一种超导量子电路操控方法、装置、及量子计算机制造方法及图纸

本申请公开了一种超导量子电路操控方法，所述超导量子电路包括耦合连接的读取谐振器和量子位，所述读取谐振器具有至少一个谐振简并点，所述量子位具有调控简并点和读取简并点；所述方法包括：将所述读取谐振器的频率设置于所述谐振简并点对应的频率，并将所述量子位的频率分别设置于所述调控简并点和所述读取简并点对应的频率，施加微波信号调控并读取所述量子位的逻辑信息；将所述读取谐振器的频率设置于所述读取简并点对应的频率，对所述量子位进行初始化。本申请能延长量子位的退相干时间并快速初始化，提高计算效率。提高计算效率。提高计算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种超导量子电路操控方法、装置、及量子计算机


[0001]本申请属于量子领域，特别是一种超导量子电路操控方法、装置、及量子计算机。

技术介绍

[0002]量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。量子计算机的特点主要有运行速度较快、处置信息能力较强、应用范围较广等。与一般计算机比较起来,信息处理量愈多，对于量子计算机实施运算也就愈加有利，也就更能确保运算具备精准性。
[0003]超导量子电路作为量子计算机的核心部件，包括运行各种量子计算任务的量子位和对量子位的运行结果进行测量的读取腔，借助读取腔与量子位的非破坏性读取实现对量子位的运行结果的间接测量。然而，读取腔与量子位的共振效应会使得量子位的信息会沿着读取腔泄露，缩短量子位的退相干时间，而且在量子位运行完一个量子计算任务时需要对量子位进行复杂的初始化操作，使得量子位在退相干时间内执行的量子计算任务数量很少，计算效率很低。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供一种超导量子电路操控方法、装置以及量子计算机，以解决现有技术中的不足，它能延长量子位的退相干时间并快速初始化，提高计算效率。
[0005]本申请的技术方案如下：
[0006]本申请的一方面提供了超导量子电路操控方法，所述超导量子电路包括耦合连接的读取谐振器和量子位，所述读取谐振器具有至少一个谐振简并点，所述量子位具有调控简并点和读取简并点；所述方法包括：
[0007]将所述读取谐振器的频率设置于所述谐振简并点对应的频率，并将所述量子位的频率分别设置于所述调控简并点和所述读取简并点对应的频率，分别施加微波信号调控并读取所述量子位的逻辑信息；将所述读取谐振器的频率设置于所述读取简并点对应的频率，对所述量子位进行初始化。
[0008]如上所述的超导量子电路操控方法，其中，优选的是，所述谐振简并点对应的频率在所述调控简并点和所述读取简并点对应的频率区间之外。
[0009]如上所述的超导量子电路操控方法，其中，优选的是，所述谐振简并点对应的频率在所述调控简并点和所述读取简并点对应的频率区间之外，包括：所述谐振简并点对应的频率高于所述读取简并点对应的频率，且所述读取简并点对应的频率高于所述调控简并点对应的频率。
[0010]如上所述的超导量子电路操控方法，其中，优选的是，所述谐振简并点对应的频率在所述调控简并点和所述读取简并点对应的频率区间之外，还包括：所述谐振简并点对应的频率低于所述读取简并点对应的频率，且所述读取简并点对应的频率低于所述调控简并点对应的频率。
[0011]如上所述的超导量子电路操控方法，其中，优选的是，所述将所述读取谐振器的频率设置于所述谐振简并点对应的频率，并将所述量子位的频率分别设置于调所述控简并点和所述读取简并点对应的频率，施加微波信号调控并读取所述量子位的逻辑信息的步骤，具体包括：将所述读取谐振器的频率设置于所述谐振简并点对应的频率，并将所述量子位的频率设置于所述调控简并点对应的频率，施加第一微波信号调控所述量子位的逻辑信息，其中，所述第一微波信号频率等于所述调控简并点对应的频率；将所述读取谐振器的频率设置于所述谐振简并点对应的频率，并将所述量子位的频率设置于所述读取简并点对应的频率，施加第二微波信号读取所述读取谐振器的参数信息，其中，所述第二微波信号频率等于所述读取简并点对应的频率，所述参数信息中包括所述逻辑信息。
[0012]如上所述的超导量子电路操控方法，其中，优选的是，所述读取谐振器包括超导量子干涉器件。
[0013]如上所述的超导量子电路操控方法，其中，优选的是，所述超导量子干涉器件中的超导约瑟夫森结的临界电流相同，所述读取谐振器具有一个谐振简并点。
[0014]如上所述的超导量子电路操控方法，其中，优选的是，所述超导量子干涉器件中的超导约瑟夫森结的临界电流不同，所述读取谐振器具有两个谐振简并点。
[0015]如上所述的超导量子电路操控方法，其中，优选的是，所述将所述读取谐振器的频率设置于所述读取简并点对应的频率，对所述量子位进行初始化包括：基于所述读取谐振器和所述量子位之间的Purcell效应对所述量子位进行初始化。
