使用储层计算的量子状态分类器的制作方法

技术特征：
1.一种量子状态分类器，包括：储层计算电路，用于对量子位进行后处理以获得读出信号；线性读出电路，可操作地耦合到所述储层计算电路，用于从多个可能的量子状态当中辨别来自所述读出信号的所述量子位的量子状态，所述线性读出电路在分别由所述多个量子状态中的每个量子状态中的特定量子状态激活的校准过程中被训练，使得所述线性读出电路内的权重通过针对所述校准过程的多个测量序列中的每个测量序列的小批量学习来更新，其中所述线性读出电路在针对测试量子位的校准后分类过程中在所述多个测量序列之后生成二进制输出；以及控制器，可操作地耦合到所述线性读出电路，响应于由所述二进制输出指示的所述测试量子位的量子状态，选择性地可触发以输出控制脉冲。2.根据权利要求1所述的量子状态分类器，其中所述储层计算电路和所述线性读出电路包括至少一个模拟硬件电路。3.根据权利要求2所述的量子状态分类器，其中所述至少一个硬件电路包括至少一个微波电路。4.根据前述权利要求中的任一项所述的量子状态分类器，其中所述储层计算电路包括使用延迟反馈来放大所述读出信号的非线性放大器。5.根据前述权利要求中的任一项所述的量子状态分类器，其中所述权重中的每个权重被确定为所述线性读出电路中包括的至少一个读出放大器的增益的函数。6.根据前述权利要求中的任一项所述的量子状态分类器，其中所述线性读出电路包括用于所述校准过程与所述校准后分类过程的至少一些不同电路路径。7.根据前述权利要求中的任一项所述的量子状态分类器，其中用于所述校准过程的所述不同电路路径中的对应的一个电路路径输出自适应滤波器的成本函数。8.根据前述权利要求中的任一项所述的量子状态分类器，其中所述储层计算电路包括比较器，所述比较器用于在所述后处理之前二进制化表示所述量子位的预处理信号。9.根据权利要求8所述的量子状态分类器，还包括由所述比较器的输出可触发的微波开关。10.根据前述权利要求中的任一项所述的量子状态分类器，其中所述线性读出电路被包括在低温恒温器中。11.根据权利要求10所述的量子状态分类器，其中所述储层计算电路被包括在所述低温恒温器中。12.根据前述权利要求中的任一项所述的量子状态分类器，其中通过所述权重的调整来调谐所述线性读出电路。13.根据前述权利要求中的任一项所述的量子状态分类器，其中所述线性读出电路包括用于输出多个神经元中的每个神经元的平均激活的模拟积分器电路。14.根据前述权利要求中的任一项所述的量子状态分类器，其中所述储层计算电路包括泄漏积分器回声状态网络(li-esn)。15.根据前述权利要求中的任一项所述的量子状态分类器，其中所述多个测量序列中的每个测量序列对应于所述多个可能的量子状态中的相应的一个可能的量子状态。16.一种用于量子状态分类的方法，包括：
由储层计算电路对量子位进行后处理以获得读出信号；由可操作地耦合到所述储层计算电路的线性读出电路从多个可能的量子状态当中辨别来自所述读出信号的所述量子位的量子状态，同时在分别由所述多个量子状态中的每个量子状态中的特定量子状态激活的校准过程中训练所述线性读出电路，其中所述训练过程通过针对所述校准过程的多个测量序列中的每个测量序列的小批量学习来更新所述线性读出电路内的权重；由所述线性读出电路在针对测试量子位的校准后分类过程中在所述多个测量序列之后生成二进制输出；以及响应于由所述二进制输出指示的所述测试量子位的所述量子状态，选择性地触发可操作地耦合到所述线性读出电路的控制器以输出控制脉冲。17.根据权利要求16所述的用于量子状态分类的方法，其中所述校准过程顺序地更新针对所述多个可能的量子状态中的每个可能的量子状态的权重。18.根据权利要求16至17中的任一项所述的用于量子状态分类的方法，其中所述校准过程包括在针对所述多个可能的量子状态中的每个可能的量子状态的校准模式之间切换。19.根据权利要求16至18中的任一项所述的用于量子状态分类的方法，还包括将所述权重中的每个权重确定为所述线性读出电路中包括的至少一个读出放大器的增益的函数。20.根据权利要求16至19中的任一项所述的用于量子状态分类的方法，还包括通过所述权重的调整来调谐所述线性读出电路。21.根据权利要求16至20中的任一项所述的用于量子状态分类的方法，其中所述后处理步骤包括由比较器在所述后处理之前二进制化表示所述量子位的预处理信号。22.一种量子状态分类器，包括：模拟储层计算电路，用于使用回声状态网络(esn)、至少一个延迟反馈器件和非线性放大器对量子位进行后处理以获得读出信号；线性读出电路，可操作地耦合到所述储层计算电路，用于从多个可能的量子状态当中辨别来自所述读出信号的所述量子位的量子状态，所述线性读出电路在分别由所述多个量子状态中的每个量子状态中的特定量子状态激活的校准过程中被训练，使得所述线性读出电路内的权重通过针对所述校准过程的多个测量序列中的每个测量序列的小批量学习来更新，其中所述线性读出电路在针对测试量子位的校准后分类过程中在所述多个测量序列之后生成二进制输出；以及控制器，可操作地耦合到所述线性读出电路，响应于由所述二进制输出指示的所述测试量子位的量子状态，选择性地可触发以输出控制脉冲。23.根据权利要求22所述的量子状态分类器，其中所述线性读出电路和所述储层计算电路被包括在低温恒温器中。24.根据权利要求22至23中的任一项所述的量子状态分类器，其中所述线性读出电路包括用于输出多个神经元中的每个神经元的平均激活的模拟积分器电路。25.根据权利要求22至24中的任一项所述的量子状态分类器，其中所述回声状态网络是泄漏积分器回声状态网络(li-esn)。

技术总结
一种量子状态分类器，包括：储层计算电路，用于对量子位进行后处理以获得读出信号；以及读出电路，耦合到储层计算电路，用于从多个可能的量子状态当中辨别来自读出信号的量子位的量子状态。读出电路在分别由多个量子状态中的每个量子状态中的特定量子状态激活的校准过程中被训练，使得线性读出电路内的权重通过针对校准过程的多个测量序列中的每个测量序列的小批量学习来更新。读出电路在针对测试量子位的校准后分类过程中在多个测量序列之后生成二进制输出。量子状态分类器还包括控制器，该控制器耦合到读出电路，响应于由二进制输出指示的测试量子位的量子状态，选择性地可触发以输出控制脉冲。触发以输出控制脉冲。触发以输出控制脉冲。


技术研发人员：金泽直辉
受保护的技术使用者：国际商业机器公司
技术研发日：2020.08.21
技术公布日：2022/4/13