超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出方法及装置与流程

1.本公开涉及量子计算技术领域，尤其涉及超导量子芯片技术领域，具体涉及一种超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出方法及装置。


背景技术：

2.一款完整的超导量子芯片包含多个核心功能模块，例如读取模块、布线模块、物理比特以及耦合模块等。其中，读取模块用于读取量子比特的信息，是超导量子芯片中非常重要的一部分。
3.读取模块可以包括读取腔、滤波器和读取线，为了保证量子比特可以被快速高保真读取的同时，具有较长的相干寿命，需要对读取腔与滤波器进行版图设计，使其达到特定的性能参数指标。
4.目前，超导量子芯片中读取模块的版图参数通常是根据经验或者当作黑盒子，进行仿真验证，并多次迭代尝试，直至达到设计指标。


技术实现要素：

5.本公开提供了一种超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出方法及装置。
6.根据本公开的第一方面，提供了一种超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出方法，包括：
7.获取量子芯片中m个读取组合器件的目标频率信息和目标品质因子信息，所述m个读取组合器件共用一根读取线读取所述量子芯片中量子比特的信息，所述读取组合器件包括读取腔和滤波器，m为大于1的整数；
8.基于所述目标频率信息和所述目标品质因子信息，分别确定每个读取组合器件对应的第一版图信息，所述第一版图信息包括读取组合器件的第一长度信息和读取组合器件中读取腔与滤波器之间的第一耦合长度信息；
9.基于第一目标版图、所述目标频率信息和所述目标品质因子信息，对每个读取组合器件的第一长度信息进行调整，得到每个读取组合器件的第二长度信息，所述第一目标版图为读取组合器件和所述读取线的版图，所述第一目标版图中读取腔与滤波器之间的耦合长度为所述第一耦合长度信息指示的长度；
10.输出第二版图信息，所述第二版图信息包括每个读取组合器件的第三长度信息和每个读取组合器件中读取腔与滤波器之间的第一耦合长度信息，所述第三长度信息基于所述第二长度信息确定。
11.根据本公开的第二方面，提供了一种超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出装置，包括：
12.获取模块，用于获取量子芯片中m个读取组合器件的目标频率信息和目标品质因子信息，所述m个读取组合器件共用一根读取线读取所述量子芯片中量子比特的信息，所述读取组合器件包括读取腔和滤波器，m为大于1的整数；
13.确定模块，用于基于所述目标频率信息和所述目标品质因子信息，分别确定每个读取组合器件对应的第一版图信息，所述第一版图信息包括读取组合器件的第一长度信息和读取组合器件中读取腔与滤波器之间的第一耦合长度信息；
14.第一调整模块，用于基于第一目标版图、所述目标频率信息和所述目标品质因子信息，对每个读取组合器件的第一长度信息进行调整，得到每个读取组合器件的第二长度信息，所述第一目标版图为读取组合器件和所述读取线的版图，所述第一目标版图中读取腔与滤波器之间的耦合长度为所述第一耦合长度信息指示的长度；
15.输出模块，用于输出第二版图信息，所述第二版图信息包括每个读取组合器件的第三长度信息和每个读取组合器件中读取腔与滤波器之间的第一耦合长度信息，所述第三长度信息基于所述第二长度信息确定。
16.根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：
17.至少一个处理器；以及
18.与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
19.存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，该指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行第一方面中的任一项方法。
20.根据本公开的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，该计算机指令用于使计算机执行第一方面中的任一项方法。
21.根据本公开的第五方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现第一方面中的任一项方法。
22.根据本公开的技术解决了超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图设计比较困难的问题，提高了超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图设计效率。
23.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
24.附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
25.图1是根据本公开第一实施例的超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出方法的流程示意图；
26.图2是量子芯片的完整版图结构示意图；
27.图3是蛇形结构的读取器件示意图；
28.图4是基于读取腔、滤波器和读取线的联合版图结构示意图；
29.图5是基于滤波器和读取线的联合版图结构示意图；
30.图6是本公开提供的一具体示例的流程示意图；
31.图7是根据本公开第二实施例的超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出装置的结构示意图；
32.图8是用来实施本公开的实施例的示例电子设备的示意性框图。
具体实施方式
33.以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种
细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
34.第一实施例
35.本实施例中，超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出方法涉及量子计算技术领域，尤其涉及超导量子芯片技术领域，其可以广泛应用于超导量子芯片的版图设计场景下。本公开实施例的超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出方法，可以由本公开实施例的超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出装置执行。本公开实施例的超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出装置可以配置在任意电子设备中，以执行本公开实施例的超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出方法。
36.量子芯片可以为超导量子芯片，基于超导电路的量子芯片，因其设计灵活、量子门操作速度快、退相干时间长等优势，是具有前景的量子计算硬件平台之一。
