[发明专利]基于Ramsey干涉实验进行量子比特频率校准方法

说明书

本发明属于量子测控技术领域，特别是一种基于Ramsey干涉实验进行量子比特频率校准方法，该方法包括对量子比特进行N次Ramsey干涉实验，并记录根据每次Ramsey干涉实验的结果得到的其中：n＝1,2,…N，根据N个和对应的组成的坐标点在正交平面坐标系中进行直线拟合，获得拟合直线方程；根据所述拟合直线方程获得f_q值。本发明借助Ramsey干涉实验以及数据拟合有效保证最终得到的量子比特频率校准值的精度。

技术领域

本发明属于量子测控技术领域，特别是一种基于Ramsey干涉实验进行量子比特频率校准方法。

背景技术

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。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。然而量子比特的量子比特频率参数会随环境波动，如果忽略这种波动，会导致量子逻辑门操作的保真度的下降，也会影响到读取的效率。因此，量子芯片的参数，尤其量子比特频率参数，需要定期校准，才能确保长期稳定发挥最佳性能也就是量子算法的最佳执行效果。

通常，量子比特频率的获取方法是利用能谱测量实验。量子比特能谱测量实验是指对一个量子比特施加持续的频率为f_d的驱动信号使得量子比特由基态跃迁到激发态，在该驱动信号结束后对该量子比特施加读取脉冲信号以获得量子比特的激发态分布几率P1(f_d)随驱动信号频率f_d的变化关系。当驱动信号的频率f_d与量子比特频率f₀很靠近时，既可以有效地激发量子比特，使得量子比特的激发态分布P1(f_d)增大。而在驱动信号频率远离量子比特真实频率时，P1(f_d)趋近0。对于当前的位于4-8GHz频段的量子比特比如说超导量子比特来说，利用高性能的量子比特信号发生系统、接收系统，量子比特能谱测量实验能够将量子比特频率f₀的误差控制在1MHz左右。

现有的能谱测量实验获得量子比特频率f₀的误差在1MHz不能满足量子比特频率精度的要求，不能实现量子比特频率的校验需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于Ramsey干涉实验进行量子比特频率校准方法，以解决现有技术中的不足，它能够实现量子比特频率的精确校准。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于Ramsey干涉实验进行量子比特频率校准方法，其中，包括：

对量子比特进行N次Ramsey干涉实验，并记录根据每次Ramsey干涉实验的结果得到的其中：n＝1,2,…N，为第n次Ramsey干涉实验所采用的π/2量子逻辑门操作对应的微波脉冲信号的载频，为第n次Ramsey干涉实验得到的量子比特的震荡频率，且f_q为量子比特频率,N为大于1的正整数；

根据N个和对应的组成的坐标点在正交平面坐标系中进行直线拟合，获得拟合直线方程；

根据所述拟合直线方程获得f_q值。

如上所述的基于Ramsey干涉实验进行量子比特频率校准方法，其中，优选的是，所述第n次Ramsey干涉实验，具体包括：

m次对量子比特施加两个时间间隔τ_m的两个π/2量子逻辑门操作，并获得每次对量子比特施加两个时间间隔τ_m的两个π/2量子逻辑门操作后，量子比特的激发态分布几率P_fd(τ_m)；其中，τ_m为第m次对量子比特施加的两个π/2量子逻辑门操作的时间间隔，m为大于1的正整数；