AC调制谱的测试方法、装置以及量子计算机与流程

本发明涉及量子计算，尤其是涉及一种ac调制谱的测试方法、装置以及量子计算机。

背景技术：

1、量子计算与量子信息是一门基于量子力学的原理来实现计算与信息处理任务的交叉学科，与量子物理、计算机科学、信息学等学科有着十分紧密的联系。在最近二十年有着快速的发展。因数分解、无结构搜索等场景的基于量子计算机的量子算法展现出了远超越现有基于经典计算机的算法的表现，也使这一方向被寄予了超越现有计算能力的期望。由于量子计算在解决特定问题上具有远超经典计算机性能的发展潜力，而为了实现量子计算机，需要获得一块包含有足够数量与足够质量量子比特的量子芯片，并且能够对量子比特进行极高保真度的量子逻辑门操作与读取。

2、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，量子芯片就是执行量子计算的处理器，量子芯片上集成有多个一一对应的且相互耦合的量子比特和读取腔。每一片量子芯片在正式上线使用前，均需要对量子芯片的各项参数进行测试表征。ac调制谱是量子比特的参数中非常重要的参数，量子比特的ac调制谱是指量子比特频率随磁通调制线中的ac flux变化的频谱图。在测试阶段可通过ramsey实验获取各个电压值下的量子比特频率，进而获取量子比特的ac调制谱，我们还需要判断获取的所述ac调制谱是否符合要求。现有技术针对这个问题，通常根据实验结果人工判断得到的ac调制谱是否符合要求，这种方案效率较低，极大地影响了测试过程的执行效率。

3、因此，提出一种ac调制谱的测试方法的技术方案日益成为本领域亟待解决的问题。

4、需要说明的是，公开于本技术背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本技术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。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种ac调制谱的测试方法、量子控制系统，用于解决现有技术中量子芯片测试效率较低的问题。

2、为了解决以上技术问题，第一方面，本发明提出了一种ac调制谱的测试方法，包括：

3、获取待测量子比特的ac调制谱的物理模型，其中，所述物理模型用于获取所述待测量子比特的比特频率随电压变化的理论预期；

4、对所述待测量子比特执行第一实验，获取所述待测量子比特的比特频率随电压变化的实验结果；

5、基于所述物理模型和所述实验结果获取所述待测量子比特的ac调制谱是否符合要求。

6、可选的，所述获取待测量子比特的ac调制谱的物理模型，包括：

7、所述比特频率随电压的变化满足：

8、

9、其中，φ＝πm(x-offset)，y表示比特频率，x表示电压，α表示比特非谐，fqmax、m、offset均是所述物理模型的参数。

10、可选的，所述基于所述物理模型和所述实验结果获取所述待测量子比特的ac调制谱是否符合要求，包括：

11、基于所述物理模型判断所述第一实验的实验结果是否符合要求；

12、根据判断结果获取所述待测量子比特的ac调制谱是否符合要求，其中，若判断结果为所述实验结果不符合要求，则获取所述待测量子比特的ac调制谱不符合要求，若判断结果为所述实验结果符合要求，则获取所述待测量子比特的ac调制谱符合要求。