37.研制超导量子芯片的关键技术基础之一是超导量子芯片版图设计。随着人们对相关复杂问题求解的需求以及对于芯片性能参数的追求，超导量子芯片中目标量子比特数目越来越多，各个模块也变得更加集成更加复杂。由此产生的问题是如何将量子芯片的模块布局合理化以及如何解决芯片设计的迭代周期过长，这就对超导量子芯片的版图设计提出了挑战，因此优化版图设计、提升版图迭代效率的必要性和紧迫性日渐彰显。
38.超导量子芯片可以包含多个核心功能模块，例如，读取模块、布线模块、物理比特以及耦合模块等。其中，读取模块作为超导量子芯片中非常重要的一部分，其作为内部空间占用最大的模块之一，其各器件参数以及布局需要经过精心设计，因此，在超导量子芯片设计中，对量子比特的读取模块的设计尤为重要。其中，器件的性能参数指标主要关注核心器件的频率及品质因子q值，频率是器件的特征参数，而q值影响读取模块的读取效率和量子比特的寿命。
39.读取模块可以包含三个部分：读取腔、滤波器和读取线。其中，读取腔与量子比特色散耦合产生频移，从而实现对量子比特的间接测量。具体的，读取腔与超导量子比特直接耦合，其具有较大的频率差形成色散耦合，并产生色散平移其中，δ
qr
是量子比特和读取腔的频率失谐量，g
qr
是量子比特与读取腔的耦合强度。因此，量子比特的状态可通过观测读取腔频率的色散平移从而间接测量到。
40.色散耦合虽一定程度上保护了量子比特的退相干时间，但与外界环境耦合的读取腔会不可避免地给量子比特带来耗散。在没有滤波器的情况下，量子比特的耗散率γq用下式(1)表示。
[0041][0042]
其中，κr是读取腔的耗散率，需要说明的是，器件的q值与其耗散率成反比，反映了器件与外界耗散环境耦合强弱。
[0043]
在量子芯片中，需要尽量提升量子比特的q值，以提高量子比特的相干时间，因此，需要减小读取腔的耗散率κr或者耦合强度g，然而这都会降低量子比特的读取效率。
[0044]
为了降低量子比特耗散的同时，保持较高的读取效率，通常在读取线与读取腔之
间加一个滤波器，其频率与读取腔频率非常接近，形成以读取腔、滤波器频率为中心的导通带，滤波器可以屏蔽外界环境的噪声，在读取器频率下进行快速测量，同时隔离了量子比特频率下的噪声，提高量子比特的相干时间。另外，读取线连接外部测控系统，以进行读取脉冲信号的输入输出。
[0045]
为了保证量子比特可以被快速高保真读取的同时，具有较长的相干寿命，需要对读取腔与滤波器进行精准的版图设计，使其均达到特定的性能参数指标。
[0046]
考虑到新增滤波器后，读取腔的耗散完全来自于与滤波器的耦合，滤波器-读取腔的耗散传递公式用下式(2)表示。
[0047][0048]
其中，γr为读取腔的耗散率，κf为与读取线耦合造成的滤波器耗散率，g
rf
为读取腔和滤波器的耦合强度，δ
rf
为读取腔和滤波器的频率差。上式表明读取腔的q值除了依赖于滤波器的q值，还依赖于两器件的耦合强度与频率差，且读取腔q值与两器件频率差呈正相关。
[0049]
需要说明的是，上式(2)中，由于读取腔与滤波器频率非常接近，两器件的频率差δ
rf
与耦合强度g
rf
在同一量级均不可忽略。由于读取腔与滤波器之间存在耦合作用，其频率与q值并不能独立调节，需要多次反复迭代才能满足性能指标要求。
[0050]
为了设计读取腔与滤波器的版图达到特定的频率与q值指标，通常是通过调节两器件的长度来调节频率，通过调节两器件之间的耦合长度来调节两器件的耦合强度，从而调节读取腔的q值。但是，两器件频率与耦合强度的调节并不互相独立，而是牵一发而动全身，造成迭代过程过于复杂，往往需要不断重复尝试才能最终满足要求，造成版图设计效率低下。
[0051]
另外，在实践中，为了节约读取线和优化芯片版图空间，通常采用多路复用读取方案，即多个量子比特的读取共用一根读取线，每个量子比特具有各自独立的读取腔和滤波器，它们的频率互不相同以避免读取的串扰，其多路复用读取方案的量子芯片版图如图2所示，该图仅示意出一组读取腔和滤波器，对于其他组读取腔和滤波器，可以按照相同方式进行部署。
[0052]
这样，不同量子比特所对应的多组读取腔与滤波器版图需要分别独立设计，需要设计的参数过多，更加剧了对读取腔、滤波器版图的设计难度。由此带来的难点是如何高效流程化地设计在多路复用读取中的多组读取腔与滤波器版图，以达到快速且高保真的读取性能。
[0053]
而本实施例的目的即在于：在多路复用读取中，通过固定多组读取腔与滤波器的耦合长度，减少需要设计迭代的参数，并且，通过调节两器件的长度，来调节读取腔和滤波器的频率以及两者频率差，达到两器件的频率与q值的独立调节的目的，从而实现快速的读取模块的版图设计流程。
[0054]
以下详细介绍本实施例中对读取腔与滤波器的版图设计的程式化流程。
[0055]
如图1所示，本公开提供一种超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出方法，包括如下步骤：
[0056]
步骤s101：获取量子芯片中m个读取组合器件的目标频率信息和目标品质因子信
息，所述m个读取组合器件共用一根读取线读取所述量子芯片中量子比特的信息，所述读取组合器件包括读取腔和滤波器。
[0057]
其中，m为大于1的整数。
[0058]
该步骤中，读取组合器件可以包括读取腔和滤波器，量子芯片采用多路复用读取方案，即多个量子比特的读取共用一根读取线，每个量子比特具有各自独立的读取腔和滤波器。相应的，m个读取组合器件共用一根读取线来读取量子芯片中m个量子比特的信息。读取腔和滤波器均可以为蛇形结构，如图3所示。
[0059]
目标频率信息可以包括m个读取腔和m个滤波器的目标频率，该目标频率可以为所需要设计版图的读取器件(读取腔、滤波器)的本征频率，其被量子芯片中量子比特的频率以及读取线的复用数量控制。
[0060]
比如，在量子比特与读取腔满足色散耦合的前提下，分配多路复用读取方案中各组读取腔、滤波器的目标频率。色散耦合需要量子比特与读取腔的频率差大于1ghz，同一量子比特对应的读取腔与滤波器的目标频率可以设置相同，且多组量子比特对应的读取腔、滤波器之间的目标频率可以相差50-100mhz。
[0061]
目标频率信息的获取方式包括但不限于：根据量子比特的频率以及读取线的复用数量控制，人为或自动确定滤波器的目标频率。
[0062]
目标品质因子信息可以包括m个滤波器的第一目标品质因子和m个读取腔的第二目标品质因子，目标品质因子可以为所需要设计版图的读取器件的品质因子，目标品质因子决定了读取器件的耗散率，两者呈反比关系。
[0063]
第一目标品质因子用于指示滤波器在信息读取时的防串扰性能，在添加了滤波器后，保持读取腔耗散率即读取效率不变的前提下，量子比特的耗散率γq可以显著降低，降低因子f用下式(3)表示。
[0064][0065]
其中，κf是滤波器的耗散率(与滤波器的q值呈反比)，δ
qr
是量子比特与读取腔的失谐量，f是一个远小于1的量，因此，滤波器的存在可以大幅降低量子比特耗散率同时保持较高的读取效率。
[0066]
第二目标品质因子用于指示读取腔在信息读取时的读取效率。
[0067]
m个滤波器的第一目标品质因子可以设置地相同，如设置为100，m个读取腔的第二目标品质因子可以设置地相同，如设置为1000。
[0068]
目标品质因子信息的获取方式包括但不限于：根据量子芯片版图，人为或自动确定滤波器的第一目标品质因子和读取腔的第二目标品质因子。
[0069]
步骤s102：基于所述目标频率信息和所述目标品质因子信息，分别确定每个读取组合器件对应的第一版图信息，所述第一版图信息包括读取组合器件的第一长度信息和读取组合器件中读取腔与滤波器之间的第一耦合长度信息。