[0016]本申请的再一方面，提供了一种超导量子电路装置，包括耦合连接的量子位和读取谐振器；所述量子位，具有调控简并点和读取简并点，其中，所述调控简并点和所述读取简并点用于施加微波信号调控并读取所述量子位的逻辑信息；所述读取谐振器，具有至少一个谐振简并点，所述谐振简并点用于施加微波信号读取所述量子位的逻辑信息，并将所述读取谐振器的频率设置于所述读取简并点对应的频率，对所述量子位进行初始化。
[0017]本申请的再一方面，提供一种量子计算机，使用上述任一项的超导量子电路操控方法操控超导量子电路或包括上述的超导量子电路装置。
[0018]与现有技术相比，本申请的所述超导量子电路包括耦合连接的读取谐振器和量子位，所述读取谐振器具有至少一个谐振简并点，所述量子位具有调控简并点和读取简并点；所述超导量子电路操控方法包括：将所述读取谐振器的频率设置于所述谐振简并点对应的频率，并将所述量子位的频率分别设置于调所述控简并点和所述读取简并点对应的频率，施加微波信号调控并读取所述量子位的逻辑信息；将所述读取谐振器的频率设置于所述读取简并点对应的频率，对所述量子位进行初始化。本申请通过将量子位设置于调控简并点和读取简并点分别用于调控和读取量子位的逻辑信息，并将读取谐振器设置于谐振简并点对量子位进行读取，避免了量子位由于与读取谐振器的共振效应使得量子位的逻辑信息泄露，提高了量子位的退相干时间，并在读取完成后将读取谐振器的频率设置为与量子位的读取简并点对应的频率，利用读取谐振器和量子位之间的共振效应使得量子位快速初始化，提高了超导量子电路的计算效率。
附图说明
[0019]图1为本申请实施例提供的一种超导量子电路结构；
[0020]图2为本申请实施例提供的一种超导量子电路的频谱线示意图；
[0021]图3为本申请实施例提供的一种超导量子电路操控方法；
[0022]图4为本申请实施例提供的一种超导量子电路的简并点的频率分布示意图；
[0023]图5为本申请实施例提供的另一种超导量子电路的简并点的频率分布示意图；
[0024]图6为本申请实施例提供的一种量子位的调控和读取方法；
[0025]图7为本申请实施例提供的一种读取谐振器电路图；
[0026]图8为图7中的读取谐振器对应的频率曲线图；
[0027]图9为本申请实施例提供的一种超导量子电路图；
[0028]图10为本申请实施例提供的另一种读取谐振器电路图；
[0029]图11为本申请实施例提供的图10的读取谐振器对应的频率曲线图；
[0030]图12为本申请实施例提供的另一种超导量子电路的频谱线示意图；
[0031]图13为本申请实施例提供的另一种超导量子电路操控方法；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超导量子电路操控方法，其特征在于，所述超导量子电路包括耦合连接的读取谐振器和量子位，所述读取谐振器具有至少一个谐振简并点，所述量子位具有调控简并点和读取简并点；所述方法包括：将所述读取谐振器的频率设置于所述谐振简并点对应的频率，并将所述量子位的频率分别设置于所述调控简并点和所述读取简并点对应的频率，分别施加微波信号调控并读取所述量子位的逻辑信息；将所述读取谐振器的频率设置于所述读取简并点对应的频率，对所述量子位进行初始化。2.根据权利要求1所述的超导量子电路操控方法，其特征在于，所述谐振简并点对应的频率在所述调控简并点和所述读取简并点对应的频率区间之外。3.根据权利要求2所述的超导量子电路操控方法，其特征在于，所述谐振简并点对应的频率在所述调控简并点和所述读取简并点对应的频率区间之外，包括：所述谐振简并点对应的频率高于所述读取简并点对应的频率，且所述读取简并点对应的频率高于所述调控简并点对应的频率。4.根据权利要求2所述的超导量子电路操控方法，其特征在于，所述谐振简并点对应的频率在所述调控简并点和所述读取简并点对应的频率区间之外，还包括：所述谐振简并点对应的频率低于所述读取简并点对应的频率，且所述读取简并点对应的频率低于所述调控简并点对应的频率。5.根据权利要求1所述的超导量子电路操控方法，其特征在于，所述将所述读取谐振器的频率设置于所述谐振简并点对应的频率，并将所述量子位的频率分别设置于调所述控简并点和所述读取简并点对应的频率，施加微波信号调控并读取所述量子位的逻辑信息的步骤，具体包括：将所述读取谐振器的频率设置于所述谐振简并点对应的频率，并将所述量子位的频率设置于所述调控简并点对应的频率，施加第一微波信号调控所述量子位的逻辑信息，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔伟成，李松，杨振权，
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：