13、可选的，所述基于所述物理模型判断所述第一实验的实验结果是否符合要求，包括：

14、对所述物理模型以及所述第一实验的实验结果利用拟合优度判断所述第一实验的实验结果是否符合要求。

15、可选的，所述对所述物理模型以及所述第一实验的实验结果利用拟合优度判断所述第一实验的实验结果是否符合要求，包括：

16、对所述理论预期值以及所述调制情况利用拟合优度获取所述偏移程度，包括：

17、构建第一公式，所述第一公式为：

18、

19、其中，r2为偏移程度，yfit为所述物理模型的理论预期，yraw为所述第一实验的实验结果，为所述第一实验的实验结果的平均值；

20、利用所述第一公式获取到的所述偏移程度与预设阈值的比较，判断所述第一实验的实验结果是否符合要求。

21、可选的，所述利用所述第一公式获取到的所述偏移程度与预设阈值的比较，判断所述第一实验的实验结果是否符合要求，包括：

22、判断所述r2是否大于设定的阈值；

23、若是，则判定所述第一实验的实验结果为符合要求；

24、若否，则判定所述第一实验的实验结果为不符合要求。

25、可选的，所述对所述待测量子比特执行第一实验，获取所述待测量子比特的比特频率随电压变化的实验结果，包括：

26、获取量子比特工作在简并点及所述简并点附近的若干个工作电压时，各自对应的比特频率；

27、基于所述简并点及其附近的工作电压和对应的比特频率，获取频率预测公式；

28、基于所述频率预测公式获取第一预设范围内除已获得的若干个工作点外的其余各个待测电压值对应的预测频率，在所述量子比特工作在所述各个待测电压值时分别执行ramsey实验以获取对应的比特频率，其中，在各个待测电压值下的ramsey实验中驱动信号的驱动频率基于其对应的预测频率设置；

29、基于已获得的比特频率以及对应的工作点电压获取所述量子比特的ac调制谱的实验结果。

30、可选的，所述基于所述频率预测公式获取第一预设范围内除已获得的若干个工作点外的其余各个待测电压值对应的预测频率，在所述量子比特工作在所述各个待测电压值时分别执行ramsey实验以获取对应的比特频率，其中，在各个待测电压值下的ramsey实验中驱动信号的驱动频率基于其对应的预测频率设置，包括：

31、基于所述频率预测公式获取一待测电压值对应的预测频率；

32、在所述量子比特工作在所述待测电压值时执行ramsey实验并获取比特频率，所述ramsey实验的驱动频率的值基于所述预测频率的值确定；

33、调整所述待测电压值并返回执行所述基于所述频率预测公式获取一待测电压值对应的预测频率，直至所述第一预设范围内的待测电压值均已遍历。

34、第二方面，本技术提供一种ac调制谱的测试装置，包括：

35、物理模型获取模块，其被配置为获取待测量子比特的ac调制谱的物理模型，其中，所述物理模型用于获取所述待测量子比特的比特频率随电压变化的理论预期；

36、实验结果获取模块，其被配置为对所述待测量子比特执行第一实验，获取所述待测量子比特的比特频率随电压变化的实验结果；

37、判断模块，其被配置为基于所述物理模型和所述实验结果获取所述待测量子比特的ac调制谱是否符合要求。

38、第三方面，本技术提供一种量子控制系统，利用本技术提供的所述的ac调制谱的测试方法对ac调制谱进行判断，或包括本技术提供的所述的ac调制谱的测试装置。

39、第四方面，本技术提供一种量子计算机，包括本技术第三方面提供的所述的量子控制系统。

40、第五方面，本技术提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被一处理器执行时能实现本技术第一方面提供的所述的ac调制谱的测试方法。

41、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

42、本发明提出的ac调制谱的测试方法，首先获取待测量子比特的ac调制谱的物理模型，其中，所述物理模型用于获取所述待测量子比特的比特频率随电压变化的理论预期，并对所述待测量子比特执行第一实验，获取所述待测量子比特的比特频率随电压变化的实验结果。最终基于所述物理模型和所述实验结果获取所述待测量子比特的ac调制谱是否符合要求。基于本技术提出的ac调制谱的测试方法对所述ac调制谱的实验结果进行测试，整个测试无需人工介入，可以快速判断所述ac调制谱是否符合要求，弥补了现有技术的空白，并在一定程度提高了量子芯片测试过程的执行效率。

43、本发明提出的ac调制谱的测试装置、量子控制系统、可读存储介质以及量子计算机，与所述ac调制谱的测试方法属于同一发明构思，因此具有相同的有益效果，在此不做赘述。