[发明专利]电磁串扰的标定和缓释方法、装置及电子设备

说明书

本公开提供了电磁串扰的标定和缓释方法、装置及电子设备，涉及量子计算领域，尤其涉及量子计算噪声研究领域。具体方案为：在量子系统中确定待测的量子比特对，待测的量子比特对包括第一量子比特和与第一量子比特相邻的第二量子比特；对第一量子比特以第二量子比特的本征频率施加M组设定的控制脉冲，以获取第二量子比特的测量结果；根据测量结果对第一量子比特和第二量子比特之间的电磁串扰参数进行标定。本公开能够实现量子比特间电磁串扰的标定，进而实现电磁串扰的缓释。

技术领域

本公开涉及量子计算领域，尤其涉及量子计算噪声研究领域。

背景技术

量子计算被认为是下一代计算技术的心脏，同时也是引领新一轮量子革命的代表性技术。在超导量子比特系统中，随着量子比特数的扩展，串扰噪声(crosstalk)在近年来逐渐被研究重视。在量子计算领域中，串扰噪声被定义为子系统对其相邻系统的干扰。由于该定义本身没有规定产生串扰的具体原因，业界通过上述定义将具有这类性质的噪声归纳在串扰噪声中，使得具有串扰噪声特征的噪声源十分丰富，比如Transmon量子比特之间的寄生耦合、Z通道的磁通泄露、驱动脉冲的电磁泄露、读取谐振器的耦合等。

超导量子系统是由外部的经典电磁信号驱动的，通过对量子芯片输入对应量子比特频率的电磁脉冲实现对单个量子比特的寻址、操控与读取，该电磁脉冲在芯片上对该量子比特近邻的量子比特也会产生影响，这相当于电磁信号的泄露，将产生电磁串扰噪声。而且对于本征频率接近的相邻量子比特，电磁信号泄露产生的影响更大。这种影响会显著降低两比特量子门或者多比特上同时刻的单量子比特门的精度，进而使得量子任务无法精确执行。由此可知，对于电磁串扰噪声的标定研究十分重要，而目前已知的串扰噪声的标定方案主要在逻辑电路层面或者物理系统哈密顿量的耦合项上进行研究，并不涉及电磁串扰噪声的标定和缓释。

发明内容

本公开提供了一种电磁串扰的标定和处理方法、装置及电子设备。

根据本公开的一方面，提供了一种电磁串扰的标定方法，包括：在量子系统中确定待测的量子比特对，待测的量子比特对包括第一量子比特和与第一量子比特相邻的第二量子比特；对第一量子比特以第二量子比特的本征频率施加M组设定的控制脉冲，以获取第二量子比特的测量结果，M为正整数；以及根据测量结果对第一量子比特和第二量子比特之间的电磁串扰参数进行标定，电磁串扰参数用于描述第一量子比特泄露到第二量子比特的电磁串扰噪声。

根据本公开的另一方面，提供了一种电磁串扰的缓释方法，包括：获取系统哈密顿量，系统哈密顿量是基于量子系统的基本参数而构造出的；获取将初始控制脉冲施加到量子系统后得到的噪声哈密顿量，噪声哈密顿量是基于量子系统的噪声参数矩阵而构造出的，噪声参数矩阵由N维电磁串扰参数组成，N为量子系统中包括的量子比特的数量，电磁串扰参数用于描述相邻的量子比特间的电磁串扰噪声；将噪声哈密顿量施加到系统哈密顿量对量子系统进行模拟计算，以对施加到量子系统的初始控制脉冲进行调整。

根据本公开的另一方面，提供了一种电磁串扰的标定装置，包括：确定模块，用于在量子系统中确定待测的量子比特对，待测的量子比特对包括第一量子比特和与第一量子比特相邻的第二量子比特；测量模块，用于对第一量子比特以第二量子比特的本征频率施加M组设定的控制脉冲，以获取第二量子比特的测量结果，M为正整数；以及标定模块，用于根据测量结果对第一量子比特和第二量子比特之间的电磁串扰参数进行标定，电磁串扰参数用于描述第一量子比特泄露到第二量子比特的电磁串扰噪声。

根据本公开的另一方面，提供了一种电磁串扰的缓释装置，包括：系统哈密顿量获取模块，用于获取系统哈密顿量，系统哈密顿量是基于量子系统的基本参数而构造出的；噪声哈密顿量获取模块，用于获取将初始控制脉冲施加到量子系统后得到的噪声哈密顿量，噪声哈密顿量是基于量子系统的噪声参数矩阵而构造出的，噪声参数矩阵由N维电磁串扰参数组成，N为量子系统中包括的量子比特的数量，电磁串扰参数用于描述相邻的量子比特间的电磁串扰噪声；控制脉冲调整模块，用于将噪声哈密顿量施加到系统哈密顿量对量子系统进行模拟计算，以对施加到量子系统的初始控制脉冲进行调整。