[发明专利]量子控制装置、量子控制系统和量子计算机

权利要求书

1.一种量子控制装置，其特征在于，包括：

至少一个量子态调控模块、至少一个频率调控模块、至少一个测量模块、路由模块和背板；

所述量子态调控模块、所述频率调控模块、所述测量模块和所述路由模块设置在所述背板上的对应插槽中；

所述量子态调控模块、所述频率调控模块、所述测量模块均与所述路由模块通信连接，通过所述路由模块对外数据交互，以使所述量子态调控模块输出初始量子态调控信号、所述频率调控模块输出初始频率调控信号以及所述测量模块输出初始测量信号。

2.如权利要求1所述的量子控制装置，其特征在于，所述量子态调控模块和所述频率调控模块能够调控的量子比特位数大于等于所述测量模块能够读取测量的量子比特位数。

3.如权利要求2所述的量子控制装置，其特征在于，所述量子态调控模块、所述频率调控模块和所述测量模块均设置有多路输出通道。

4.如权利要求3所述的量子控制装置，其特征在于，所述量子态调控模块包括第一DAC单元或第一AWG单元，所述频率调控模块包括第二DAC单元或第二AWG单元，所述测量模块包括ADC/DAC单元或包括第三DAC单元或第三AWG单元和DAQ单元的组合，所述路由模块包括现场可编程逻辑门阵列。

5.如权利要求1所述的量子控制装置，其特征在于，各所述量子态调控模块、各所述频率调控模块和各所述测量模块均以所述路由模块为中心分布设置在所述背板上的插槽中。

6.如权利要求5所述的量子控制装置，其特征在于，所述路由模块到各所述量子态调控模块、各所述频率调控模块以及各所述测量模块的触发信号传输线路长度分别相等。

7.如权利要求6所述的量子控制装置，其特征在于，所述路由模块设置在所述背板的中央位置，各所述测量模块紧邻所述路由模块设置。

8.如权利要求1所述的量子控制装置，其特征在于，所述装置还包括控制模块，所述控制模块设置在所述背板的插槽中，所述控制模块用于获取各所述量子态调控模块、各所述频率调控模块、各所述测量模块的信号延时数据，并对外输出。

9.如权利要求8所述的量子控制装置，其特征在于，所述装置还包括散热组件，所述散热组件连接所述控制模块，所述控制模块根据所述装置内的温度信息发送温度控制指令至所述散热组件，以控制所述散热组件工作于不同状态。

10.如权利要求1所述的量子控制装置，其特征在于，所述量子态调控模块、所述频率调控模块、所述测量模块、所述路由模块和所述背板上均设置时钟同步电路，所有所述时钟同步电路采用同一时钟同步基准，用于对所述量子态调控模块、所述频率调控模块、所述测量模块和所述路由模块进行时钟同步控制。

11.如权利要求1-10任一项所述的量子控制装置，其特征在于，所述装置还包括机箱，所述背板、所述量子态调控模块、所述频率调控模块、所述测量模块和所述路由模块均设置在机箱内。

12.如权利要求11所述的量子控制装置，其特征在于，所述装置还包括电源，所述电源设置在所述机箱内。

13.一种量子控制系统，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-12任一项所述的量子控制装置。

14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述系统还包括辅助外围设备，所述辅助外围设备包括若干个本振微波源、RF发射组件、RF收发组件和高精度电压源，所述本振微波源和所述RF发射组件配合所述控制装置产生用于量子比特的量子态信息调控的量子态调控信号，所述高精度电压源配合所述控制装置产生用于量子比特的频率调控的频率调控信号，所述本振微波源和所述RF收发组件配合所述控制装置产生用于量子比特的状态读取的测量信号以及接收量子芯片返回的读取回传信号。