子比特被配置为多个多量子比特3d门单元，其中所述多个多量子比特3d门单元中的多量子比特3d门单元的每个逻辑量子比特被配置为与所述多量子比特3d门单元的至少一个其它逻辑量子比特量子力学地纠缠。

10.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一光学晶格、所述第二光学晶格和所述第三光学晶格中的每一个的所述限制区域被布置成二维图案，所述二维图案是基本上对称的正方形图案、钻石形图案、或菱形图案。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一多个逻辑量子比特中的至少一些与所述第二多个逻辑量子比特中的至少一些完全纠缠。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一多个逻辑量子比特中的至少一些和/或所述第二多个逻辑量子比特中的至少一些与所述第一多个逻辑量子比特和第二多个逻辑量子比特中的最近邻逻辑量子比特和次最近邻逻辑量子比特完全纠缠。

13.根据权利要求12所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·C·亨德里克森，J·D·欧文，
申请(专利权)人：KBR威尔服务有限责任公司，
类型：发明
国别省市：