[发明专利]一种用于量子计算测控的装置、系统和方法

说明书

本发明公开了一种用于量子计算测控的装置、系统和方法，属于数据传输技术领域，用于量子计算测控的装置具有主控芯片，所述主控芯片具有PS端和PL端，所述PS端用于完成主控芯片与上位机的通信，接收上位机的命令，并根据上位机的命令产生量子计算机测控所需的波形，并将每次产生的波形放入内存装置中；所述PL端用于完成PS端下发的数据帧的解析和封装工作，提取所需要的数据，通过控制DA和AD芯片并进行校准，产生量子计算机测控所需要的精确波形。用于量子计算测控的系统包括主控芯片、上位机、内存装置以及AD芯片和DA芯片，所述主控芯片包括PS端和PL端。本发明对量子计算机的测控提供支持，数据采集传输快、测控准确快速。

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，具体地说是一种用于量子计算测控的装置、系统和方法。

背景技术

量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。对照于传统的通用计算机，其理论模型是通用图灵机；通用的量子计算机，其理论模型是用量子力学规律重新诠释的通用图灵机。从可计算的问题来看，量子计算机只能解决传统计算机所能解决的问题，但是从计算的效率上，由于量子力学叠加性的存在，目前某些已知的量子算法在处理问题时速度要快于传统的通用计算机。

量子计算测控需要采集上位机指令并形成测控所需的波形数据，对波形数据进行相应的算法处理以实现量子计算的测控。测控装置对上位机数据接收及处理的方式直接影响到测控的质量和速度。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种用于量子计算测控的装置、系统和方法，对量子计算机的测控提供支持，数据采集传输快、测控准确快速。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于量子计算测控的装置，具有主控芯片，所述主控芯片具有PS端和PL端，

所述PS端连接上位机和内存装置，PS端用于完成主控芯片与上位机的通信，接收上位机的命令，并根据上位机的命令产生量子计算机测控所需的波形，并将每次产生的波形放入内存装置中；PS端持续的读取内存装置中的内容，这样可以产生周期性的波形而不需要上位机连续的发送命令；

所述PL端用于完成PS端下发的数据帧的解析和封装工作，提取所需要的数据，通过控制DA和AD芯片并进行校准，产生量子计算机测控所需要的精确波形；PL端根据PS端下发的已知数据帧格式对数据进行解析，区分发送的是命令帧还是数据帧，根据解析结果，用户选择算法处理，算法处理后的数据通过接口发送会PS端，由PS端返回给上位机，由上位机对数据进行下一步处理。

优选的，所述主控芯片为单主控芯片。

进一步的，所述主控芯片为ZYNQ芯片，ZYNQ芯片包含ARM核。ZYNQ芯片是包含了FPGA和ARM的一种SOC芯片，兼具了FPGA的灵活性和ARM芯片强大的处理功能。

具体的，PS端包括波形数据模块、系统管理模块、告警管理模块、外围接口和采集数据管理模块。波形数据模块用于接收上位机的指令并生成特定波形；PS端通过系统管理模块和告警管理模块对系统和告警进行管理；通过外围接口和和采集数据管理模块支持USB和网络的波形数据传输。

另外，PS端可以完成数据采集后的初步分析工作和存储工作。

进一步的，PL端包括数据交换模块和板间互联接口，用于扩展提高测控的速度。板间互联接口的设置可以提高数据采集和波形产生的速率，并可以集成算法模块对波形进行进一步的处理。

进一步的，PL端还包括告警模块和算法接口模块。算法接口模块保证可将自定义的算法嵌入到整体的功能中，不会影响整体的数据传输工作。