System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法技术_技高网
当前位置: 首页 > 专利查询>南京大学专利>正文

一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法技术

技术编号:42037585 阅读:18 留言:0更新日期:2024-07-16 23:23
本发明专利技术属于量子技术领域,具体涉及一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法通过探测比特与相应的读取腔耦合,读取腔与传输线耦合的方式,利用矢量网络分析仪进行连续波测量或数据采集卡进行脉冲测量,获取读取腔的信息,并通过色散测量获得探测比特的信息,以及施加非共振强驱动诱导高阶边带跃迁,获取耦合器的能谱信息;色散测量的条件:探测比特和耦合器的耦合强度须远小于探测比特和目标比特的失谐;非共振强驱动的频率为微波频率和变频微波频率到探测比特上;利用可以读取量子态的探测比特对不能读取的目标比特的参数进行测量;在超导量子计算方向,该方法的应用可以进一步减少超导量子芯片中读取腔的数目。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于量子,具体涉及一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法


技术介绍

1、量子纠缠是量子计算中的重要概念,可以带来巨大的加速效应,是实现量子计算能力指数增长的基础之一。然而,要实现大规模的多量子比特操控却是一个具有挑战性的目标,不仅需要高连通性的量子系统和高保真度的多比特门,还需要高效、精密的量子态测量。目前的样品架构和测量手段在面临大规模量子比特测量时存在结构复杂、效率低下等诸多挑战。

2、为了应对这些挑战,我们提出了一种新的技术,该技术利用探测比特读取目标比特的信息,以减少大规模比特读取腔的数量,从而简化超导量子芯片的结构。这种技术尤其适用于目标比特只需要能谱信息的情况,例如耦合器。耦合器能谱的测量对于超导量子芯片中的磁通串扰校准、波形失真校准和门操控校准至关重要。通过准确测量耦合器能谱并相应地调整和优化,可提高量子计算的可靠性、精度和性能。

3、目前现有的测量方案主要分为连续波测量和脉冲测量两类。连续波测量使用矢量网络分析仪和连续微波信号进行测量,通过对探测比特施加连续波并分析读取腔信号来获取目标比特的能谱信息。然而,连续波测量存在一些问题,如芯片升温、交流斯塔克偏移以及与后续比特的高精度量子控制不兼容等。另一种方式是脉冲测量,通过时序脉冲输入到芯片上,根据数据采集卡的解调结果获取读取腔和探测比特的信息。为了减少芯片上的读取腔数量,提高集成度,一般不会设计耦合器的读取腔,但耦合器的参数对实验具有重要影响,因此需要研究并提出新的测量方案,以实现高效、准确的耦合器能谱测量。。


<p>技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足之处,提供一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法。

2、为了实现本专利技术的目的,本专利技术将采用如下所述的技术方案加以实施。

3、一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法,包括连续波测量方法或脉冲测量方法,其中,所述连续波测量方法,包括如下所述的步骤:

4、s11、利用矢量网络分析仪测量探测比特的散射参数,以获取读取腔的信息;

5、s12、根据探测比特读取腔信息对探测比特进行色散测量,以获取探测比特的信息;

6、s13、通过对探测比特施加非共振强驱动诱导高阶边带跃迁,以获取目标比特的能谱;或所述脉冲测量方法,包括如下所述的步骤:

7、s21、利用数据采集卡测量探测比特的读取通道,以获取读取腔的信息;

8、s22、根据探测比特读取腔的信息对探测比特进行色散测量,以获取探测比特的信息;

9、s23、通过对探测比特施加非共振强驱动诱导高阶边带跃迁,以获取目标比特的能谱;

10、其中,所述探测比特和目标比特为毗邻比特;所述边带跃迁为蓝色边带跃迁;所述色散测量的条件:

11、所述毗邻比特的耦合强度需要远小于探测比特和目标比特的失谐;

12、所述非共振强驱动的频率为ωac=ωq-δ的第一束微波和变频率为ωs=ωa+δ的第二束变频微波到探测比特上,其中δ为失谐,控制在5mhz~10mhz,ωa为目标比特的频率。

13、作为本专利技术的优选方案,所述蓝色边带跃迁是指|0g>到|1e>之间的跃迁;其中,|0>和|1>分别是探测比特的基态能级和第一激发态能级;|g>和|e>分别是目标比特的基态能级和第一激发态能级。

14、作为本专利技术的优选方案,所述蓝色边带跃迁的有效哈密顿量为其中ωac为第一束微波的驱动强度,ωs为第二束变频微波的驱动强度,分为探测比特和目标比特生成(湮灭)算符的乘积。

15、作为本专利技术的优选方案,所述蓝色边带跃迁的构造方法是通过调节探测比特和目标比特的失谐以及第一束微波和第二束变频微波的驱动强度即能构造出蓝色边带跃迁。

16、作为本专利技术的优选方案,所述构造方法具体包括:

17、(1)、设计量子比特阵列的架构,并对架构中的探测比特和目标比特进行命名;其中,所述架构中的探测比特与目标比特之间是电容耦合,并设定耦合强度;探测比特与探测比特之间存在直接电容耦合相互作用,并设定耦合强度;

