本發(fā)明屬于量子計算領(lǐng)域，尤其涉及一種量子芯片的測試方法、裝置及量子計算機。

背景技術(shù)：

1、量子計算與量子信息是一門基于量子力學的原理來實現(xiàn)計算與信息處理任務(wù)的交叉學科，與量子物理、計算機科學、信息學等學科有著十分緊密的聯(lián)系。在最近二十年有著快速的發(fā)展。因數(shù)分解、無結(jié)構(gòu)搜索等場景的基于量子計算機的量子算法展現(xiàn)出了遠超越現(xiàn)有基于經(jīng)典計算機的算法的表現(xiàn)，也使這一方向被寄予了超越現(xiàn)有計算能力的期望。由于量子計算在解決特定問題上具有遠超經(jīng)典計算機性能的發(fā)展?jié)摿?，而為了實現(xiàn)量子計算機，需要獲得一塊包含有足夠數(shù)量與足夠質(zhì)量量子比特的量子芯片，并且能夠?qū)α孔颖忍剡M行極高保真度的量子邏輯門操作與讀取。

2、量子芯片之于量子計算機就相當于cpu之于傳統(tǒng)計算機，量子芯片是量子計算機的核心部件，量子芯片就是執(zhí)行量子計算的處理器，量子芯片上集成有多個量子比特和其它器件。每一片量子芯片在正式上線使用前，均需要對量子芯片的各項參數(shù)進行測試表征，其中，頻率參數(shù)是重要組成部分。頻率參數(shù)包括但不限于量子比特的躍遷頻率，躍遷頻率是指將量子比特從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)需要的頻率。

3、現(xiàn)有的獲取頻率參數(shù)的方法為能譜實驗，現(xiàn)有技術(shù)還實現(xiàn)了對頻率參數(shù)的自動化測試，然而，現(xiàn)有的自動化測試方法，在讀取信號的功率值較大的情況下，通常將f12(第一激發(fā)態(tài)躍遷到第二激發(fā)態(tài)的需要的頻率，實際的量子比特不是理想的二能級系統(tǒng))認定為f01(實際的量子比特頻率參數(shù))，導(dǎo)致獲取的頻率參數(shù)錯誤，又因為讀取信號的功率值與后續(xù)其他測試相關(guān)，不能輕易更改。

4、因此，有必要提出一種新的量子芯片的測試方法、裝置及量子計算機，在不改變讀取信號的功率值的情況下，準確獲取待測量子比特的頻率參數(shù)。

5、需要說明的是，公開于本申請背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本申請一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種量子芯片的測試方法、裝置及量子計算機，以解決現(xiàn)有技術(shù)中將f12認定為f01的問題，能夠準確獲取的量子比特的頻率參數(shù)。

2、為解決上述技術(shù)問題，第一方面，本發(fā)明提供一種量子芯片的測試方法，包括：

3、對所述量子芯片上一待測量子比特執(zhí)行能譜實驗，獲取所述待測量子比特上施加的比特狀態(tài)調(diào)控信號的頻率值與所述待測量子比特耦合的讀取腔的s21參數(shù)的幅值之間的對應(yīng)關(guān)系，所述對應(yīng)關(guān)系為第一散點圖；

4、采用高斯線型擬合所述第一散點圖獲取第一關(guān)系曲線；

5、基于所述第一關(guān)系曲線獲取第一峰值點；

6、獲取所述第一峰值點處對應(yīng)的所述比特狀態(tài)調(diào)控信號的第一頻率值作為所述待測量子比特的頻率參數(shù)。

7、優(yōu)選的，所述執(zhí)行能譜實驗，包括：

8、不斷改變所述比特狀態(tài)調(diào)控信號的頻率值，通過所述讀取腔對所述待測量子比特執(zhí)行讀取，并獲取每個頻率值對應(yīng)的所述讀取腔的s21參數(shù)的幅值。

9、優(yōu)選的，所述基于所述第一關(guān)系曲線獲取第一峰值點，包括：

10、采用尋峰算法獲取所述第一關(guān)系曲線上的第一峰值點。

11、優(yōu)選的，所述對所述量子芯片上一待測量子比特執(zhí)行能譜實驗之前，還包括：

12、判斷讀取功率是否超過設(shè)定閾值，所述讀取功率為讀取信號的功率值；

13、若讀取功率超過設(shè)定閾值，則執(zhí)行所述對所述量子芯片上一待測量子比特執(zhí)行能譜實驗。

14、優(yōu)選的，所述判斷讀取功率是否超過設(shè)定閾值，包括：

15、依據(jù)經(jīng)驗庫判斷所述讀取功率是否超過設(shè)定閾值。

16、優(yōu)選的，所述判斷讀取功率是否超過設(shè)定閾值，包括：

17、執(zhí)行能譜實驗，獲取第二散點圖，所述第二散點圖用于描述所述待測量子比特上施加的比特狀態(tài)調(diào)控信號的頻率值與所述待測量子比特耦合的讀取腔的s21參數(shù)的幅值之間的對應(yīng)關(guān)系；

