一种超导量子芯片串扰矩阵测量方法技术

本发明专利技术属于芯片测控领域，具体公开了一种超导量子芯片串扰矩阵测量方法。所述超导量子芯片上设置有多个超导量子比特装置，任意两所述超导量子比特装置之间均会存在串扰；给各所述超导量子比特装置均配置一个直流电压偏置信号，并记为第一信号组合；针对选定的所述超导量子比特装置，只更新所述第一信号组合中对应的所述超导量子比特装置的所述直流电压偏置信号使得所述超导量子比特装置的频率处于串扰工作点频率，得到第一目标信号组合；在所述超导量子芯片上施加所述第一目标信号组合，即可测量任意两个所述超导量子比特装置之间的第一串扰系数，所述第一串扰系数为串扰矩阵的一部分。本发明专利技术提供了超导量子芯片的串扰矩阵的标准测量方法。阵的标准测量方法。阵的标准测量方法。

【技术实现步骤摘要】
一种超导量子芯片串扰矩阵测量方法


[0001]本专利技术属于量子芯片测试领域，特别是一种超导量子芯片串扰矩阵测量方法。

技术介绍

[0002]在称为电路量子电动力学的一种方法中，量子计算采用称为超导量子比特的非线性超导装置以操纵和存储微波频率的量子信息，以及谐振器(例如，作为二维(2D)平面波导或作为三维(3D)微波腔)以读出并促进量子位之间的相互作用。作为一个示例，每个超导量子比特可以包括一个或多个约瑟夫森结，所述约瑟夫森结与所述结并联的电容器分流。量子位电容耦合到2D或3D微波腔，与超导量子比特相关联的电磁能存储在约瑟夫森结中以及形成超导量子比特的电容和电感元件中。
[0003]作为超导量子比特工作的实现，超导量子比特上耦合连接有磁通调制线，通常，磁通调制线提供的磁通调制信号调控与超导量子比特相关联的电磁能，进而控制超导量子比特的工作性能。
[0004]当超导量子芯片上设置多个超导量子比特时，超导量子比特的工作性能不仅受与自身连接的所述磁通调制线提供的磁通调制信号的影响，而且还受到量子芯片上其他超导量子比特上耦合连接的磁通调制线提供的磁通调制信号的影响，前者可以称为自扰影响，影响程度可以记为第一系数，后者称为串扰影响，影响程度可以记为第二系数。第一系数和第二系数统称为串扰系数，串扰系数组成的矩阵称为串扰矩阵。对于包括N个超导量子比特的超导量子芯片，其串扰矩阵为N*N的矩阵。串扰矩阵的测量，对超导量子芯片的测控操作具有重要意义。目前并没有超导量子芯片的串扰矩阵的测量方法。

