[发明专利]量子芯片的调控方法及装置、量子测控系统、量子计算机

说明书

本发明公开了一种量子芯片的调控方法及装置、量子测控系统、量子计算机，调控方法首先将量子芯片确定为需要执行操作的第一区域以及不需要执行操作的第二区域，然后将第一区域内的量子比特与驱动总线间的耦合状态设置为开启，并将第二区域内的量子比特与驱动总线间的耦合状态设置为关闭，最后在驱动总线上施加调控信号以对第一区域内的量子比特执行操作。调控方法利用驱动总线的原理，通过一根驱动总线可以同时驱动多个量子比特，使得需要操作的量子比特处于工作状态，不需要操作的量子比特处于非工作状态，可以有效避免传统方案中单个量子比特需要单独的一条驱动线进行控制的方式，在大规模扩展时，降低了驱动控制线数量，降低了系统的复杂度。

技术领域

本发明涉及量子计算领域，尤其是涉及一种量子芯片的调控方法、装置、量子测控系统、量子计算机。

背景技术

量子计算是量子力学与计算机科学相结合的一种通过遵循量子力学规律、调控量子信息单元来进行计算的新型计算方式。它以微观粒子构成的量子比特为基本单元，具有量子叠加、纠缠等特性。并且，通过量子态的受控演化，量子计算能够实现信息编码和计算存储，具有经典计算技术无法比拟的巨大信息携带量和超强并行计算处理能力。

量子计算的实现依赖于量子芯片，量子芯片之于量子计算机就相当于CPU之于传统计算机，量子芯片是量子计算机的核心部件。随着量子计算相关技术的不断研究推进，量子芯片上的量子比特位数也在逐年增加，可以预见的是，后续会出现更大规模的量子芯片，届时量子芯片中的量子比特位数将会更多，量子计算机中也会搭载更大规模的量子芯片。

现有的量子芯片大都是单个量子比特分别对应着一条量子比特频率控制线和一条微波驱动控制线，量子比特频率控制线用于控制调节量子比特的频率，微波驱动控制线用于控制调节量子比特的跃迁激发。当需要对量子芯片大规模扩展时，量子比特微波驱动控制线的数量会急剧上升，造成芯片布局规模更加庞大，内部信号串扰严重，甚至影响量子芯片的基本功能。相应的测控系统通道数也会急剧增加，控制逻辑变得更加复杂。

因此，如何解决量子芯片大规模扩展时复杂度高成为本领域亟待解决的问题。

需要说明的是，公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种量子芯片的调控方法及装置、量子测控系统、量子计算机，用以解决现有技术中对量子芯片大规模扩展时，量子比特微波驱动控制线的数量会急剧上升的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种量子芯片的调控方法，包括：

将量子芯片确定为需要执行操作的第一区域以及不需要执行操作的第二区域；

将所述第一区域内的量子比特与驱动总线间的耦合状态设置为开启，将所述第二区域内的量子比特与所述驱动总线间的耦合状态设置为关闭；

在所述驱动总线上施加调控信号以对所述第一区域内的量子比特执行操作。

可选地，所述将所述第一区域内的量子比特与驱动总线间的耦合状态设置为开启，将所述第二区域内的量子比特与所述驱动总线间的耦合状态设置为关闭，包括：

将所述第一区域内的量子比特的工作点设置在第一简并点，以使所述第一区域内的量子比特与所述驱动总线间的耦合状态为开启；

将所述第二区域内的量子比特的工作点设置在第二简并点，以使所述第二区域内的量子比特与所述驱动总线间的耦合状态为关闭。

可选地，通过调整量子比特的量子比特频率控制线施加的磁通调制信号以使量子比特的工作点分别处于所述第一简并点以及所述第二简并点。

可选地，所述调控信号的频率的值靠近所述第一简并点对应频率的值，所述调控信号的频率的值远离所述第二简并点对应频率的值。