[0070]
该步骤中，第一长度信息可以包括读取腔的长度信息和滤波器的长度信息，其长度信息分别表示读取腔的总长度和滤波器的总长度，指示的读取器件的初始长度。读取器件的频率是与读取器件的长度相关的，可以通过读取器件的长度版图设计，来达到读取器件的频率性能指标。
[0071]
第一耦合长度信息指示读取腔与滤波器之间的耦合长度，读取器件的品质因子是与读取器件的长度和读取器件之间的耦合长度相关的，可以通过读取器件的长度和耦合长度版图设计，来达到读取器件的品质因子性能指标。其中，针对m个读取组合器件，版图设计时，读取腔与滤波器之间的耦合长度可以相同，也可以不同，这里不进行具体限定。
[0072]
可以联合目标频率信息和目标品质因子信息，统一确定读取组合器件的第一长度信息和读取组合器件中读取腔与滤波器之间的第一耦合长度信息。如通过电磁仿真方式，对读取腔、滤波器和读取线的联合版图进行电磁仿真，迭代调整读取腔和滤波器的长度，以及两者之间的耦合长度，得到第一长度信息和第一耦合长度信息。
[0073]
也可以分别基于目标频率信息和目标品质因子信息，分别确定第一长度信息和第一耦合长度信息。比如，首先基于目标频率信息，确定第一长度信息，在确定第一长度信息的基础上，再基于第一长度信息和目标品质因子信息，确定第一耦合长度信息。如此，可以简化版图迭代过程和版图设计难度，提高量子芯片版图设计的效率和准确性。
[0074]
可以分别确定每个读取组合器件中读取腔与滤波器之间的第一耦合长度信息，也可以确定一个读取组合器件中读取腔与滤波器之间的第一耦合长度信息，之后将m个读取组合器件中读取腔与滤波器之间的耦合长度保持统一和固定，即统一为第一耦合长度信息指示的耦合长度，这里不进行具体限定。
[0075]
另外，第一版图信息中还可以包括每个滤波器与读取线之间的耦合长度，在一可选实施方式中，可以基于滤波器与读取线的联合版图，对滤波器进行电磁仿真，通过调节滤波器与读取线的耦合长度，对滤波器的q值进行迭代。滤波器的目标q值为第一目标品质因子，若仿真q值与第一目标品质因子的误差超过
±
10％，则按照耦合长度越长，而q值越小的原则进行迭代，从而得到与第一目标品质因子匹配的耦合长度。
[0076]
步骤s103：基于第一目标版图、所述目标频率信息和所述目标品质因子信息，对每个读取组合器件的第一长度信息进行调整，得到每个读取组合器件的第二长度信息，所述第一目标版图为读取组合器件和所述读取线的版图，所述第一目标版图中读取腔与滤波器之间的耦合长度为所述第一耦合长度信息指示的长度。
[0077]
该步骤是在第一目标版图下，基于目标频率信息和目标品质因子信息，对读取器件的长度进行精细化调整，以提高量子芯片版图的设计准确性。
[0078]
具体的，第一目标版图可以为读取组合器件和读取线的版图，即“读取腔+滤波器+读取线”的联合版图，如图4所示。第一目标版图中读取腔与滤波器之间的耦合长度可以为所述第一耦合长度信息指示的长度，即在精细化调整读取器件的长度过程中，可以固定读取腔与滤波器的耦合长度，即固定读取腔与滤波器的耦合强度，这样可以减少需要设计迭代的参数，简化量子芯片版图的设计流程，以高效地迭代出满足目标频率信息和目标品质因子信息的量子芯片版图。
[0079]
可以基于第一目标版图，对读取组合器件进行电磁仿真，得到读取腔和滤波器的频率，基于读取腔和滤波器的频率，可以确定两者频率差(而从上式(2)可知，该频率差可以影响读取腔的q值)，这样在第一长度信息和第一耦合长度信息的基础上，通过迭代调整第一长度信息，可以精细化调整读取腔和滤波器的频率，以及读取腔的品质因子，从而可以得到既与目标频率信息，又与读取腔的第二目标品质因子匹配的第二长度信息。
[0080]
如此，从滤波器-读取腔的耗散传递公式即上式(2)中得到启发，可以固定滤波器
与读取腔的耦合长度(即固定耦合强度)，仅通过调节读取腔和滤波器的长度，就可以调节两器件的频率以及两者频率差，从而可以通过调节读取腔和滤波器的长度，来达到独立调节读取腔q值的目的。
[0081]
步骤s104：输出第二版图信息，所述第二版图信息包括每个读取组合器件的第三长度信息和每个读取组合器件中读取腔与滤波器之间的第一耦合长度信息，所述第三长度信息基于所述第二长度信息确定。
[0082]
该步骤中，在确定读取腔和滤波器的第二版图信息的情况下，可以输出第二版图信息。其中，第二版图信息中可以包括第一耦合长度信息和基于第二长度信息确定的第三长度信息。另外，第二版图信息中还可以包括指示滤波器与读取线之间的耦合长度的第二耦合长度信息。相应的，可以基于输出的第二版图信息进行读取腔和滤波器的版图设计，从而进行量子芯片版图的设计，提高量子芯片版图的设计准确性和效率。
[0083]
在一可选实施方式中，可以将第二长度信息确定为第三长度信息。
[0084]
在另一可选实施方式中，可以基于量子芯片的完整版图，对第二长度信息进行仿真验证，以验证在第二长度信息下，读取腔和滤波器的频率，以及读取腔的品质因子是否在预设精度内，若达不到预设精度，则在第二长度信息和第一耦合长度信息的基础上迭代调整读取腔和滤波器的长度，以得到第三长度信息。其中，即在第三长度信息下，相对于第二长度信息，读取组合器件的频率信息与目标频率信息更加接近和契合，以及读取腔的品质因子与第二目标品质因子更加接近和契合。
[0085]
本实施例中，在多路复用读取中，通过固定多组读取腔与滤波器的耦合长度，这样可以减少需要设计迭代的参数，仅通过调节两读取器件的初始长度来精细调节频率差，以达到两读取器件的频率与读取腔q值的精细化调节，从而实现快速的读取模块设计流程。并且，其可以填充读取模块设计迭代流程化的空白，且这种流程化的设计能高效地迭代出满足目标性能参数的量子芯片版图，极大程度地提升了量子芯片的版图设计效率和准确性。
[0086]
可选的，所述步骤s102具体包括：
[0087]
基于所述目标频率信息，确定每个读取组合器件的第一长度信息；
[0088]
基于第二目标版图和所述目标品质因子信息中滤波器的第一目标品质因子，确定每个读取组合器件中滤波器与读取线之间的第二耦合长度信息，所述第二目标版图为滤波器和读取线的版图，所述第二目标版图中滤波器的长度为所述第一长度信息中滤波器的长度信息指示的长度；
[0089]
基于第三目标版图和所述目标品质因子信息，确定所述第一耦合长度信息，所述第三目标版图为读取组合器件和读取线的版图，所述第三目标版图中，读取组合器件对应的长度为所述第一长度信息指示的长度，滤波器与读取线之间的耦合长度为所述第二耦合长度信息指示的长度。
[0090]
本实施方式中，是分别基于目标频率信息和目标品质因子信息，分别确定第一长度信息和第一耦合长度信息的。
[0091]
具体的，读取腔和滤波器可以采用四分之一波长共面波导的构型，其中一端为开路，另一端为短路与地相连，读取器件的频率和长度存在如下式(4)所示的关系。
[0092]
[0093]
其中，f是共面波导的频率，l是波导的总长度，c是光速，∈
eff
是共面波导的等效介电系数。
[0094]
在一可选实施方式中，针对每个读取器件，可以计算得到其共面波导下的等效介电系数，基于该等效介电系数，确定与目标频率匹配的读取器件的长度信息。
[0095]
在另一可选实施方式中，可以通过电磁仿真方式，基于目标频率信息中每个读取器件的目标频率，对读取器件进行电磁仿真，得到每个读取器件的长度信息。
[0096]
