【技术实现步骤摘要】
本申请涉及用于量子计算机中的错误纠正的硬件。更特别地，本申请涉及用于确定量子计算机中的错误的经典处理阵列。
技术介绍
1、量子计算机是利用量子叠加和纠缠来比经典计算机更快地解决某些类型问题的计算设备。量子计算机的构造块(building block)是量子比特。量子比特是两级系统，其状态可以处于其两个状态的叠加中，而不是像经典位那样仅处于两个状态中的任何一个中。
2、量子算法是在量子计算机上运行的算法。在量子计算机上执行这些算法期间，可能会从包括退相干和噪声的多种源引入错误。由于不可克隆定理，涉及创建状态的多个副本的经典错误检测和纠正技术是不适合的。相反，量子错误检测和纠正技术涉及将量子比特与多个其他量子比特纠缠，并对纠缠的量子比特的子集执行测量，以识别何时发生错误。
技术实现思路
1、总体上，在一些方面，本公开的主题可以体现在一种装置中，该装置包括：处理核的阵列，每个处理核包括：第一芯片上的处理器；和第一芯片上的处理器高速缓存；以及总线，用于互连处理核的阵列中的相邻处理核；其中，每个处理核包括：控制代码，所述控制代码在由处理器执行时，使处理器访问至少一个相邻处理核的处理器高速缓存。
2、本公开的主题可以体现在一种计算机实施的方法，包括：由处理核的阵列从量子计算层接收测量数据，所述量子计算层包括实施量子计算算法的量子设备的阵列，所述接收包括：由所述处理核的阵列中的每个处理核从所述量子设备的阵列中的量子设备的局部补丁接收测量数据，其中所述量子设备的阵列中的量子
3、本公开的主题可以体现在一种存储指令的计算机存储设备，当由计算机系统执行时，所述指令使得所述系统执行操作，所述操作包括：由处理核的阵列从量子计算层接收测量数据，所述量子计算层包括实施量子计算算法的量子设备的阵列，所述接收包括：由所述处理核的阵列中的每个处理核从所述量子设备的阵列中的量子设备的局部补丁接收测量数据，其中所述量子设备的阵列中的量子设备的相邻局部补丁与相邻处理核相关联；以及使用所接收的测量数据确定所述量子计算算法中的一个或多个错误。
4、本公开的主题可以体现在一种计算机实施的方法，包括：由包括处理核的阵列的经典处理层从量子计算层接收测量数据，其中，所述处理核的阵列中的每个处理核从所述量子计算层中的量子设备的局部补丁接收测量数据；由所述经典处理层识别所述测量数据中的多个检测事件；由所述经典处理层将检测事件与另一检测事件进行匹配以形成匹配对，所述匹配包括i)由与包含检测事件的局部补丁相关联的处理器核尝试将所述检测事件与同一局部补丁中的检测事件进行匹配，以及ii)如果所述处理器核不能将检测事件与同一局部补丁中的另一检测事件进行匹配，则访问相邻处理器核的处理器高速缓存，并尝试将所述检测事件与对应于所述相邻处理器核的相邻局部补丁中的检测事件进行匹配；以及使用所述匹配对确定由所述量子计算层执行的量子计算算法中的一个或多个错误。
5、方法的各种实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，在一些实施方式中，控制代码存储在处理器高速缓存中。
6、在一些实施方式中，每个处理器高速缓存包括：第一级处理器高速缓存；和第二级处理器高速缓存，其中，数据通过第一级高速缓存在处理器与第二级处理器高速缓存之间传递。
7、在一些实施方式中，控制代码存储在第一级处理器高速缓存中。
8、在一些实施方式中，控制器代码包括机器代码。
9、在一些实施方式中，控制器代码在由处理器执行时使处理器访问至少一个相邻处理核的第二级处理器高速缓存。
10、在一些实施方式中，处理器高速缓存包括一个或多个缓冲器，其被配置为存储从至少一个相邻处理核访问的数据。
11、在一些实施方式中，将从至少一个相邻处理核访问的数据循环地写入缓冲器中的一个或多个。
12、在一些实施方式中，每个处理核被布置成接收相应的一组测量数据、将该组测量数据存储在处理器高速缓存中并处理该组测量数据。
13、在一些实施方式中，用于处理测量数据的指令存储在处理器高速缓存中。
14、在一些实施方式中，为了处理该组测量数据，处理核被配置为执行量子错误纠正。
15、在一些实施方式中，量子错误纠正包括实现表面代码。
16、在一些实施方式中，为了处理该组测量数据，处理核被配置为不使用随机存取存储器。
17、在一些实施方式中，处理核还包括一个或多个附加处理器。
18、本公开的其他方面可以体现在一种系统中，该系统包括：第一经典处理层，包括根据任何前述实施方式的处理核的阵列；以及量子计算层，包括被配置为实现量子计算算法的量子设备的阵列，其中，经典处理层被配置为：从量子计算层接收测量数据；以及使用接收的测量数据确定量子计算层执行的量子计算算法中的一个或多个错误。
19、本公开的其他方面可以体现在一种系统中，该系统包括：第一经典处理层，包括处理核的阵列，每个处理核包括：处理器；和处理器高速缓存；以及用于互连处理核阵列中的相邻处理核的总线；其中，每个处理核包括：控制代码，该控制代码在由处理器执行时，使处理器访问至少一个相邻处理核的处理器高速缓存；量子计算层，包括被配置为实现量子计算算法的量子设备的阵列，其中，经典处理层被配置为：从量子计算层接收测量数据；以及使用接收的测量数据确定量子计算层执行的量子计算算法中的一个或多个错误。
20、在一些实施方式中，该系统进一步包括控制层，该控制层包括现场可编程门阵列的阵列，该阵列被配置为：从量子计算层接收物理测量；将物理测量转换为测量数据；和将测量数据输出到第一经典处理层。
21、在一些实施方式中，控制层还被配置为：接收量子错误纠正指令；并响应于接收量子错误纠正指令，引起在量子计算层上实现一个或多个量子比特旋转。
