量子比特之间直流串扰系数及直流串扰矩阵的获取方法与流程

1.本发明属于量子芯片测试技术领域，特别涉及一种量子比特之间直流串扰系数及直流串扰矩阵的获取方法。


背景技术：

2.在现有技术中，量子芯片作为芯片的一种，是量子计算机的基本构成单元，是以量子态的叠加效应为原理，以量子比特为信息处理的载体的处理器，量子芯片上集成有多个量子比特，为了实现更复杂的量子计算任务需求，量子芯片上的量子比特位数在迅速增加。
3.当量子芯片上存在两个或者两个以上量子比特时，各量子比特之间易存在磁通串扰现象(即一个量子比特上施加的的磁通调制信号对另一个量子比特的干扰)，进而增大了量子比特调控的不确定性，影响量子比特的调控精度。因此有必要对超导量子芯片上量子比特之间的串扰进行测量分析。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种量子比特之间直流串扰系数及直流串扰矩阵的获取方法，以解决现有技术中的不足，为量子比特的调控提供可靠依据，降低量子比特调控的不确定性。
5.为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种量子比特之间直流串扰系数的获取方法，包括：
6.确定量子芯片上多个量子比特中的一个量子比特作为目标量子比特，并施加第一电压于所述目标量子比特，以使所述目标量子比特具有处于磁通调制敏感点的第一频率；
7.确定所述量子芯片上多个量子比特中的另一个量子比特作为干扰量子比特，并施加第二电压于所述干扰量子比特，以使所述干扰量子比特对所述目标量子比特产生直流串扰，影响所述第一频率；
8.基于ramsey实验获得所述目标量子比特的工作频率，并基于所述目标量子比特的能谱曲线获得所述工作频率对应的第三电压，其中，所述工作频率为所述目标量子比特的第一频率受所述第二电压影响后的频率，所述能谱曲线为量子比特的频率随电压的变化曲线；
9.基于所述第二电压和所述第三电压获取所述干扰量子比特对目标量子比特的直流串扰系数。
10.可选的，确定量子芯片上多个量子比特中的一个量子比特作为目标量子比特，并施加第一电压于所述目标量子比特，以使所述目标量子比特具有处于磁通调制敏感点的第一频率，具体包括：
11.确定量子芯片上多个量子比特中的一个量子比特作为目标量子比特；
12.确定所述目标量子比特的第一工作点，其中，所述第一工作点为所述目标量子比特的磁通调制敏感点附近的工作点；
13.确定所述第一工作点对应的电压作为所述第一电压并施加所述第一电压于所述目标量子比特上，并调节所述第一电压以使所述目标量子比特的频率等于所述磁通调制敏感点对应的第一频率。
14.可选的，所述确定所述目标量子比特的第一工作点，具体包括：
15.根据所述目标量子比特的能谱曲线确定所述目标量子比特的简并工作点；
16.根据所述简并工作点以及预设频率偏离量确定所述磁通调制敏感点；
17.根据所述磁通调制敏感点确定所述第一工作点。
18.可选的，所述能谱曲线为所述目标量子比特的频率受所述第二电压影响后的能谱曲线。
19.可选的，在基于所述第二电压和所述第三电压获取所述干扰量子比特对目标量子比特的直流串扰系数之前，还包括：
20.调节所述第二电压；
21.返回执行所述基于ramsey实验获得所述目标量子比特的工作频率，并基于所述目标量子比特的能谱曲线获得所述工作频率对应的第三电压的步骤。
22.可选的，在基于所述第二电压和所述第三电压获取所述干扰量子比特对目标量子比特的直流串扰系数之前，还包括：
23.确定所述第二电压和所述第三电压为一组待处理数据，并更新待处理数据库；
24.确定所述待处理数据的数据量阈值为z，并确定当前所述待处理数据库内的所述待处理数据的总数为m，判断m是否大于等于z；
25.若是，则执行根据所述第二电压和所述第三电压获取所述干扰量子比特对目标量子比特的直流串扰系数的步骤；
26.若否，则返回执行所述调节所述第二电压的步骤。
27.可选的，基于所述第二电压和所述第三电压获取所述干扰量子比特对目标量子比特的直流串扰系数，具体包括：