可以通过电磁仿真软件，对读取器件进行孤立器件仿真，得到读取器件的与目标频率匹配的长度信息。在该实施方式中，第一长度信息指示的长度为读取器件的大致长度，也就是说，后续还可以基于读取模块的版图和/或量子芯片版图精细化调整读取器件的总长度，从而实现对读取器件的总长度从粗略到精细化的调整，一方面可以降低读取器件总长度调整的难度，另一方面可以提高量子芯片版图中关于读取器件总长度的调整准确性和效率。
[0097]
针对每个读取组合器件，在确定第一长度信息的基础上，可以基于滤波器和读取线的联合版图(如图5所示，该联合版图即为第二目标版图，第二目标版图中滤波器的长度为滤波器的长度信息指示的长度)，对滤波器进行电磁仿真，通过调节滤波器与读取线的耦合长度，对滤波器的q值进行迭代。滤波器的目标q值为第一目标品质因子，若仿真q值与第一目标品质因子的误差超过
±
10％，则按照耦合长度越长，而q值越小的原则进行迭代，从而得到与第一目标品质因子匹配的第二耦合长度信息。
[0098]
之后，在确定第一长度信息和第二耦合长度信息的基础上，可以基于一组读取腔、滤波器和读取线的联合版图(即第三目标版图)，对读取组合器件进行电磁仿真，基于第二目标品质因子，迭代调整联合版图中读取腔与滤波器的耦合长度，以确定第一耦合长度信息，第一耦合长度信息仿真得到的品质因子与第二目标品质因子匹配。
[0099]
其中，第三目标版图中读取组合器件对应的长度为第一长度信息指示的长度，即读取腔的长度为第一长度信息中读取腔的长度信息指示的长度，滤波器的长度为第一长度信息中滤波器的长度信息指示的长度，以及滤波器与读取线之间的耦合长度为第二耦合长度信息指示的长度。
[0100]
如此，通过先确定读取腔和滤波器的初始长度、再确定滤波器与读取线之间的耦合长度，后确定读取腔与滤波器之间的耦合长度的顺序进行版图信息迭代设计，可以简化版图迭代过程和版图设计难度，提高量子芯片版图设计的效率和准确性。
[0101]
可选的，所述m个读取组合器件中读取腔与滤波器之间的第一耦合长度信息均相同。
[0102]
本实施方式中，将m个读取组合器件中读取腔与滤波器之间的耦合长度保持统一和固定，即统一为第一耦合长度信息指示的耦合长度，如此，可以简化读取腔与滤波器的版图设计流程。
[0103]
可选的，针对第一读取组合器件中每个读取器件，所述读取器件为读取腔或滤波器，所述第一读取组合器件为所述m个读取组合器件中任一读取组合器件，所述基于所述目标频率信息，确定每个读取组合器件的第一长度信息，包括：
[0104]
对所述读取器件进行电磁仿真，得到所述读取器件的本征频率与长度信息的变化关系；
[0105]
基于所述变化关系，确定共面波导读取器件的等效介电常数；
[0106]
基于所述等效介电常数和所述第一读取组合器件的目标频率信息中所述读取器件的目标频率，确定所述读取器件的第一初始长度信息，所述第一长度信息包括所述第一初始长度信息。
[0107]
本实施方式中，针对每个读取器件，均可以按照相同的方式来确定读取器件的初始长度。
[0108]
具体可以通过电磁仿真软件，对读取器件进行孤立器件仿真。通过改变读取器件的总长度，仿真得到读取器件的本征频率，从而可以得到读取器件本征频率与长度的变化粗略曲线。
[0109]
根据频率与长度的变化曲线能拟合出(四分之一波长)中共面波导读取器件的等效介电常数∈
eff
，从而可以基于目标频率和仿真得到的等效介电常数∈
eff
，即可得到目标频率下的读取器件的大致长度。通过电磁仿真方式实现对读取器件的第一初始长度信息的确定，可以简化第一长度信息的确定过程。
[0110]
可选的，所述基于所述等效介电常数和所述第一读取组合器件的目标频率信息中所述读取器件的目标频率，确定所述读取器件的第一初始长度信息，包括：
[0111]
基于所述等效介电常数和所述目标频率，确定第二初始长度信息；
[0112]
基于所述第二初始长度信息，对所述读取器件进行电磁仿真，得到第一频率；
[0113]
在所述第一频率与所述目标频率的误差大于第一预设阈值的情况下，对所述第二初始长度信息进行迭代调整，得到所述第一初始长度信息；
[0114]
在所述第一频率与所述目标频率的误差小于或等于所述第一预设阈值的情况下，将所述第二初始长度信息确定为所述第一初始长度信息。
[0115]
本实施方式中，可以基于等效介电常数和目标频率，采用上式(4)确定读取器件的第二初始长度信息，第二初始长度信息可以为读取器件的大致长度。
[0116]
得到读取器件的大致长度后，可以对这个长度下的读取器件进行孤立器件本征频率的仿真验证。具体可以对这个长度下的读取器件进行电磁仿真，得到该长度对应的第一频率，其收敛精度可以设置在2％，以节约版图设计时间。
[0117]
若仿真验证得到的第一频率与目标频率的差值相差过大(如大于第一预设阈值，例如相差10％)，则按照长度与频率成反比的关系，在第二初始长度信息的基础上对读取器件的长度进行迭代调整，得到第一初始长度信息。而若仿真验证得到的第一频率与目标频率的差值小于或等于第一预设阈值，则将第二初始长度信息确定为第一初始长度信息。其中，第一预设阈值可以根据实际情况进行设置，这里不进行具体限定。
[0118]
本实施方式中，通过对读取器件的大致长度进行仿真验证，并在仿真验证得到的频率与目标频率相差过大的情况下，在读取器件的大致长度下，继续迭代调整读取器件的长度，使得读取器件的长度达到预设精度，从而可以提高读取器件的长度确定准确性，进而可以提高读取器件的版图设计准确性。
[0119]
需要说明的是，本实施例的迭代调整指的是在一版图的基础上，对读取器件进行电磁仿真，得到读取器件的相关参数(如频率和品质因子)，将该相关参数与目标参数进行比对，若两者误差未达到预设精度，则继续调整读取器件的版图信息，直至所调整得到的版图信息可以使得读取器件的相关参数与目标参数之间的误差达到预设精度。
[0120]
可选的，所述基于第二目标版图和所述目标品质因子信息中滤波器的第一目标品质因子，确定每个读取组合器件中滤波器与读取线之间的第二耦合长度信息，包括：
[0121]
针对每个读取组合器件，基于第二目标版图，对所述读取组合器件中滤波器进行电磁仿真，得到所述滤波器的第一品质因子，所述第一品质因子与预设的滤波器与读取线之间的耦合长度信息匹配；
[0122]
基于所述第一品质因子和所述第一目标品质因子，对所述预设的滤波器与读取线之间的耦合长度信息进行迭代调整，得到所述第二耦合长度信息，所述第二耦合长度信息匹配的品质因子与所述第一目标品质因子的误差小于或等于第二预设阈值。
[0123]
本实施方式中，针对每个读取组合器件，在确定第一长度信息的基础上，可以基于滤波器和读取线的第二目标版图，对读取组合器件中滤波器进行电磁仿真，得到滤波器的第一品质因子，该第一品质因子与第二目标版图中预设的滤波器与读取线之间的耦合长度信息匹配，即第一品质因子是针对预设的滤波器与读取线之间的耦合长度信息仿真得到的。
[0124]
可以比对第一品质因子和第一目标品质因子，在第一品质因子和第一目标品质因子之间的误差大于第二预设阈值时，通过调节滤波器与读取线的耦合长度，按照耦合长度越长而q值越小的原则，对滤波器的q值进行迭代，直至仿真得到的q值与第一目标品质因子的误差小于或等于第二预设阈值如
±
10％，从而得到与第一目标品质因子匹配的第二耦合长度信息。
[0125]
其中，第二预设阈值可以根据实际情况进行设置，这里不进行具体限定。
[0126]
可选的，所述基于第三目标版图和所述目标品质因子信息，确定所述第一耦合长度信息，包括：
[0127]
