[发明专利]一种量子计算装置

权利要求书

1.一种量子计算装置，包括：

至少一个第一超导量子比特；

至少一个逻辑量子比特电路，各所述逻辑量子比特电路和所述第一超导量子比特一一对应；各所述逻辑量子比特电路包括：

第一耦合端口，用于将所对应的第一超导量子比特失谐耦合于存储谐振腔；

存储谐振腔，用于存储逻辑量子比特的量子态；

第一微波传输线，用于传输施加于存储谐振腔的第一微波脉冲信号，所述第一微波脉冲信号用于在出现错误症候时，通过对存储谐振腔中的逻辑量子比特量子态进行位移操作进行纠错；

其中，所述逻辑量子比特的量子态根据所述第一超导量子比特的量子态映射获得。

2.根据权利要求1所述的量子计算装置，其特征在于，所述逻辑量子比特量子态的错误症候通过以下方式监测：

通过所述第一超导量子比特对制备的所述逻辑量子比特量子态进行相空间中的宇称测量，获得所述逻辑量子比特量子态的波函数；

通过监测获得的所述逻辑量子比特量子态的波函数在相空间的位移，确认是否发生所述错误症候。

3.根据权利要求1所述的量子计算装置，其特征在于，所述逻辑量子比特的量子态由基矢光子态展开获得，所述基矢光子态的制备包括：

通过施加一定时间长度的第一微波脉冲信号和第二微波脉冲信号，将第一超导量子比特的基态和激发态映射获得的存储谐振腔中的基矢光子态；

其中，所述第一微波脉冲信号和所述第二微波脉冲信号分割为两个或两个以上序列，每个序列中微波脉冲信号的频率、幅度和相位通过预设的数值计算方法获得。

4.根据权利要求1所述的量子计算装置，其特征在于，所述逻辑量子比特的量子态包括：

由采用GKP编码方式在存储谐振腔中生成的计算空间中的基矢光子态编码生成。

5.根据权利要求2所述的量子计算装置，其特征在于，所述通过监测获得的逻辑量子比特量子态的波函数在相空间的位移，包括：

由稳定子算符的本征值，确定所述逻辑量子比特量子态的波函数在相空间的位移。

6.根据权利要求2所述的量子计算装置，其特征在于，所述通过对存储谐振腔中的逻辑量子比特量子态进行位移操作进行纠错，包括：

根据所述第一超导量子比特对所述逻辑量子比特量子态的稳定子算符本征值的宇称测量的结果，通过所述第一耦合端口对所述存储谐振腔中的所述逻辑量子比特量子态进行与所述错误症候相反的位移操作。

7.根据权利要求1～6任一项所述的量子计算装置，其特征在于，所述量子计算装置还包括：

至少一个共平面微波传输线；

至少一个耦合电路，各所述耦合电路和所述第一超导量子比特一一对应；各所述耦合电路分别包括：

读取用共平面超导微波谐振腔，和所对应的所述第一超导量子比特处于失谐状态，根据所述第一超导量子比特的状态进行共振频率移动；

金属电极，用于连接外部电路；

第二耦合端口，用于将对应的所述第一超导量子比特耦合于所述读取用共平面超导微波谐振腔；

第三耦合端口，用于将所对应的所述第一超导量子比特耦合于所述共平面第二微波传输线；

第二微波传输线，用于传输施加在对应的第一超导量子比特上的第二微波脉冲信号；所述第二微波脉冲信号能够调节以对所述对应的第一超导量子比特进行单比特量子逻辑门操作。

8.根据权利要求7所述的量子计算装置，其特征在于，所述量子计算装置还包括：至少一个第二超导量子比特，每一个所述第二超导量子比特通过两个所述第一耦合端口分别失谐耦合一个存储谐振腔，通过所述第二耦合端口将对应的第二超导量子比特耦合于所述共平面超导微波谐振腔，用于：

根据其中一个存储谐振腔中的光子态对另一个存储谐振腔中的所述逻辑量子比特量子态执行位移操作，以实现两比特的编码逻辑量子比特的量子态的门操作。