28.根据m组所述待处理数据，对所述第二电压及对应的第三电压进行线性拟合；
29.获得所述第二电压和所述第三电压之间线性关系的斜率，并将所述斜率记作所述干扰量子比特对所述目标量子比特的直流串扰系数。
30.第二方面，本发明提供了一种量子比特之间直流串扰矩阵的获取方法，包括：
31.确定量子芯片上n个量子比特中的第i个量子比特作为目标量子比特，并施加第一电压于所述目标量子比特，以使所述目标量子比特具有处于磁通调制敏感点的第一频率，n为大于等于2的整数；
32.确定所述量子芯片上n个量子比特中的第k个量子比特作为干扰量子比特，并施加第二电压于所述干扰量子比特，以使所述干扰量子比特对所述目标量子比特产生dc串扰，影响所述第一频率，i≠k；
33.基于ramsey实验获得所述目标量子比特的工作频率，并基于所述目标量子比特的能谱曲线获得所述工作频率对应的第三电压，其中，所述工作频率为所述目标量子比特的第一频率受所述第二电压影响后的频率，所述能谱曲线为量子比特的频率随电压的变化谱线；
34.基于所述第二电压和所述第三电压获取所述干扰量子比特对目标量子比特的直
流串扰系数；
35.判断所述量子芯片上除去所述第i个量子比特的其余所有量子比特对所述第i个量子比特的直流串扰系数是否均已获取；
36.若否，则重新选择所述第k个量子比特，并返回执行所述确定所述量子芯片上n个量子比特中的第k个量子比特作为干扰量子比特，并施加第二电压于所述干扰量子比特，以使所述干扰量子比特对所述目标量子比特产生dc串扰，影响所述第一频率，i≠k；
37.若是，则判断n个量子比特之间的直流串扰系数是否均已获取；
38.若否，则重新选择所述第i个量子比特，并返回执行确定量子芯片上n个量子比特中的第i个量子比特作为目标量子比特，并施加第一电压于所述目标量子比特，以使所述目标量子比特具有处于磁通调制敏感点的第一频率，n为大于等于2的整数；
39.若是，则基于已获取的所有直流串扰系数生成直流串扰矩阵。
40.第三方面，本发明提供了一种量子比特之间直流串扰系数的测量装置，包括：
41.第一电压确定模块，用于确定量子芯片上多个量子比特中的一个量子比特作为目标量子比特，并施加第一电压于所述目标量子比特，以使所述目标量子比特具有处于磁通调制敏感点的第一频率；
42.第二电压确定模块，用于确定所述量子芯片上多个量子比特中的另一个量子比特作为干扰量子比特，并施加第二电压于所述干扰量子比特，以使所述干扰量子比特对所述目标量子比特产生dc串扰，影响所述第一频率；
43.第三电压确定模块，用于基于ramsey实验获得所述目标量子比特的工作频率，并基于所述目标量子比特的能谱曲线获得所述工作频率对应的第三电压，其中，所述工作频率为所述目标量子比特的第一频率受所述第二电压影响后的频率，所述能谱曲线为量子比特的频率随电压的变化曲线；
44.第一获取模块，用于基于所述第二电压和所述第三电压获取所述干扰量子比特对目标量子比特的直流串扰系数。
45.第四方面，本发明提供了一种量子计算机，实现如第一方面所述的量子比特之间直流串扰系数的获取方法，或实现如第二方面所述的量子比特之间直流串扰矩阵的获取方法，或包括如第三方面所述的量子比特之间直流串扰系数的获取装置。
46.与现有技术相比，本发明提供的一种量子比特之间直流串扰系数及直流串扰矩阵的获取方法，具有以下有益效果：其中，在获取量子比特之间直流串扰系数时，首先确定量子芯片上多个量子比特中的一个量子比特作为目标量子比特，并施加第一电压于所述目标量子比特，以使所述目标量子比特具有处于磁通调制敏感点的第一频率，然后确定所述量子芯片上多个量子比特中的另一个量子比特作为干扰量子比特，并施加第二电压于所述干扰量子比特，以使所述干扰量子比特对所述目标量子比特产生直流串扰，影响所述第一频率，再基于ramsey实验获得所述目标量子比特的工作频率，并基于所述目标量子比特的能谱曲线获得所述工作频率对应的第三电压，其中，所述工作频率为所述目标量子比特的第一频率受所述第二电压影响后的频率，所述能谱曲线为量子比特的频率随电压的变化曲线，最后基于所述第二电压和所述第三电压获取所述干扰量子比特对目标量子比特的直流串扰系数，从而方便在对量子比特的频率进行调控时，根据所述直流串扰系数进行适当的补偿操作，使得磁通调控信号对量子比特的频率的调控达到预期值。