基于所述第三目标版图，对读取组合器件进行电磁仿真，得到读取腔的第二品质因子，所述第二品质因子与预设的读取腔与滤波器之间的耦合长度信息匹配；
[0128]
基于所述第二品质因子和所述目标品质因子信息中读取腔的第二目标品质因子，对所述预设的读取腔与滤波器之间的耦合长度信息进行迭代调整，得到所述第一耦合长度信息，所述第一耦合长度信息匹配的品质因子与所述第二目标品质因子的误差小于或等于第三预设阈值。
[0129]
本实施方式中，针对一组读取组合器件，在确定第一长度信息和第二耦合长度信息的基础上，可以基于读取腔、滤波器和读取线的第三目标版图，对读取组合器件进行电磁仿真，得到读取腔的第二品质因子，该第二品质因子与第三目标版图中预设的读取腔与滤波器之间的耦合长度信息匹配，即第二品质因子是针对预设的读取腔与滤波器之间的耦合长度信息仿真得到的。
[0130]
可以比对第二品质因子和第二目标品质因子，在第二品质因子和第二目标品质因子之间的误差大于第三预设阈值时，通过调节读取腔与滤波器的耦合长度，按照耦合长度越长而q值越小的原则，对读取腔的q值进行迭代，直至仿真得到的q值与第二目标品质因子的误差小于或等于第三预设阈值如
±
30％，从而得到与第二目标品质因子匹配的第一耦合长度信息。
[0131]
其中，第三预设阈值可以根据实际情况进行设置，这里不进行具体限定。
[0132]
如此，在得到读取腔与滤波器之间的耦合长度的基础上，可以统一和固定各组读
取组合器件中读取腔与滤波器之间的耦合长度，以减少需要设计迭代的版图参数。
[0133]
可选的，所述步骤s103具体包括：
[0134]
针对每个读取组合器件，基于第一目标版图，对所述读取组合器件进行电磁仿真，得到读取腔的第二频率和滤波器的第三频率，所述第二频率与所述第一长度信息中读取腔的长度信息匹配，所述第三频率与所述第一长度信息中滤波器的长度信息匹配；
[0135]
基于所述第二频率、所述第三频率、所述目标频率信息中所述读取组合器件的读取腔和滤波器的目标频率、以及所述目标品质因子信息，对所述第一长度信息进行迭代调整，得到所述读取组合器件的第二长度信息；
[0136]
其中，所述第二长度信息中读取腔的长度信息匹配的频率与读取腔的目标频率的误差小于或等于第四预设阈值，所述第二长度信息中滤波器的长度信息匹配的频率与滤波器的目标频率的误差小于或等于第五预设阈值，所述第二长度信息匹配的读取腔的品质因子与所述目标品质因子信息中读取腔的第二目标品质因子的误差小于或等于第六预设阈值。
[0137]
本实施方式中，在得到第一长度信息的基础上，可以基于第一目标版图(即第一目标版图中读取组合器件的长度为第一长度信息指示的长度)，对读取组合器件进行电磁仿真，可以得到读取腔的第二频率和滤波器的第三频率。
[0138]
之后，可以基于第二频率、第三频率、读取腔和滤波器的目标频率、以及目标品质因子信息，对第一长度信息进行迭代调整，得到读取组合器件的第二长度信息。
[0139]
在一可选实施方式中，可以联立频率和读取腔的品质因子，来对第一长度信息进行迭代调整，即需要调整第一长度信息，使得两个读取器件的频率与读取腔的品质因子同时满足预设精度。
[0140]
在另一可选实施方式中，可以首先基于频率，对第一长度信息进行迭代调整，使得两个读取器件的仿真频率与目标频率的误差在预设精度内。之后，再对读取腔、滤波器和读取线的联合版图进行仿真，微调读取腔和滤波器各自的长度来调节两读取器件之间的频率差，进而对读取腔的q值进行迭代，使得仿真得到的q值与第二目标品质因子的误差在预设精度内。
[0141]
具体可以比对第二频率和读取腔的目标频率、比对第三频率和读取腔的目标频率以及比对仿真得到的品质因子和第二目标品质因子，基于比对误差来对第一长度信息进行迭代调整，直至得到第二长度信息。其中，第二长度信息中读取腔的长度信息匹配的频率(匹配指的是针对该长度信息仿真得到的频率)与读取腔的目标频率的误差小于或等于第四预设阈值，第二长度信息中滤波器的长度信息匹配的频率与滤波器的目标频率的误差小于或等于第五预设阈值，第二长度信息匹配的读取腔的品质因子与目标品质因子信息中读取腔的第二目标品质因子的误差小于或等于第六预设阈值。
[0142]
第四预设阈值、第五预设阈值和第六预设阈值可以根据实际情况进行设置，这里不进行具体限定。需要说明的是，由于该步骤中是精细化调整读取腔的品质因子，因此，相对于仅针对读取腔与滤波器之间的耦合长度粗略调整读取腔的品质因子来说，仿真得到的品质因子应该更加准确，因此，第六预设阈值可以小于第三预设阈值，如第六预设阈值可以设置为10％，第三预设阈值可以设置为30％。
[0143]
如此，可以通过对第一长度信息进行迭代调整，实现对两个读取器件的频率和读
取腔的品质因子的调节。
[0144]
可选的，所述基于所述第二频率、所述第三频率、所述目标频率信息中所述读取组合器件的读取腔和滤波器的目标频率、以及所述目标品质因子信息，对所述第一长度信息进行迭代调整，得到所述读取组合器件的第二长度信息，包括：
[0145]
基于所述第二频率、所述第三频率、以及所述目标频率信息中所述读取组合器件的读取腔和滤波器的目标频率，对所述第一长度信息进行迭代调整，得到所述读取组合器件的第四长度信息，所述第四长度信息中读取腔的长度信息匹配的频率与读取腔的目标频率的误差小于或等于所述第四预设阈值，所述第四长度信息中滤波器的长度信息匹配的频率与滤波器的目标频率的误差小于或等于所述第五预设阈值；
[0146]
基于第四目标版图和所述目标品质因子信息，对所述第四长度信息进行迭代调整，得到所述第二长度信息，所述第四目标版图为所述读取组合器件和所述读取线的版图，所述第四目标版图中，读取腔与滤波器之间的耦合长度为所述第一耦合长度信息指示的长度。
[0147]
本实施方式中，可以首先基于频率，对第一长度信息进行迭代调整，使得两个读取器件的仿真频率与目标频率的误差在预设精度内。之后，再对读取腔、滤波器和读取线的联合版图进行仿真，微调读取腔和滤波器各自的长度来调节两读取器件之间的频率差，进而对读取腔的q值进行迭代，使得仿真得到的q值与第二目标品质因子的误差在预设精度内。也就是说，通过两次迭代调整的过程，来实现两个读取器件的频率和读取腔的品质因子的独立调节。
[0148]
具体的，首先，可以基于第一目标版图进行第一长度信息的迭代调整，以精细化调整两个读取器件的频率，得到第四长度信息。
[0149]
具体的，由于读取腔、滤波器与读取线之间的相互耦合会导致器件的频率发生改变，因此，对读取腔、滤波器和读取线的联合版图进行仿真，通过调节读取腔和滤波器各自的长度，使得相对于读取器件的频率粗调过程，两读取器件的仿真频率更加趋近与目标频率。
[0150]
若器件仿真频率与目标频率相差1％以上，则根据频率与器件长度成反比关系再做调整。需要注意的是，在调节读取腔、滤波器长度的同时，可以保持读取腔-滤波器以及滤波器-读取线的耦合长度不变，因此，读取腔、滤波器的q值不会有较大改变。
[0151]
之后，可以基于第四目标版图进行第四长度信息的迭代调整，以精细化调整读取腔的品质因子，使得读取腔仿真得到的品质因子更加趋近于第二目标品质因子，得到第二长度信息。
[0152]
如此，可以通过调节两读取器件的长度来精细调节两者频率差，以达到两读取器件频率与q值的独立调节，从而简化读取模块的版图设计过程，实现快速地读取模块的版图设计流程，进一步提高读取模块的版图设计效率和准确性。
[0153]
可选的，所述基于第四目标版图和所述目标品质因子信息，对所述第四长度信息进行迭代调整，得到所述第二长度信息，包括：