技术实现思路
/>[0005]本专利技术的目的是提供一种超导量子芯片串扰矩阵测量方法，以解决现有技术中的不足，它能够测量出超导量子芯片上多个可调超导量子比特装置之间的串扰矩阵。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种超导量子芯片串扰矩阵测量方法，所述超导量子芯片上设置有多个超导量子比特装置，任意两所述超导量子比特装置之间均会存在串扰；所述方法包括：
[0008]给每一个所述超导量子比特装置均配置一个直流电压偏置信号，并记为第一信号组合；
[0009]针对任一选定的待测量所述超导量子比特装置，只更新所述第一信号组合中对应待测量所述超导量子比特装置的所述直流电压偏置信号的值为电压设定值，得到第一目标信号组合；其中：所述电压设定值使得待测量所述超导量子比特装置的频率处于串扰工作点频率；
[0010]在所述超导量子芯片上施加所述第一目标信号组合，并测量待测量所述超导量子比特装置和所有的相关超导量子比特装置之间的第一串扰系数；其中：所述相关超导量子比特装置为所述超导量子芯片上待测量以外的所述超导量子比特装置，所述第一串扰系数
为所述串扰矩阵的一部分。
[0011]进一步的，所述第一信号组合中各所述直流电压偏置信号的大小为第一常数。
[0012]进一步的，所述第一常数为0。
[0013]进一步的，所述测量待测量所述超导量子比特装置和任一相关超导量子比特装置之间的第一串扰系数，具体包括：
[0014]给每一个所述超导量子比特装置均配置一个脉冲偏置调控信号，并记为第二信号组合；
[0015]针对选定所述相关超导量子比特装置，只更新所述第二信号组合中对应选定所述相关超导量子比特装置的所述脉冲偏置调控信号为脉冲偏置调控目标信号，得到第二目标信号组合；
[0016]在所述超导量子芯片上施加所述第二目标信号组合，并测量选定所述超导量子比特装置和待测量所述超导量子比特装置之间的第一子串扰系数；其中，所述第一子串扰系数为所述第一串扰系数的一部分。
[0017]进一步的，所述第二信号组合中的各所述脉冲偏置调控信号的幅度值为相同第二常数值。
[0018]进一步的，所述第二常数值为0。
[0019]进一步的，所述脉冲偏置调控目标信号包括至少两个子脉冲偏置调控信号，各所述子脉冲偏置调控信号的信号幅度不一样的，并记为子脉冲偏置调控信号幅度。
[0020]进一步的，所述测量选定所述超导量子比特装置和待测量所述超导量子比特装置之间的第一子串扰系数，具体包括：
[0021]在所述超导量子芯片上施加任意一个所述子脉冲偏置调控信号时，均通过测量超导量子比特读取反馈信号随超导量子比特调控信号的频率变化获得第一超导量子比特装置特征能谱曲线；
[0022]根据所述第一超导量子比特装置特征能谱曲线确定所述子脉冲偏置调控信号幅度对应的频率值，并记为超导量子比特装置测量子频率；
[0023]基于超导量子比特装置频率与直流偏置电压信号之间的数学关系，确定各所述超导量子比特装置测量子频率对应的直流电压偏置信号值，并记为等效电压值；
[0024]对所述子脉冲偏置调控信号幅度及对应的所述等效电压值进行线性拟合，获得反映所述子脉冲偏置调控信号幅度与所述等效电压值之间线性关系的权重系数，并记为所述第一子串扰系数。
[0025]进一步的，多个所述子脉冲偏置调控信号幅度的值依次步进设置。
[0026]进一步的，所述方法还包括：
[0027]根据测量得到的串扰矩阵获得串扰补偿矩阵，及根据所述串扰补偿矩阵确定作用各所述超导量子比特装置上施加的理想磁通调制信号；其中：所述串扰补偿矩阵为串扰矩阵的逆，所述理想磁通调制信号是指处于串扰工作点频率的各所述超导量子比特装置上施加的不会对其它各所述超导量子比特装置产生磁通调制的磁通调制信号。
[0028]与现有技术相比，本专利技术针对选定的待测量所述超导量子比特装置，只更新所述第一信号组合中对应待测量所述超导量子比特装置的所述直流电压偏置信号的值为电压设定值，使得选定的待测量所述超导量子比特装置处于串扰工作点频率，而其它超导量子
比特装置不处于对应的串扰工作点频率。选定的待测量所述超导量子比特装置处于串扰工作点频率的条件下，选定的待测量所述超导量子比特装置具有相关较长的退相干时间和相对较大的操作保真度，在此条件下，测量待测量所述超导量子比特装置和所有的相关超导量子比特装置之间的第一串扰系数；其中：所述相关超导量子比特装置为所述超导量子芯片上的任一所述超导量子比特装置，所述第一串扰系数为所述串扰矩阵的一部分。进行实现了超导量子芯片串扰矩阵测量。可以利用测得的串扰矩阵为超导量子芯片的测控操作提供支撑。
附图说明
[0029]图1是本专利技术超导量子芯片内部结构组成图；
[0030]图2是本专利技术超导量子芯片串扰示意图；
[0031]图3是本专利技术一种超导量子芯片串扰矩阵测量方法；
[0032]图4是本专利技术超导量子比特装置特征能谱曲线。
具体实施方式
[0033]下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。
[0034]本专利技术的实施例1提供了一种超导量子芯片串扰矩阵测量方法，所述超导量子芯片上设置有多个超导量子比特装置，任意两所述超导量子比特装置之间均会存在串扰。如图1所示，所述超导量子比特包括相互本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超导量子芯片串扰矩阵测量方法，所述超导量子芯片上设置有多个超导量子比特装置，任意两所述超导量子比特装置之间均会存在串扰；其特征在于，所述方法包括：给每一个所述超导量子比特装置均配置一个直流电压偏置信号，并记为第一信号组合；针对任一选定的待测量所述超导量子比特装置，只更新所述第一信号组合中对应待测量所述超导量子比特装置的所述直流电压偏置信号的值为电压设定值，得到第一目标信号组合；其中：所述电压设定值使得待测量所述超导量子比特装置的频率处于串扰工作点频率；在所述超导量子芯片上施加所述第一目标信号组合，并测量待测量所述超导量子比特装置和所有的相关超导量子比特装置之间的第一串扰系数；其中：所述相关超导量子比特装置为所述超导量子芯片上待测量以外的所述超导量子比特装置，所述第一串扰系数为所述串扰矩阵的一部分。2.根据权利要求1所述的超导量子芯片串扰矩阵测量方法，其特征在于，所述第一信号组合中各所述直流电压偏置信号的大小为第一常数。3.根据权利要求2所述的超导量子芯片串扰矩阵测量方法，其特征在于，所述第一常数为0。4.根据权利要求1所述的超导量子芯片串扰矩阵测量方法，其特征在于，所述测量待测量所述超导量子比特装置和任一相关超导量子比特装置之间的第一串扰系数，具体包括：给每一个所述超导量子比特装置均配置一个脉冲偏置调控信号，并记为第二信号组合；针对选定所述相关超导量子比特装置，只更新所述第二信号组合中对应选定所述相关超导量子比特装置的所述脉冲偏置调控信号为脉冲偏置调控目标信号，得到第二目标信号组合；在所述超导量子芯片上施加所述第二目标信号组合，并测量选定所述超导量子比特装置和待测量所述超导量子比特装置之间的第一子串扰系数；其中，所述第一子串扰系数为所述第一串扰系数的一部分。5.根据权利要求4所述的超导量子芯片串扰矩阵测量方法，其特征在于，所述第二信号组合中的各所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔伟成，赵勇杰，朱美珍，杨夏，
申请(专利权)人：合肥本源量子计算科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：