附图说明
47.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
48.图1是本发明一实施例提供的一种量子比特之间直流串扰系数的获取方法的计算机终端的硬件结构框图；
49.图2是本发明一实施例提供的一种量子芯片的结构示意图；
50.图3是本发明一实施例提供的一种量子比特之间直流串扰系数的获取方法的流程示意图；
51.图4是本发明一实施例提供的所述目标量子比特的能谱曲线；
52.图5是本发明一实施例提供的一种确定量子芯片上多个量子比特中的一个量子比特作为目标量子比特，并施加第一电压于所述目标量子比特，以使所述目标量子比特具有处于磁通调制敏感点的第一频率的流程示意图；
53.图6是本发明一实施例提供的一种确定所述目标量子比特的第一工作点的流程示意图；
54.图7是本发明一实施例提供的一种重新获取所述第二电压和所述第三电压数据的流程示意图；
55.图8是本发明一实施例提供的一种基于所述第二电压和所述第三电压获取所述干扰量子比特对目标量子比特的直流串扰系数的流程示意图；
56.图9是本发明一实施例提供的一种线性拟合的示意图；
57.图10是本发明一实施例提供的一种量子比特之间直流串扰矩阵的获取方法的流程示意图；
58.图11是本发明一实施例提供的一种量子比特之间的直流串扰系数获取装置的示意图；
59.附图标记说明：
60.100-计算机终端；101-处理器；102-电源；103-传输装置；104-输入输出设备；105-存储器，200-直流串扰系数的获取装置；201-第一电压确定模块；202-第二电压确定模块；203-第三电压确定模块；204-第一获取模块。
具体实施方式
61.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种量子比特之间直流串扰系数及直流串扰矩阵的获取方法机作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
62.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
63.本实施例提供的方法可以在计算机终端或者类似运算装置中执行。以运行在计算机终端上为例，请参阅图1，计算机终端100包括电源102，可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器101(处理器101可以包括但不限于微处理mcu或可编程逻辑器件fpga等的处理装置)和用于存储数据的存储器105，可选的，上述计算机终端100还可以包括用于通信功能的传输装置103以及输入输出设备104。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述计算机终端的结构造成限定。例如，计算机终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。
64.存储器105可用于存储应用软件的软件程序以及模块，如本技术提供的一种多量子比特测量结果的确定方法对应的程序指令/模块，处理器101通过运行存储在存储器105内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器105可包括高速随机存储器，还可包括非易失性固态存储器。在一些实施例中，存储器105可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