[0154]
基于第四目标版图，对所述读取组合器件进行电磁仿真，得到所述读取组合器件中读取腔的第三品质因子；
[0155]
基于所述第三品质因子、所述第二目标品质因子和预先确定的第一关系，对第四
长度信息进行迭代调整，得到所述第二长度信息；
[0156]
其中，所述第一关系为读取腔的品质因子与，读取组合器件中读取腔和滤波器之间的频率差的关系，所述第一关系中，读取腔的品质因子与，读取腔和滤波器之间的频率差呈正相关。
[0157]
本实施方式中，可以对读取腔、滤波器和读取线的联合版图即第四目标版图进行仿真，得到第三品质因子。
[0158]
可以比对第三品质因子和第二目标品质因子，在两者误差超过第六预设阈值时，可以微调读取腔和滤波器各自的长度来调节两读取器件之间的频率差，按照第一关系对读取腔的q值进行迭代。第一关系中读取腔q值与两读取器件的频率差呈正相关。
[0159]
可选的，所述第一关系包括：
[0160][0161]
其中，其中γr为读取腔的耗散率，κf为与读取线耦合造成的滤波器耗散率，g
rf
为读取腔和滤波器的耦合强度，δ
rf
为读取腔和滤波器的频率差，所述第一关系还包括：读取腔的耗散率与读取腔的品质因子的反比关系。
[0162]
本实施方式中，中，在固定读取腔与滤波器之间的耦合长度即固定耦合强度，以及固定κf的情况下，读取腔的耗散率仅与读取腔与滤波器之间的频率差呈反比关系，而读取腔的耗散率与读取腔的品质因子呈反比关系，因此，读取腔的品质因子与，读取腔与滤波器之间的频率差呈正相关。
[0163]
相应的，可以从滤波器-读取腔的耗散传递公式中得到启发，建立理论指导和清晰的设计迭代方向，在对读取腔、滤波器的版图设计迭代中，固定读取腔与滤波器之间的耦合长度，通过调节两读取器件的长度来精细调节频率差，以达到两读取器件的频率与q值的精细化调节。
[0164]
可选的，所述步骤s104之前，所述方法还包括：
[0165]
基于第五目标版图，对所述m个读取组合器件进行电磁仿真，得到所述m个读取组合器件的第一频率信息和第一品质因子信息，所述第五目标版图为量子芯片的版图，所述第五目标版图中，读取腔与滤波器之间的耦合长度为所述第一耦合长度信息指示的长度，读取组合器件中读取腔和滤波器的长度为所述第二长度信息指示的长度；
[0166]
在所述第一频率信息与目标频率信息的误差大于第七预设阈值，或者，所述第一品质因子信息与所述目标品质因子信息的误差大于第八预设阈值的情况下，基于所述第二目标品质因子和所述第一关系，对所述第二长度信息进行迭代调整，得到所述第三长度信息；
[0167]
其中，第一误差小于或等于所述第二长度信息匹配的读取组合器件的频率信息与所述目标频率信息的误差，所述第一误差为所述第三长度信息匹配的读取组合器件的频率信息与所述目标频率信息的误差；和/或，第二误差小于或等于所述第二长度信息匹配的读取组合器件的品质因子信息与所述目标品质因子信息的误差，所述第二误差为所述第三长度信息匹配的读取组合器件的品质因子信息与所述目标品质因子信息的误差。
[0168]
本实施方式中，将已经迭代好的多组读取模块版图(包括读取腔、滤波器、读取线)与量子比特、耦合器版图整合到一起构成为完整版图(即第五目标版图)，如图2所示，对此完整版图进行精细的电磁仿真，得到第一频率信息(包括读取腔、滤波器的频率)和第一品质因子信息(包括读取腔、滤波器的q值)，以验证读取腔、滤波器的频率与q值是否达到目标值。
[0169]
验证结果需保证读取腔、滤波器频率与目标频率的误差小于或等于第七预设阈值，如误差在
±
1％内，q值与目标品质因子的误差小于或等于第八预设阈值，如误差在
±
10％内，至此完成读取模块的设计。
[0170]
其中，第七预设阈值和第八预设阈值可以根据实际情况进行设置，这里不进行具体限定。通常情况下，第七预设阈值可以与精细化调整频率的误差的阈值相同，第八预设阈值可以与精细化调整品质因子的阈值相同。
[0171]
若验证结果未达到目标参数及误差精度时，则需整体提升仿真精度，例如，提高仿真收敛条件以及增加仿真设置的初始网格mesh划分，在第二长度信息，且固定读取腔与滤波器之间的耦合长度的基础上，基于读取腔、滤波器和读取线的联合版图，按照第一关系重新对第二长度信息进行精细迭代，以得到第三长度信息，使得第三长度信息匹配的频率信息(相对于第二长度信息匹配的频率信息)更加趋近于目标频率信息，且第三长度信息匹配的品质因子信息(相对于第二长度信息匹配的品质因子信息)更加趋近于目标品质因子信息。
[0172]
可选的，所述目标频率信息通过如下方式获取：
[0173]
基于量子比特的频率和所述读取线共用的读取组合器件的复用数量，确定所述目标频率信息。
[0174]
本实施方式中，可以根据量子比特的频率和读取线共用的读取组合器件的复用数量，自动确定目标频率信息，实现对目标频率信息的确定。
[0175]
在一可选实施方式中，本实施例的整体流程如图6所示，上述步骤均在前面已经详细阐述，这里不再进行赘述。
[0176]
本实施例提出了完整清晰地超导量子芯片中读取模块的设计流程，特别是关于读取腔、滤波器的频率与q值迭代的具体方案，具有较强的实用性；并且，多路复用读取方案中固定多组读取腔与滤波器的耦合长度，仅通过调节读取腔与滤波器的频率差，实现迭代两读取器件的频率与q值时的解耦，同时，也极大地减少了需要设计迭代的参数，从而实现快速的读取模块设计流程，有利于超导量子芯片版图设计的自动化和流程化。
[0177]
为了验证本实施例方案的效果，可以将本实施例提出的读取腔-滤波器版图的流程化设计方案应用到一款读取线9路复用的读取模块版图设计中。在本实施例方案提出的流程框架下，准确设计出符合要求、迭代高效的读取腔与滤波器版图，验证了本实施例方案的有效性和优势。
[0178]
第一步：确定读取腔、滤波器目标频率。
[0179]
根据量子芯片设计方案需求，可以有如下初始参数：读取腔的频率范围4-8ghz；量子比特频率约6ghz；读取线复用数为9；读取腔与滤波器的目标q值为1000与100。因此，设定同组读取腔-滤波器频率相同，不同组读取腔-滤波器的频率相差80mhz，其频率分别为：4.74，4.82，4.90，4.98，5.06，5.14，5.22，5.30，5.38ghz。
[0180]
第二步：确定读取腔、滤波器初始长度。
[0181]
对读取腔和滤波器进行孤立元件的仿真，根据频率长度关系拟合出等效介电常数，进而计算得到在目标频率下，读取腔的初始长度分别为(对应频率由低至高)：7101，6997，6880，6760，6680，6560，6440，6330，6210μm；滤波器初始长度分别为(对应频率由低至高)：7728，7606，7430，7250，7223，7050，6900，6800，6712μm。
[0182]
第三步：滤波器q值迭代。
[0183]
仿真滤波器与读取线的联合版图，通过调节滤波器与读取线的耦合长度，对滤波器的q值进行迭代，目标q值为100，误差设定为
±
20％，得到9组滤波器与读取线的耦合长度分别为：1330，1300，1260，1240，1218，1190，1180，1150，1130μm。
[0184]
第四步：固定读取腔与滤波器的耦合长度。
[0185]
对一组读取腔、滤波器和读取线的联合版图进行仿真，目标q值为1000，误差设定为
±
30％，确定了读取腔与滤波器的耦合长度为400μm，并将此耦合长度在9组读取腔与滤波器版图中保持统一和固定。
[0186]
