[发明专利]一种寻址操控系统

说明书

一种寻址操控系统，包括：预设数值个选址单元，每一个选址单元包括：相互垂直的第一声光处理器件和第二声光处理器件，用于：进行预设数值维度的寻址操控；第一声光处理器件和第二声光处理器件包括：声光偏转器(AOD)或声光调制器(AOM)。本发明实施例简化了寻址操作系统架构。

技术领域

本文涉及但不限于量子计算机技术领域，尤指一种寻址操控系统。

背景技术

量子计算机是一种使用量子逻辑门进行通用量子计算和模拟的设备，其基础逻辑单元由遵守量子力学原理的量子比特构成，大量相干操控的量子比特在物理上实现量子计算机。相对于传统计算机，量子计算机在解决特定问题时运算时间可大幅度减少；因此，量子计算机在基础科学研究、人工智能、材料模拟、信息安全、金融市场优化与气候变化预测等方面具有重要的应用前景，受到了广泛关注。

利用囚禁于离子阱中的离子量子比特阵列，可以在已有实验条件下实现各种高保真度的量子逻辑门操作。离子量子比特在相互作用控制、长相干时间、高保真度量子逻辑门操作及量子纠错等方面均十分优秀，是最有可能实现量子计算机的平台之一(本文将基于离子量子比特形成的量子计算机简称为离子型量子计算机)。离子型量子计算机上的量子比特基本逻辑门操作，主要是通过激光或者微波来实现；如何设计针对离子量子比特的寻址操控系统，是实现离子型量子计算机的核心技术问题之一，对离子型量子计算机系统的复杂度、逻辑门操作的速度及保真度、量子算法设计的灵活性、及物理资源的占用等问题都有着重要的影响。随着量子比特数的不断增加，对寻址操控系统的性能要求均大大提升；高性能的寻址操控系统成为实现可扩展大规模离子型量子计算机的关键技术。目前，常见的离子量子比特的寻址方式主要有两种；图1(a)为相关技术中离子量子比特的寻址操作示意图，如图1(a)所示，通过多通道的声光调制器(AOM)进行量子比特寻址操控；入射的多束激光同时入射多通道AOM的各个通道上进行移频偏转，调制后的一级衍射光斑由光学系统入射到对应的离子上；单个离子量子比特的寻址操控对应于该AOM中单个通道的时序控制；其中，每个寻址通道需要由独立的电子系统驱动。随着需要操控的量子比特增加，系统所需的AOM通道数和电子系统也呈线性增加，使量子计算机寻址控制系统变得非常庞大和复杂，将极大地降低整个系统的可靠性。图1(b)为相关技术中另一离子量子比特的寻址操作示意图，如图1(b)所示，在芯片离子阱上设计了3个微波场(MW)，利用微波电极在离子阱囚禁区域产生的径向梯度磁场。离子在势阱中的不同径向位置，其塞曼磁子能级之间的跃迁频率随磁场强度变化。调节微波电极中的微波频率可以实现对不同径向位置的离子进行寻址及量子操控；为了产生较大的梯度磁场，离子和微波电极的距离非常近(30微米左右)；因此该方案只适用于特定设计的芯片离子阱；由于离子与芯片的电极非常近，芯片表面的电场噪声会极大地降低量子比特的相干时间，且在寻址过程中需要改变电场让离子偏离轴向，因此会引入离子的微运动，从而降低量子相干操作的保真度。

综上，对于上述离子量子比特寻址操控方案，将随着量子比特数目的增加，对实现该寻址操控系统所需的光学或微波系统设计，控制电子系统设计以及逻辑控制程序的复杂度也会呈现快速增长，制约了大规模量子计算机设计实现。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本发明实施例提供一种寻址操控系统，能够简化寻址操作系统架构。

本发明实施例提供了一种寻址操控系统，包括：预设数值个用于进行预设数值维度的寻址操控的选址单元，每一个选址单元包括：相互垂直的第一声光处理器件和第二声光处理器件；其中，

所述第一声光处理器件具体用于：接收入射激光，生成正一级衍射光；

所述第二声光处理器件具体用于：接收正一级衍射光，对接收的正一级衍射光进行处理后，产生负一级衍射光。

第一声光处理器件和第二声光处理器件包括：声光偏转器AOD或声光调制器AOM。