【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及量子计算机，尤其涉及一种基于频响测量的量子调控波形过冲修正方法及系统。
技术介绍
1、对超导量子计算机量子比特的控制需要通过xy控制线路和z控制线路两个物理端口同步进行：通过xy线路输入微波脉冲信号，通过z线路输入直流脉冲信号进行比特控制和测试。量子计算中一方面要求z线路中的直流脉冲信号不仅具有很快的边沿上升和边沿下降时间，来保证在一定退相干时间内配置更多比特门，而且要求脉冲边沿具有极低的过冲，来保证量子比特共振腔体频率的稳定性。
2、因此，需要生成快速且平坦度高的直流脉冲信号，保证量子比特调控和测试质量。现有修正方法是通过在时间域上执行预失真处理，即通过调整边沿数据点的数值并观测调整后信号的过冲变化，多次调整后得到过冲较小的直流脉冲，再根据得到的脉冲上升沿数据计算校准数据对后续需要播放的脉冲波形边沿进行数字预失真处理。由于预失真处理后的过冲大小取决于校准数据，而校准数据为手动根据示波器显示的波形大小进行调节的，在调整多个参数时，需多次进行参数调整，多项参数在调整时具有联动效应，因此需要重复多次进行校准，无法保证校准结果的最优化，计算效率低，计算量大，当某些脉冲识别不到或者不是脉冲而识别为脉冲时，存在漏修正或者过度修正的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于频响测量的量子调控波形过冲修正方法及系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种基于频响测量的量子调控波形过冲修正方法
3、s1，设定量子调控信号生成系统的脉冲参数和输出方式，加载脉冲信号并输出播放，采集输出波形得到量子调控信号生成系统脉冲响应的数据；
4、s2，对系统的脉冲响应的数据点进行多步数据变换处理得到系统的时域波形函数；
5、s3，设定脉冲波形函数，对时域波形函数和脉冲波形函数进行第一次卷积处理，转换为校准数据，对脉冲波形函数和校准数据进行第二次卷积处理，得到一修正数据；
6、s4：加载修正数据对波形进行修正，并配合可编程门阵列进行并行计算。
7、作为上述技术方案的进一步描述，在所述步骤s2中，包括：
8、s21，对量子调控信号生成系统脉冲响应的数据进行傅里叶变换处理，计算得到系统的频率响应函数；
9、s22，对系统的频率响应函数取倒数，计算得到频率域补偿的频率响应函数；
10、s23，对频率域补偿的频率响应函数进行傅里叶反变换处理，计算得到系统的时域波形函数。
11、作为上述技术方案的进一步描述，所述系统的频率响应函数，算法公式如下：
12、
13、其中，为频率响应函数的离散形式，为采集的输入信号的等间隔离散样本数据，n为总数据样本数，和n为0到n-1的正整数，为频率响应角频率参数，为角频率参数的等间隔离散值，为自然常数，为虚数单位。
14、作为上述技术方案的进一步描述，所述频率域补偿的频率响应函数，算法公式如下：
15、
16、其中，n为总数据样本数，n为0到n-1的正整数。
17、作为上述技术方案的进一步描述，所述系统的时域波形函数，算法公式如下：
18、
19、其中，为转换后得到的时域波形离散数据点，表示时间序列，表示频率序列，为补充滤波器的频率域补偿的频率响应函数。
20、作为上述技术方案的进一步描述，在所述步骤s3中，包括：
21、s31，对脉冲波形函数和时域波形函数进行第一次卷积处理，计算得到上升边沿函数；
22、s32，取上升边沿函数的边沿数据点，转换为校准数据；
23、s33，对待输出的脉冲波形函数和时域波形函数进行第二次卷积处理，计算得到最终修正数据。
24、作为上述技术方案的进一步描述，所述上升边沿函数，算法公式如下：
25、
26、其中，为时刻波形幅度，脉冲波形函数中为0，为1，。
27、作为上述技术方案的进一步描述，所述校准数据，算法公式如下：
28、
29、
30、
31、
32、其中，边沿数据为…共m个数据，且，，，，，表示边沿数据中第个数据的幅度。
33、作为上述技术方案的进一步描述，所述修正数据，算法公式如下：
34、
35、其中，为待输出的脉冲波形函数，n为波形序列的索引，为校准数据。
36、还包括一种基于频响测量的量子调控波形过冲修正系统，所述修正系统被用于执行如上述技术方案中任一项所述的修正方法，包括：
37、发生输出模块，生成量子调控波形，加载极窄脉冲后进行播放输出；
38、测量显示模块，采集脉冲波形和测量系统脉冲响应，保存为数据点发送到计算处理模块，显示修正前后的脉冲波形；
39、处理计算模块，通过计算得到系统频率响应函数，并通过对频率响应函数的卷积处理得到修正数据；
40、收发控制模块，接收设定的波形和采样参数，发送到所述发生输出模块，接收所述处理计算模块的修正数据，配合可编程门阵列进行并行计算和修正波形。
41、上述技术方案具有如下优点或有益效果：
42、本专利技术，采集量子调控信号生成系统的输出波形并测量量子调控信号生成系统的脉冲响应后，通过数据变换处理得频率响应函数、频率域补偿的频率响应函数和时域波形函数后采用两次卷积处理，将边沿数据转化为校准数据后使用校准数据对波形进行修正，并配合可编程门阵列进行并行计算，使得修正后的波形较为平滑，避免了人为校准出现漏边沿或者过度修正的问题，有效提高了计算效率和校准精度。
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1.一种基于频响测量的量子调控波形过冲修正方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的修正方法，其特征在于，在所述步骤S2中，包括：
3.如权利要求2所述的修正方法，其特征在于，所述系统的频率响应函数，算法公式如下：
4.如权利要求2所述的修正方法，其特征在于，所述频率域补偿的频率响应函数，算法公式如下：
5.如权利要求2所述的修正方法，其特征在于，所述系统的时域波形函数，算法公式如下：
6.如权利要求1所述的修正方法，其特征在于，在所述步骤S3中，包括：
7.如权利要求6所述的修正方法，其特征在于，所述上升边沿函数，算法公式如下：
8.如权利要求6所述的修正方法，其特征在于，所述校准数据，算法公式如下：
9.如权利要求6所述的修正方法，其特征在于，所述修正数据，算法公式如下：
10.一种基于频响测量的量子调控波形过冲修正系统，其特征在于，所述修正系统被用于执行如权利要求1-9任一项所述的修正方法，包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于频响测量的量子调控波形过冲修正方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的修正方法，其特征在于，在所述步骤s2中，包括：
3.如权利要求2所述的修正方法，其特征在于，所述系统的频率响应函数，算法公式如下：
4.如权利要求2所述的修正方法，其特征在于，所述频率域补偿的频率响应函数，算法公式如下：
5.如权利要求2所述的修正方法，其特征在于，所述系统的时域波形函数，算法公式如下：
6.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：栾添，高岩松，李成鑫，岳寰宇，王赟，
申请(专利权)人：量子科技长三角产业创新中心，
类型：发明
国别省市：
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