第五步：调节读取腔与滤波器频率至目标频率。
[0187]
对读取腔、滤波器和读取线的联合版图进行仿真，在不改变耦合长度的前提下，调节读取腔、滤波器的长度以调节频率，读取腔、滤波器长度调节的具体方式如图4，即可以通过调节读取腔的中间段长度调节读取腔长度，以及通过调节滤波器的末段长度调节滤波器长度，这样可以迭代出9组满足目标频率要求的读取腔、滤波器长度与对应的仿真频率见下表1。
[0188]
表1读取腔、滤波器的长度与仿真频率表
[0189][0190]
第六步：读取腔q值迭代。
[0191]
对读取腔、滤波器和读取线的联合版图进行仿真，微调9组读取腔、滤波器的长度以控制频率差，以对读取腔q值进行迭代，满足读取腔仿真q值与目标q值之间的误差在
±
10％内。可以规定同组内的滤波器频率均略高于对应的读取腔频率(10mhz以内)，迭代出读
取腔、滤波器长度数据见表2。
[0192]
表2完整版图下读取腔、滤波器的长度与仿真频率表
[0193][0194]
第七步：完整版图验证。
[0195]
如图2，对9组包含量子比特、耦合器、读取腔、滤波器与读取线的完整版图进行精细电磁仿真验证，仿真验证结果如表2，可以看到9组读取模块中读取腔与滤波器的频率与q值均满足要求。此外量子比特的q值均在108的量级上，设计的读取模块对量子比特带来的耗散极小，量子比特具有较长的相干时间。
[0196]
运用本实施例方案，可以完成对一款读取线9路复用的读取模块版图设计迭代工作。经过仿真验证，读取腔与滤波器的频率与q值均符合目标要求。因此本实施例能够提高超导量子芯片的版图设计效率，优化版图布局，对超导量子芯片的规模化设计、仿真、迭代均有指导性意义。
[0197]
第二实施例
[0198]
如图7所示，本公开提供一种超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出装置700，包括：
[0199]
获取模块701，用于获取量子芯片中m个读取组合器件的目标频率信息和目标品质因子信息，所述m个读取组合器件共用一根读取线读取所述量子芯片中量子比特的信息，所述读取组合器件包括读取腔和滤波器，m为大于1的整数；
[0200]
确定模块702，用于基于所述目标频率信息和所述目标品质因子信息，分别确定每个读取组合器件对应的第一版图信息，所述第一版图信息包括读取组合器件的第一长度信息和读取组合器件中读取腔与滤波器之间的第一耦合长度信息；
[0201]
第一调整模块703，用于基于第一目标版图、所述目标频率信息和所述目标品质因子信息，对每个读取组合器件的第一长度信息进行调整，得到每个读取组合器件的第二长
度信息，所述第一目标版图为读取组合器件和所述读取线的版图，所述第一目标版图中读取腔与滤波器之间的耦合长度为所述第一耦合长度信息指示的长度；
[0202]
输出模块704，用于输出第二版图信息，所述第二版图信息包括每个读取组合器件的第三长度信息和每个读取组合器件中读取腔与滤波器之间的第一耦合长度信息，所述第三长度信息基于所述第二长度信息确定。
[0203]
可选的，所述确定模块702包括：
[0204]
第一确定子模块，用于基于所述目标频率信息，确定每个读取组合器件的第一长度信息；
[0205]
第二确定子模块，用于基于第二目标版图和所述目标品质因子信息中滤波器的第一目标品质因子，确定每个读取组合器件中滤波器与读取线之间的第二耦合长度信息，所述第二目标版图为滤波器和读取线的版图，所述第二目标版图中滤波器的长度为所述第一长度信息中滤波器的长度信息指示的长度；
[0206]
第三确定子模块，用于基于第三目标版图和所述目标品质因子信息，确定所述第一耦合长度信息，所述第三目标版图为读取组合器件和读取线的版图，所述第三目标版图中，读取组合器件对应的长度为所述第一长度信息指示的长度，滤波器与读取线之间的耦合长度为所述第二耦合长度信息指示的长度。
[0207]
可选的，所述m个读取组合器件中读取腔与滤波器之间的第一耦合长度信息均相同。
[0208]
可选的，针对第一读取组合器件中每个读取器件，所述读取器件为读取腔或滤波器，所述第一读取组合器件为所述m个读取组合器件中任一读取组合器件，所述第一确定子模块包括：
[0209]
电磁仿真单元，用于对所述读取器件进行电磁仿真，得到所述读取器件的本征频率与长度信息的变化关系；
[0210]
第一确定单元，用于基于所述变化关系，确定共面波导读取器件的等效介电常数；
[0211]
第二确定单元，用于基于所述等效介电常数和所述第一读取组合器件的目标频率信息中所述读取器件的目标频率，确定所述读取器件的第一初始长度信息，所述第一长度信息包括所述第一初始长度信息。
[0212]
可选的，所述第二确定单元，具体用于：
[0213]
基于所述等效介电常数和所述目标频率，确定第二初始长度信息；
[0214]
基于所述第二初始长度信息，对所述读取器件进行电磁仿真，得到第一频率；
[0215]
在所述第一频率与所述目标频率的误差大于第一预设阈值的情况下，对所述第二初始长度信息进行迭代调整，得到所述第一初始长度信息；
[0216]
在所述第一频率与所述目标频率的误差小于或等于所述第一预设阈值的情况下，将所述第二初始长度信息确定为所述第一初始长度信息。
[0217]
可选的，所述第二确定子模块，具体用于：
[0218]
针对每个读取组合器件，基于第二目标版图，对所述读取组合器件中滤波器进行电磁仿真，得到所述滤波器的第一品质因子，所述第一品质因子与预设的滤波器与读取线之间的耦合长度信息匹配；
[0219]
基于所述第一品质因子和所述第一目标品质因子，对所述预设的滤波器与读取线
之间的耦合长度信息进行迭代调整，得到所述第二耦合长度信息，所述第二耦合长度信息匹配的品质因子与所述第一目标品质因子的误差小于或等于第二预设阈值。
[0220]
可选的，所述第三确定子模块，具体用于：
[0221]
基于所述第三目标版图，对读取组合器件进行电磁仿真，得到读取腔的第二品质因子，所述第二品质因子与预设的读取腔与滤波器之间的耦合长度信息匹配；
[0222]
基于所述第二品质因子和所述目标品质因子信息中读取腔的第二目标品质因子，对所述预设的读取腔与滤波器之间的耦合长度信息进行迭代调整，得到所述第一耦合长度信息，所述第一耦合长度信息匹配的品质因子与所述第二目标品质因子的误差小于或等于第三预设阈值。
[0223]
可选的，所述第一调整模块703包括：
[0224]
电磁仿真子模块，用于针对每个读取组合器件，基于第一目标版图，对所述读取组合器件进行电磁仿真，得到读取腔的第二频率和滤波器的第三频率，所述第二频率与所述第一长度信息中读取腔的长度信息匹配，所述第三频率与所述第一长度信息中滤波器的长度信息匹配；
[0225]
迭代调整子模块，用于基于所述第二频率、所述第三频率、所述目标频率信息中所述读取组合器件的读取腔和滤波器的目标频率、以及所述目标品质因子信息，对所述第一长度信息进行迭代调整，得到所述读取组合器件的第二长度信息；
[0226]
其中，所述第二长度信息中读取腔的长度信息匹配的频率与读取腔的目标频率的误差小于或等于第四预设阈值，所述第二长度信息中滤波器的长度信息匹配的频率与滤波器的目标频率的误差小于或等于第五预设阈值，所述第二长度信息匹配的读取腔的品质因子与所述目标品质因子信息中读取腔的第二目标品质因子的误差小于或等于第六预设阈值。
[0227]
可选的，所述迭代调整子模块包括：
[0228]
