[发明专利]用于重新编译量子电路以补偿量子计算机中的漂移的装置和方法

说明书

用于量子漂移补偿的装置和方法。例如，量子系统的一个实施例包括：量子处理器，其包括一个或多个数据量子位（qubit）以及一个或多个附属量子位；量子控制器，其用于响应于量子运行时来控制量子位；误差检测器，其用于检测量子位中的误差；量子漂移补偿器，其用于基于所述误差来确定量子处理器的当前系统漂移，并且如果当前系统漂移被确定成在阈值以上则响应性地生成一组补偿值。

背景技术

发明的领域

本发明的实施例一般地涉及量子计算的领域。更具体地，这些实施例涉及用于重新编译量子电路以补偿量子计算机中的漂移的装置和方法。

相关技术描述

量子计算是指与使用量子力学现象来操纵数据的计算系统有关的研究领域。这些量子力学现象（诸如叠加（其中量子变量可同时存在于多个不同状态中）以及纠缠（其中多个量子变量具有与它们之间在空间或时间中的距离无关的有关状态））在经典计算的世界中没有类似物，并且因而不能利用经典计算设备来被实现。

附图说明

可以从结合以下附图的以下详细描述中获得对本发明的更好的理解，在所述附图中：

图1A-1F图示了根据一个实施例的示例量子点设备的各种视图；

图2图示了用于包括误差校正和漂移校正的量子计算机的操作的序列；

图3图示了具有漂移检测和补偿的量子控制器的一个实施例；

图4图示了漂移检测和补偿电路的一个实施例；并且

图5图示了用于执行误差校正和漂移补偿的操作的序列。

具体实施方式

在以下描述中，为了解释的目的，阐明了众多特定细节以便提供对以下所描述的本发明的实施例的透彻理解。然而，对本领域技术人员将显而易见的是，可以在没有这些特定细节中的一些的情况下实践本发明的实施例。在其它实例中，众所周知的结构和设备以框图形式被示出，以避免使本发明的实施例的底层原理含糊难懂。

介绍

量子计算机使用量子力学现象（诸如叠加和纠缠）来执行计算。与用两个明确状态（0或1）中之一来存储数据的数字计算机形成对照，量子计算使用量子位（qubit），其可以是以状态的叠加。量子位可以通过使用基本粒子（诸如电子和光子）的物理上可区分的量子状态来被实现。例如，可以使用光子的偏振，其中两个状态是垂直偏振和水平偏振。类似地，电子的自旋可以具有可区分的状态，诸如“向上自旋”和“向下自旋”。

量子位状态通常由括号记号和来表示。在传统的计算机系统中，位排他地处于一个状态或其它状态中，即“0”或“1”。然而，量子力学系统中的量子位可以同时处于两个状态的叠加中，对于量子计算而言独特且基本的特性。

量子计算系统执行包含在量子位上执行的量子逻辑操作的算法。操作的序列被静态地编译到调度（schedule）中，并且通过使用索引方案来对量子位进行寻址。此算法然后被执行足够大的次数，直到所计算的答案的置信区间在阈值（例如~95+%）以上为止。命中阈值意味着已经达到所期望的算法结果。

已经通过使用能够操纵和读取量子状态的多种不同技术来实现量子位。仅举几例，这些包括但不限于量子点设备（基于自旋和基于空间的）、囚禁离子设备、超导量子计算机、光学晶格、核磁共振计算机、固态NMR Kane量子设备、氦上电子型量子计算机、腔量子电动力学（CQED）设备、分子磁体计算机、以及基于富勒烯（fullerene）的ESR量子计算机。因而，当在以下关于本发明的某些实施例来描述量子点设备的时候，本发明的底层原理可以结合任何类型的量子计算机（包括但不限于以上所列出的那些）而被采用。用于量子位的特定物理实现方式与本文中所描述的本发明的实施例正交。