22、在一些实施方式中，该系统还包括第二经典处理层，该第二经典处理层被配置为：从第一经典处理层接收量子计算算法中的一个或多个所确定的错误；以及从一个或多个所确定的错误确定一个或多个量子错误纠正指令。
23、在一些实施方式中，第二处理层还被配置为使一个或多个量子错误纠正指令在量子计算层中被实现。
24、在一些实施方式中，第二处理层被配置为实现表面代码以确定一个或多个量子错误纠正指令。
25、在一些实施方式中，第一经典处理层中的每个处理核从量子计算层中的量子设备的局部补丁接收测量。
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1.一种计算机实施的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
4.根据权利要求2所述的方法，还包括由所述经典处理层确定所述量子计算层中的量子设备中包括的量子比特的量子态的纠正的宇称。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
6.根据权利要求5所述的方法，还包括由所述第二经典处理层引起在所述量子计算层中实施所述一个或多个量子错误纠正指令。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括由所述第二经典处理层实施表面代码以确定所述一个或多个量子错误纠正指令。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述处理核的阵列中的处理核从所述量子设备的阵列中的量子设备的局部补丁接收测量数据包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中，处理所述一组测量数据包括执行量子错误纠正。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，以下中的一项或多项：
11.一种存储指令的计算机存储设备，当由计算机系统执行时，所述指令使得所述系统执行操作，所述操作包括：>
12.根据权利要求11所述的计算机存储设备，其中，所述操作还包括：
13.根据权利要求12所述的计算机存储设备，其中，所述操作还包括：
14.根据权利要求12所述的计算机存储设备，其中，所述操作还包括由所述经典处理层确定所述量子计算层中的量子设备中包括的量子比特的量子态的纠正的宇称。
15.根据权利要求14所述的计算机存储设备，其中，所述操作还包括：
16.根据权利要求15所述的计算机存储设备，其中，所述操作还包括由所述第二经典处理层引起在所述量子计算层中实施所述一个或多个量子错误纠正指令。
17.根据权利要求16所述的计算机存储设备，其中，所述操作还包括由所述第二经典处理层实施表面代码以确定所述一个或多个量子错误纠正指令。
18.根据权利要求11所述的计算机存储设备，其中，由所述处理核的阵列中的处理核从所述量子设备的阵列中的量子设备的局部补丁接收测量数据包括：
19.根据权利要求18所述的计算机存储设备，其中，处理所述一组测量数据包括执行量子错误纠正。
20.根据权利要求19所述的计算机存储设备，其中，以下中的一项或多项：
21.一种计算机实施的方法，包括：
22.根据权利要求21所述的方法，还包括：
23.根据权利要求22所述的方法，还包括：
24.根据权利要求21所述的方法，还包括由所述经典处理层确定所述量子计算层中的量子设备的纠正的宇称。
25.根据权利要求24所述的方法，还包括：
26.根据权利要求25所述的方法，还包括由所述第二经典处理层引起在所述量子计算层中实施所述一个或多个量子错误纠正指令。
27.根据权利要求25所述的方法，还包括由所述第二经典处理层实施表面代码以确定所述一个或多个量子错误纠正指令。
...【技术特征摘要】
1.一种计算机实施的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
4.根据权利要求2所述的方法，还包括由所述经典处理层确定所述量子计算层中的量子设备中包括的量子比特的量子态的纠正的宇称。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
6.根据权利要求5所述的方法，还包括由所述第二经典处理层引起在所述量子计算层中实施所述一个或多个量子错误纠正指令。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括由所述第二经典处理层实施表面代码以确定所述一个或多个量子错误纠正指令。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述处理核的阵列中的处理核从所述量子设备的阵列中的量子设备的局部补丁接收测量数据包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中，处理所述一组测量数据包括执行量子错误纠正。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，以下中的一项或多项：
11.一种存储指令的计算机存储设备，当由计算机系统执行时，所述指令使得所述系统执行操作，所述操作包括：
12.根据权利要求11所述的计算机存储设备，其中，所述操作还包括：
13.根据权利要求12所述的计算机存储设备，其中，所述操作还包括：
14.根据权利要求12所述的计算机存储设备，其中，所述操作还包括由所述经典处理层确定所述量子计算层中的量子设备中包括的量子比特的量子态的纠正的宇称。<...
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