第一迭代调整单元，用于基于所述第二频率、所述第三频率、以及所述目标频率信息中所述读取组合器件的读取腔和滤波器的目标频率，对所述第一长度信息进行迭代调整，得到所述读取组合器件的第四长度信息，所述第四长度信息中读取腔的长度信息匹配的频率与读取腔的目标频率的误差小于或等于所述第四预设阈值，所述第四长度信息中滤波器的长度信息匹配的频率与滤波器的目标频率的误差小于或等于所述第五预设阈值；
[0229]
第二迭代调整单元，用于基于第四目标版图和所述目标品质因子信息，对所述第四长度信息进行迭代调整，得到所述第二长度信息，所述第四目标版图为所述读取组合器件和所述读取线的版图，所述第四目标版图中，读取腔与滤波器之间的耦合长度为所述第一耦合长度信息指示的长度。
[0230]
可选的，所述第二迭代调整单元，具体用于：
[0231]
基于第四目标版图，对所述读取组合器件进行电磁仿真，得到所述读取组合器件中读取腔的第三品质因子；
[0232]
基于所述第三品质因子、所述第二目标品质因子和预先确定的第一关系，对第四长度信息进行迭代调整，得到所述第二长度信息；
[0233]
其中，所述第一关系为读取腔的品质因子与，读取组合器件中读取腔和滤波器之间的频率差的关系，所述第一关系中，读取腔的品质因子与，读取腔和滤波器之间的频率差
呈正相关。
[0234]
可选的，所述第一关系包括：
[0235][0236]
其中，其中γr为读取腔的耗散率，κf为与读取线耦合造成的滤波器耗散率，g
rf
为读取腔和滤波器的耦合强度，δ
rf
为读取腔和滤波器的频率差，所述第一关系还包括：读取腔的耗散率与读取腔的品质因子的反比关系。
[0237]
可选的，还包括：
[0238]
电磁仿真模块，用于基于第五目标版图，对所述m个读取组合器件进行电磁仿真，得到所述m个读取组合器件的第一频率信息和第一品质因子信息，所述第五目标版图为量子芯片的版图，所述第五目标版图中，读取腔与滤波器之间的耦合长度为所述第一耦合长度信息指示的长度，读取组合器件中读取腔和滤波器的长度为所述第二长度信息指示的长度；
[0239]
第二调整模块，用于在所述第一频率信息与目标频率信息的误差大于第七预设阈值，或者，所述第一品质因子信息与所述目标品质因子信息的误差大于第八预设阈值的情况下，基于所述第二目标品质因子和所述第一关系，对所述第二长度信息进行迭代调整，得到所述第三长度信息；
[0240]
其中，第一误差小于或等于所述第二长度信息匹配的读取组合器件的频率信息与所述目标频率信息的误差，所述第一误差为所述第三长度信息匹配的读取组合器件的频率信息与所述目标频率信息的误差；和/或，第二误差小于或等于所述第二长度信息匹配的读取组合器件的品质因子信息与所述目标品质因子信息的误差，所述第二误差为所述第三长度信息匹配的读取组合器件的品质因子信息与所述目标品质因子信息的误差。
[0241]
可选的，所述目标频率信息通过如下方式获取：
[0242]
基于量子比特的频率和所述读取线共用的读取组合器件的复用数量，确定所述目标频率信息。
[0243]
本公开提供的超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出装置700能够实现超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出方法实施例实现的各个过程，且能够达到相同的有益效果，为避免重复，这里不再赘述。
[0244]
本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。
[0245]
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。
[0246]
图8示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。
[0247]
如图8所示，设备800包括计算单元801，其可以根据存储在只读存储器(rom)802中
的计算机程序或者从存储单元808加载到随机访问存储器(ram)803中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 803中，还可存储设备800操作所需的各种程序和数据。计算单元801、rom 802以及ram 803通过总线804彼此相连。输入/输出(i/o)接口805也连接至总线804。
[0248]
设备800中的多个部件连接至i/o接口805，包括：输入单元806，例如键盘、鼠标等；输出单元807，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元808，例如磁盘、光盘等；以及通信单元809，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元809允许设备800通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
[0249]
计算单元801可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元801的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元801执行上文所描述的各个方法和处理，例如超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出方法。例如，在一些实施例中，超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元808。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 802和/或通信单元809而被载入和/或安装到设备800上。当计算机程序加载到ram 803并由计算单元801执行时，可以执行上文描述的超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元801可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行超导量子芯片中读取腔与滤波器的版图信息输出方法。
[0250]
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
[0251]
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
[0252]
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom
或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
[0253]
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
[0254]
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)和互联网。
[0255]
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
[0256]
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0257]
上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。