【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及量子计算领域，尤其涉及一种量子比特逻辑门参数的优化方法、系统、设备及介质。
技术介绍
1、当前，随着传统芯片加工尺度越来越接近量子极限，量子隧穿效应将导致传统逻辑门操作的失效，因此，需要寻找新的计算方案来确保计算力的进一步提升。量子计算是进一步发展算力的热门研究方向之一。与经典计算中单个比特只能处于0或者1不同，量子比特可以处于|0>态、|1>态或|0>和|1>的叠加态（这里的|>为dirac符号，代表一个量子态），其中当量子比特处于叠加态时，对量子比特的操作相当于对组成叠加态的基矢同时进行操作，这也是量子计算天然并行性的来源。单比特的叠加态还可写为a|0>+b|1>，a和b为复数，其中a2代表对该叠加态进行读取结果得到|0>的概率， b2代表对该叠加态进行读取结果得到|1>的概率，两者满足归一化条件a2+b2=1。量子计算本身遵循可逆计算模型，算法的实施依托于量子逻辑门操作，因此，如何在硬件上实现高保真度的量子逻辑门是当前阶段量子计算研究的关键问题之一。
2、任意的单量子逻辑门均可分解为hadamard门（以下简称h门）和t相位门的组合，其中h门又可以分解为连续的一个pauli-x门（以下简称x门）和一个pauli-y/2门（以下简称y/2门），而y/2门与x/2门相差90度的相位，这里的相位差与t相位门又均可借助virtual-z技术来实现，因此，可将高保真量子逻辑门的实现问题转化为如何更加精准的确定x门和x/2门所对应的参数。
3、
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出了一种量子比特逻辑门参数的优化方法、系统、设备及介质，在整个计算过程中，保持量子逻辑门的保真度，耗时短，精度高，可预测性强，便于生产操作。
2、基于上述目的，本专利技术实施例的一方面提供了一种量子比特逻辑门参数的优化方法，具体包括如下步骤：
3、设置测控系统输出控制信号的参数中的时长和振幅；
4、将控制信号重复作用在初态量子比特上并进行投影测量，以及基于多次测量结果计算得到当前设置后的控制信号对应的概率；
5、修改所述参数中的时长和/或振幅并返回设置测控系统输出控制信号的参数中的时长和振幅的步骤，重复若干次得到每次修改参数后的控制信号对应的概率；
6、将与预设概率最接近的所述概率对应的参数作为优化后的量子比特逻辑门参数。
7、在一些实施例中，所述将与预设概率最接近的所述概率对应的参数作为优化后的量子比特逻辑门参数的步骤包括：
8、统计所有参数和相应的对量子比特进行投影测量所得到|1>态的概率；
9、选取最大概率所对应的参数点，作为优化后的量子比特x门参数。
10、在一些实施例中，所述将与预设概率最接近的所述概率对应的参数作为优化后的量子比特逻辑门参数的步骤包括：
11、统计所有参数和相应的对量子比特进行投影测量所得到|1>态的概率；
12、将最接近1/2的概率对应的参数作为优化后的量子比特x/2门参数。
13、在一些实施例中，所述设置测控系统输出控制信号的参数中的时长和振幅的步骤包括：
14、获取测控系统输出控制信号所对应微波包络时长扫描范围的下界t1和上界t2；
15、获取测控系统输出控制信号所对应微波包络振幅扫描范围的下界a1和上界a2；
16、将测控系统输出控制信号的参数中的时长初始化为设置为t1，振幅设置为a1。
17、在一些实施例中，所述将控制信号重复作用在初态量子比特上并均进行投影测量的步骤包括：
18、将控制信号作用在初态|0>量子比特上，等待预设期后，对所有的量子比特状态进行投影测量，得到|0>或者|1>的测量结果；
19、返回重复n次将控制信号作用在初态|0>量子比特上的过程，并进行对应的多次投影测量。
20、在一些实施例中，所述基于多次测量结果计算得到当前设置后的控制信号对应的概率的步骤包括：
21、统计投影测量结果为|1>的次数n；
22、计算n/n，并作为当前时长和振幅设置下的控制信号对量子比特读取得到|1>态的概率。
23、在一些实施例中，所述修改所述参数中的时长和/或振幅并返回设置测控系统输出控制信号的参数中的时长和振幅的步骤，重复若干次得到每次修改参数后的控制信号对应的概率的步骤包括：
24、获取系统输出控制信号包络振幅扫描改变的步长α；
25、将测控系统输出控制信号的时长设置为t1，振幅设置为a1+α，得到第一修改控制信号；
26、将第一修改控制信号重复作用在初态量子比特上并均进行投影测量，以及基于多次测量结果计算得到当前设置后的第一修改控制信号对应的概率。
27、在一些实施例中，所述修改所述参数中的时长和/或振幅并返回设置测控系统输出控制信号的参数中的时长和振幅的步骤，重复若干次得到每次修改参数后的控制信号对应的概率的步骤还包括：
28、将测控系统输出控制信号的时长设置为t1，振幅设置为a1+cα，得到第二修改控制信号，其中c取值为大于2的整数；
29、将第二修改控制信号重复作用在初态量子比特上并均进行投影测量，以及基于多次测量结果计算得到当前设置后的第二修改控制信号对应的概率；
30、将c的取值加一，返回将测控系统输出控制信号的时长设置为t1，振幅设置为a1+cα，得到当前参数所对应的概率，直到c等于(a2-a1)/α为止。
31、在一些实施例中，所述修改所述参数中的时长和/或振幅并返回设置测控系统输出控制信号的参数中的时长和振幅的步骤，重复若干次得到每次修改参数后的控制信号对应的概率的步骤还包括：
