【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及量子计算领域，尤其是涉及一种单量子比特逻辑门的测试方法、量子计算机。
技术介绍
1、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。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。每一片量子芯片在正式上线使用前，均需要对量子芯片中量子比特的各项参数进行测试表征。
2、与经典比特类似地，在利用量子比特执行量子计算时，不可避免地需要对量子比特施加量子比特逻辑门，对于量子比特而言，量子比特逻辑门实际上指的是一系列的调控信号，这些调控信号的各项参数准确与否对于量子比特而言非常重要，这里提到的参数包括但不限于保真度。现有技术中，需要研发人员在测试阶段可通过对量子比特执行rb(randomized benchmarking)实验，来获取克里夫特(clifford)群中单量子比特逻辑门的平均保真度，克里夫特群中包含了24个群元素，这24个群元素都是幺正算符，这些算符对应的旋转操作对应了正八面体所有转动对称
3、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。
4、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
1、本专利技术的目的在于提供一种单量子比特逻辑门的测试方法、量子计算机，用于解决现有技术中单量子比特逻辑门测试效率低下的问题。
2、为了解决以上技术问题，本专利技术提出了一种单量子比特逻辑门的测试方法，包括：
3、获取单量子比特逻辑门的物理模型，所述物理模型用于反映待测量子比特在执行rb实验后的理论预期结果，其中，所述rb实验为从克里夫特群中随机选取若干个单量子比特逻辑门以及所述选中的若干个单量子比特逻辑门的逆操作，并将选中的单量子比特逻辑门以及所述逆操作依次施加到所述待测量子比特上；
4、对所述待测量子比特执行所述rb实验，获取所述rb实验的实际执行结果；
5、基于所述物理模型以及所述实际执行结果判断所述单量子比特逻辑门是否符合要求。
6、可选地，所述物理模型包括：
7、对所述待测量子比特执行所述rb实验后的理论预期结果满足以下公式：
8、y＝apx+b；
9、其中，y为所述待测量子比特处于|0>态或|1>态的概率，x为所述rb实验的门深度，所述门深度为从所述克里夫特群中随机选取单量子比特逻辑门的数量，a、p、b均为所述物理模型的参数。
10、可选地，所述对所述待测量子比特执行所述rb实验，获取所述rb实验的实际执行结果，包括：
11、预设所述rb实验的门深度的范围，所述门深度为从所述克里夫特群中随机选取单量子比特逻辑门的数量；
12、依次遍历预设的所述门深度的范围，获取所述待测量子比特处于|0>态或|1>态的概率随所述门深度的变化情况；
13、所述待测量子比特处于|0>态或|1>态的概率随所述门深度的变化情况为所述rb实验的实际执行结果。
14、可选地，所述基于所述物理模型以及所述实际执行结果判断所述单量子比特逻辑门是否符合要求，包括：
15、基于所述物理模型判断所述实际执行结果是否符合要求；
16、根据判断结果获取所述单量子比特逻辑门是否符合要求，其中，若判断结果为所述实际执行结果不符合要求，则获取所述单量子比特逻辑门不符合要求，若判断结果为所述实际执行结果符合要求，则获取所述单量子比特逻辑门符合要求。
17、可选地，所述基于所述物理模型判断所述实际执行结果是否符合要求，包括：
18、对所述物理模型以及所述实际执行结果利用拟合优度判断所述实际执行结果是否符合要求。
19、可选地，所述对所述物理模型以及所述实际执行结果利用拟合优度判断所述实际执行结果是否符合要求，包括：
20、构建第一公式，所述第一公式为：
21、
22、其中，r2为偏移程度，yfit为所述理论预期结果，yraw为所述实际执行结果，为所述实际执行结果的平均值；
23、利用所述第一公式获取到的所述偏移程度与第一预设阈值的比较，判断所述实际执行结果是否符合要求。
24、可选地，所述利用所述第一公式获取到的所述偏移程度与第一预设阈值的比较，判断所述实际执行结果是否符合要求，包括：
25、判断所述偏移程度是否在所述第一预设阈值的范围内；
26、若是，则判定所述实际执行结果为符合要求；
27、若否，则判定所述实际执行结果为不符合要求。
28、可选地，所述利用所述第一公式获取到的所述偏移程度与第一预设阈值的比较，判断所述实际执行结果是否符合要求，还包括：
29、在所述偏移程度处于所述第一预设阈值的范围内时，判断所述实际执行结果的方差均值是否在第二预设阈值的范围内；
30、若是，则判定所述实际执行结果为符合要求；
31、若否，则判定所述实际执行结果为不符合要求。
32、可选地，所述利用所述第一公式获取到的所述偏移程度与第一预设阈值的比较，判断所述实际执行结果是否符合要求，还包括：
33、在所述偏移程度处于所述第一预设阈值的范围内时，基于所述实际执行结果获取所述单量子比特逻辑门的保真度；
34、判断所述单量子比特逻辑门的保真度是否满足第三预设阈值；
35、若是，则判定所述实际执行结果为符合要求；
36、若否，则判定所述单量子比特逻辑门不符合要求。
37、基于同一专利技术构思，本专利技术还提出一种单量子比特逻辑门的测试装置，包括：
38、物理模型获取单元，其被配置为获取单量子比特逻辑门的物理模型，所述物理模型用于反映待测量子比特在执行rb实验后的理论预期结果，其中，所述rb实验为从克里夫特群中随机选取若干个单量子比特逻辑门，并将选中的单量子比特逻辑门依次施加到所述待测量子比特上；
39、实验执行单元，其被配置为对所述待测量子比特本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单量子比特逻辑门的测试方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述物理模型包括：
3.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述对所述待测量子比特执行所述RB实验，获取所述RB实验的实际执行结果，包括：
4.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述基于所述物理模型以及所述实际执行结果判断所述单量子比特逻辑门是否符合要求，包括：
5.如权利要求4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实际执行结果是否符合要求，包括：
6.如权利要求5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实际执行结果利用拟合优度判断所述实际执行结果是否符合要求，包括：
7.如权利要求6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第一预设阈值的比较，判断所述实际执行结果是否符合要求，包括：
8.如权利要求6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第一预设阈值的比较，判断所述实际执行结果是否符合要求，还包括
9.如权利要求6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第一预设阈值的比较，判断所述实际执行结果是否符合要求，还包括：
10.一种单量子比特逻辑门的测试装置，其特征在于，包括：
11.一种量子控制系统，其特征在于，利用如权利要求1-9中任一项所述的单量子比特逻辑门的测试方法对单量子比特逻辑门进行判断，或包括权利要求10所述的单量子比特逻辑门的测试装置。
12.一种量子计算机，其特征在于，包括如权利要求11所述的量子控制系统。
13.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被一处理器执行时能实现权利要求1至9中任一项所述的单量子比特逻辑门的测试方法。
...【技术特征摘要】
1.一种单量子比特逻辑门的测试方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述物理模型包括：
3.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述对所述待测量子比特执行所述rb实验，获取所述rb实验的实际执行结果，包括：
4.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述基于所述物理模型以及所述实际执行结果判断所述单量子比特逻辑门是否符合要求，包括：
5.如权利要求4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实际执行结果是否符合要求，包括：
6.如权利要求5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实际执行结果利用拟合优度判断所述实际执行结果是否符合要求，包括：
7.如权利要求6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第一预设阈值的比较，判断所述实际执行结果是否符合要求，包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：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：
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