18、采用洛倫茲線型擬合所述第二散點圖獲取第二關(guān)系曲線；

19、基于所述第二關(guān)系曲線獲取第二峰值點；

20、基于所述第二峰值點獲取對應(yīng)的所述比特狀態(tài)調(diào)控信號的第二頻率值；

21、判斷所述第二頻率值是否為所述待測量子比特的頻率參數(shù)，若是，則判定所述讀取功率不超過設(shè)定閾值。

22、優(yōu)選的，所述判斷所述第二頻率值是否為所述待測量子比特的頻率參數(shù)，包括：

23、基于ramsey實驗判斷所述第二頻率值是否為所述待測量子比特的頻率參數(shù)。

24、優(yōu)選的，所述對所述量子芯片上一待測量子比特執(zhí)行能譜實驗，包括：

25、從所述第二頻率值開始對所述待測量子比特執(zhí)行能譜實驗。

26、第二方面，本發(fā)明提供一種計算機存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被執(zhí)行時，能實現(xiàn)前述任一種所述的測試方法。

27、第三方面，本發(fā)明提供一種量子芯片的測試裝置，包括：

28、能譜實驗執(zhí)行模塊，其被配置為對所述量子芯片上一待測量子比特執(zhí)行能譜實驗，獲取所述待測量子比特上施加的比特狀態(tài)調(diào)控信號的頻率值與所述待測量子比特耦合的讀取腔的s21參數(shù)的幅值之間的對應(yīng)關(guān)系，所述對應(yīng)關(guān)系為第一散點圖；

29、關(guān)系曲線擬合模塊，其被配置為采用高斯線形擬合所述第一散點圖獲取第一關(guān)系曲線；

30、峰值點獲取模塊，其被配置為基于所述第一關(guān)系曲線獲取第一峰值點；

31、頻率參數(shù)獲取模塊，其被配置為獲取所述第一峰值點處對應(yīng)的所述比特狀態(tài)調(diào)控信號的第一頻率值作為所述待測量子比特的頻率參數(shù)。

32、第四方面，本發(fā)明提供一種量子計算機，包括前述的所述測試裝置。

33、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的技術(shù)方案具有以下有益效果：

34、本發(fā)明的技術(shù)方案通過對能譜實驗的結(jié)果，利用高斯線型進行擬合，獲取擬合后的第一關(guān)系曲線上的第一峰值點，以所述第一峰值點對應(yīng)的比特狀態(tài)調(diào)控信號的第一頻率值作為量子比特的頻率參數(shù)，能夠準確獲取量子比特的頻率參數(shù)，避免了將f12認定為f01的情況。

35、本發(fā)明提供的量子芯片的測試裝置、計算機存儲介質(zhì)及量子計算機，與本發(fā)明提供的所述量子芯片的測試方法屬于同一發(fā)明構(gòu)思，因此具有相同的有益效果，在此不做贅述。

技術(shù)特征：

1.一種量子芯片的測試方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的測試方法，其特征在于，所述執(zhí)行能譜實驗，包括：

3.如權(quán)利要求1所述的測試方法，其特征在于，所述基于所述第一關(guān)系曲線獲取第一峰值點，包括：

4.如權(quán)利要求1所述的測試方法，其特征在于，所述對所述量子芯片上一待測量子比特執(zhí)行能譜實驗之前，還包括：

5.如權(quán)利要求4所述的測試方法，其特征在于，所述判斷讀取功率是否超過設(shè)定閾值，包括：

6.如權(quán)利要求4所述的測試方法，其特征在于，所述判斷讀取功率是否超過設(shè)定閾值，包括：

7.如權(quán)利要求6所述的測試方法，其特征在于，所述判斷所述第二頻率值是否為所述待測量子比特的頻率參數(shù)，包括：

8.如權(quán)利要求6所述的測試方法，其特征在于，所述對所述量子芯片上一待測量子比特執(zhí)行能譜實驗，包括：

9.一種計算機存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被執(zhí)行時，能實現(xiàn)如權(quán)利要求1～8中任一項所述的量子芯片的測試方法。

10.一種量子芯片的測試裝置，其特征在于，包括：

11.一種量子計算機，其特征在于，包括如權(quán)利要求10所述的量子芯片的測試裝置。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種量子芯片的測試方法、裝置及量子計算機，所述測試方法包括：對所述量子芯片上一待測量子比特執(zhí)行能譜實驗，獲取所述待測量子比特上施加的比特狀態(tài)調(diào)控信號的頻率值與所述待測量子比特耦合的讀取腔的S<subgt;21</subgt;參數(shù)的幅值之間的對應(yīng)關(guān)系，所述對應(yīng)關(guān)系為第一散點圖；采用高斯線型擬合所述第一散點圖獲取第一關(guān)系曲線；基于所述第一關(guān)系曲線獲取峰值點；獲取所述峰值點處對應(yīng)的所述比特狀態(tài)調(diào)控信號的頻率值作為所述待測量子比特的頻率參數(shù)。本發(fā)明提供的技術(shù)方案能夠在讀取信號功率值較大的情況下準確獲取待測量子比特的頻率參數(shù)。

技術(shù)研發(fā)人員：請求不公布姓名,孔偉成
受保護的技術(shù)使用者：本源量子計算科技（合肥）股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10