[发明专利]一种量子比特量子态读取方法及装置

说明书

本发明属于量子测控技术领域，特别是一种量子比特量子态读取方法及装置，该方法包括获取第一信号、第二信号、第三信号；将所述第一信号、所述第二信号、所述第三信号分别对应的量子比特读取信号均借助第一正交分解信号转化为正交平面坐标系的一坐标点，分别记为第一坐标点、第二坐标点和待分析坐标点，并获取所述第一坐标点和所述第二坐标点两者的连线的中垂线作为阈值分割线，所述阈值分割线垂直正交平面坐标系的坐标轴；根据所述待分析坐标点和所述阈值分割线的位置关系读取量子比特的未知量子态。本发明大大简化了量子比特量子态的读取过程，对提供包括量子芯片、量子芯片控制系统在内的量子计算系统的运行速度提供了保障。

技术领域

本发明属于量子测控技术领域，特别是一种量子比特量子态读取方法及装置。

背景技术

量子芯片的运行结果，也就是量子信息处理过程的计算结果，是包含在量子比特的量子态中的。为了精确得到量子芯片的运行结果，是需要在量子信息处理过程的之后对量子芯片上的量子比特的量子态进行读取。

常采用微波读取腔读取量子比特的量子态，具体的，在量子比特旁边构建一微波读取腔，并在盖微波读取腔内施加一个脉冲信号，该信号称为载频脉冲信号，又叫读取脉冲信号，载频信号通常是频率为4-8GHz的微波信号。微波读取腔能够读取量子比特的量子态的根本原因是量子比特的不同量子态对微波读取腔产生的色散频移是不一样的，进而使得量子比特的不同量子态对施加在微波读取腔上的载频脉冲信号具有不同的响应，该响应信号称为量子比特读取信号。仅当量子比特的载频脉冲信号的载频与微波读取腔的固有频率(也叫谐振频率)非常靠近时，微波读取腔才会因量子比特处于不同量子态对载频脉冲信号的响应的明显差异，即量子比特读取信号具有最大化的可区分度。

通过量子比特读取信号解析(也叫读取)量子比特量子态的结果作为决定量子芯片控制系统的输入参数，进而控制量子芯片的执行，量子比特量子态的读取速率对包括量子芯片、量子芯片控制系统在内的量子计算系统的运行速度具有着举足轻重的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种量子比特量子态读取方法及装置，它能够实现量子比特量子态的快速读取，进而为量子计算机系统的高效运行提供了保障。

本发明采用的技术方案如下：

根据本申请的一个实施例，提供了一种量子比特量子态读取方法，包括：

获取第一信号、第二信号、第三信号；其中：所述第一信号为量子比特处于第一已知量子态时的量子比特读取信号，所述第二信号为量子比特处于第二已知量子态时的量子比特读取信号，所述第三信号为量子比特处于未知量子态时的量子比特读取信号；且施加在微波读取腔上的用于读取所述量子比特读取信号的载频信号的频率等于微波读取腔的固有频率；将所述第一信号、所述第二信号、所述第三信号分别对应的量子比特读取信号均借助第一正交分解信号转化为正交平面坐标系的一坐标点，分别记为第一坐标点和第二坐标点和待分析坐标点，并获取所述第一坐标点和所述第二坐标点两者的连线的中垂线作为阈值分割线，其中：所述第一正交分解信号的频率等于载频信号的频率，且所述第一正交分解信号具有可调参考相位，通过校准所述可调参考相位使所述阈值分割线垂直正交平面坐标系的坐标轴；根据所述待分析坐标点和所述阈值分割线的位置关系读取量子比特的未知量子态。