18、(2)、用约瑟夫森结构的超导量子干涉仪构建所述架构中的所有探测比特和目标比特;

19、(3)、通过施加直流偏置信号至探测比特和目标比特各自的z线来产生磁通,调节探测比特和目标比特的频率;

20、(4)、设定探测比特和腔的频率;

21、(5)、对整个量子比特阵列架构的参数进行表征。

22、作为本专利技术的优选方案,所述构造方法的具体操作是通过探测比特与相应的读取腔耦合,读取腔与传输线耦合的方式,利用矢量网络分析仪进行连续波测量或者利用数据采集卡进行脉冲测量,从而获取读取腔的信息,并通过色散测量获得探测比特的信息。

23、作为本专利技术的优选方案,所述s11或s21中的读取腔信息为读取腔的测量点,所述测量点包括读取频率、读取功率和电压偏置。

24、作为本专利技术的优选方案,所述s13或s23中的边带跃迁是通过虚能级实现的。

25、作为本专利技术的优选方案,所述探测比特为可调传输子量子比特;所述目标比特为可调耦合器。

26、作为本专利技术的优选方案,所述目标比特的能谱测量是通过两台微波源和矢量网络分析仪实现的。

27、有益效果

28、1、利用非共振强驱动脉冲诱导的边带跃迁,在比特上实现了对毗邻耦合器的能谱测量,无需使用耦合器的读取腔,减少了超导量子电路设计的成本;

29、2、对于只需要能谱信息而无需读取量子态的比特(比如耦合器),这种技术非常适用。通过准确测量耦合器的能谱并相应地调整和优化,可以提高量子计算的可靠性、精度和性能;

30、3、此方法可扩展到任意两比特,不仅局限于耦合器的测量。若目标比特与探测比特存在耦合且耦合强度和频率满足条件,通过探测比特的读取即可获取目标比特信息;

31、4、这种方法为未来多比特控制提供了新思路,并减少了芯片上的元件需求,有助于多比特系统的扩展。

本文档来自技高网
...

【技术保护点】

1.一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法,其特征在于,所述方法包括连续波测量方法或脉冲测量方法,其中,所述连续波测量方法,包括如下所述的步骤:

2.根据权利要求1所述的一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法,其特征在于,所述蓝色边带跃迁是指|0g>到|1e>之间的跃迁;其中,|0>和|1>分别是探测比特的基态能级和第一激发态能级;|g>和|e>分别是目标比特的基态能级和第一激发态能级。

3.根据权利要求2所述的一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法,其特征在于,所述蓝色边带跃迁的有效哈密顿量为其中Ωac为第一束微波的驱动强度,Ωs为第二束变频微波的驱动强度,分为探测比特和目标比特生成(湮灭)算符的乘积。

4.根据权利要求3所述的一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法,其特征在于,所述蓝色边带跃迁的构造方法是通过调节探测比特和目标比特的失谐以及第一束微波和第二束变频微波的驱动强度即能构造出蓝色边带跃迁。

5.根据权利要求4所述的一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法,其特征在于,所述构造方法具体包括:>

6.根据权利要求5所述的一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法,其特征在于,所述构造方法的具体操作是通过探测比特与相应的读取腔耦合,读取腔与传输线耦合的方式,利用矢量网络分析仪进行连续波测量或者利用数据采集卡进行脉冲测量,从而获取读取腔的信息,并通过色散测量获得探测比特的信息。

7.根据权利要求1所述的一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法,其特征在于,所述S11或S21中的读取腔信息为读取腔的测量点,所述测量点包括读取频率、读取功率和电压偏置。

8.根据权利要求1所述的一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法,其特征在于,所述S13或S23中的边带跃迁是通过虚能级实现的。

9.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法,其特征在于,所述探测比特为可调传输子量子比特;所述目标比特为可调耦合器。

10.根据权利要求1所述的一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法,其特征在于,所述目标比特的能谱测量是通过两台微波源和矢量网络分析仪实现的。

...

【技术特征摘要】

1.一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法,其特征在于,所述方法包括连续波测量方法或脉冲测量方法,其中,所述连续波测量方法,包括如下所述的步骤:

2.根据权利要求1所述的一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法,其特征在于,所述蓝色边带跃迁是指|0g>到|1e>之间的跃迁;其中,|0>和|1>分别是探测比特的基态能级和第一激发态能级;|g>和|e>分别是目标比特的基态能级和第一激发态能级。

3.根据权利要求2所述的一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法,其特征在于,所述蓝色边带跃迁的有效哈密顿量为其中ωac为第一束微波的驱动强度,ωs为第二束变频微波的驱动强度,分为探测比特和目标比特生成(湮灭)算符的乘积。

4.根据权利要求3所述的一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法,其特征在于,所述蓝色边带跃迁的构造方法是通过调节探测比特和目标比特的失谐以及第一束微波和第二束变频微波的驱动强度即能构造出蓝色边带跃迁。

5.根据权利要求4所述的一种利用边带跃迁测量耦合器能谱的方法,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭若男郑文于扬
申请(专利权)人:南京大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1