32、获取测控系统输出控制信号包络时长扫描改变的步长τ；
33、将测控系统输出控制信号的时长设置为t1+τ，振幅设置为a1+α，得到第三修改控制信号；
34、将第三修改控制信号重复作用在初态量子比特上并均进行投影测量，以及基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，所述将与预设概率最接近的所述概率对应的参数作为优化后的量子比特逻辑门参数的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，所述将与预设概率最接近的所述概率对应的参数作为优化后的量子比特逻辑门参数的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，所述设置测控系统输出控制信号的参数中的时长和振幅的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，所述将控制信号重复作用在初态量子比特上并均进行投影测量的步骤包括：
6.根据权利要求5所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，所述基于多次测量结果计算得到当前设置后的控制信号对应的概率的步骤包括：
7.根据权利要求4所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，所述修改所述参数中的时长和/或振幅并返回设置测控系统输出控制信号的参数中的时长和振幅的步骤，重
8.根据权利要求7所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，所述修改所述参数中的时长和/或振幅并返回设置测控系统输出控制信号的参数中的时长和振幅的步骤，重复若干次得到每次修改参数后的控制信号对应的概率的步骤还包括：将测控系统输出控制信号的时长设置为T1，振幅设置为A1+cα，得到第二修改控制信号，其中c取值为大于2的整数；
9.根据权利要求8所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，所述修改所述参数中的时长和/或振幅并返回设置测控系统输出控制信号的参数中的时长和振幅的步骤，重复若干次得到每次修改参数后的控制信号对应的概率的步骤还包括：
10.根据权利要求9所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，所述修改所述参数中的时长和/或振幅并返回设置测控系统输出控制信号的参数中的时长和振幅的步骤，重复若干次得到每次修改参数后的控制信号对应的概率的步骤包括：
11.根据权利要求10所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，所述修改所述参数中的时长和/或振幅并返回设置测控系统输出控制信号的参数中的时长和振幅的步骤，重复若干次得到每次修改参数后的控制信号对应的概率的步骤还包括：
12.根据权利要求1所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，方法还包括：
13.一种量子比特逻辑门参数的优化系统，其特征在于，包括：
14.一种计算机设备，包括：
15.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时执行如权利要求1至12任一项所述的量子比特逻辑门参数的优化方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，所述将与预设概率最接近的所述概率对应的参数作为优化后的量子比特逻辑门参数的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，所述将与预设概率最接近的所述概率对应的参数作为优化后的量子比特逻辑门参数的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，所述设置测控系统输出控制信号的参数中的时长和振幅的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，所述将控制信号重复作用在初态量子比特上并均进行投影测量的步骤包括：
6.根据权利要求5所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，所述基于多次测量结果计算得到当前设置后的控制信号对应的概率的步骤包括：
7.根据权利要求4所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，所述修改所述参数中的时长和/或振幅并返回设置测控系统输出控制信号的参数中的时长和振幅的步骤，重复若干次得到每次修改参数后的控制信号对应的概率的步骤包括：
8.根据权利要求7所述的量子比特逻辑门参数的优化方法，其特征在于，所述修改所述参数中的时长和/或振幅并返回设置测控系统输出控制信号的参数中的时长和振幅的步骤，重复若干次得到每次修改参数后...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘幼航，李勇，
申请(专利权)人：山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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