65.传输装置103用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机终端的通信供应商提供的无限网络。在一个实施例中，传输装置103包括一个网络适配器(network interface controller，nic)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实施例中，传输装置103可以为射频(radio frequency，rf)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
66.本实施例提供的方法可以应用于上述计算机终端，或者称为量子计算机。
67.在量子计算机中，请参阅图2，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，各量子比特均耦合连接有xy信号传输线和z信号传输线。xy信号传输线用于接收量子态调控信号，z信号传输线用于接收磁通调控信号，磁通调控信号包括直流电压偏置信号和/或脉冲偏置调控信号，所述直流电压偏置信号和所述脉冲偏置调控信号均可以对所述量子比特的频率进行调控。
68.具体实施时，通过z信号传输线施加所述直流电压偏置信号对所述量子比特的频率进行大范围调控，使得所述量子比特的频率达到简并工作点频率附近；再通过z信号传输线施加所述脉冲偏置调控信号对所述量子比特的频率进行小范围调控，使得所述量子比特的频率精准的达到简并工作点频率。综上，通过所述直流电压偏置信号的粗调和所述脉冲偏置调控信号的精调，使得对所述量子比特的频率的调控更精准。
69.具体的，所述量子比特包含但不限于由约瑟夫森结构成的结构，所述由约瑟夫森结构成的结构可以是单个约瑟夫森结，或者是多个约瑟夫森结构成的串联链状结构，或者是由至少两个并联的约瑟夫森结所构成的闭环结构。其中，由至少两个并联的约瑟夫森结所构成的闭环结构又被称之为超导量子干涉仪(squid)。
70.本实施例所述量子比特，包含但不限于由squid构成的结构。其中，所述squid与所述其他量子比特的z信号传输线之间具有互感耦合效果。当通过所述z信号传输线提供磁通调控信号，所述磁通调控信号产生一个磁场，所述磁场与所述闭环结构产生互感耦合，所述闭环结构内的磁通量随着所述磁通调控信号的变化而变化，进而实现通过磁通调控信号对所述量子比特的频率的调控，可以参考以下公式：
[0071][0072]
其中，v
flux
是所述是磁通调制信号的电压值；f(v
flux
)是超导量子比特的频率，c、d、a、b、d均为常数。
[0073]
从上式可以看出，施加所述直流电压偏置信号和所述脉冲偏置调控信号都会改变v
flux
，因此都可以对所述量子比特的频率进行调节。其中，所述直流电压偏置信号用于对所述量子比特的频率进行大范围调控，所述脉冲偏置调控信号用于对所述量子比特的频率进行小范围调控。
[0074]
实际量子芯片中，一个量子芯片上存在多个量子比特，每一个量子比特的磁通调制信号均会通过空间感应，非理想地平面回流方式影响其他量子比特的频率。由于所述直流电压偏置信号对所述量子比特的频率调控的范围更大，在对量子比特进行测试时，直流电压偏置信号对其他量子比特产生的串扰影响更严重。
[0075]
本发明的核心思想在于提供一种量子比特之间直流串扰系数及直流串扰矩阵的获取方法，具体在将各个量子比特对应的z信号传输线上所述脉冲偏置信号的大小设定为第一常数的前提下，获取量子比特之间直流串扰系数及直流串扰矩阵，以便在对量子比特的频率进行调控时，进行适当的补偿操作，使得磁通调控信号对量子比特的频率的调控达到预期值。其中，将各个量子比特对应的z信号传输线上所述脉冲偏置信号的大小设定为第一常数是为了在进行直流串扰测试时，任一所述量子比特上施加的所述脉冲偏置信号对其他的量子比特的串扰影响是固定且相同的，避免对直流串扰测试产生干扰，优选的，所述第一常数为0。
[0076]
为此，本发明提供了一种量子比特之间直流串扰系数的获取方法，请参阅图3，所述获取方法包括以下步骤：
[0077]
步骤s10，确定量子芯片上多个量子比特中的一个量子比特作为目标量子比特，并施加第一电压于所述目标量子比特，以使所述目标量子比特具有处于磁通调制敏感点的第一频率。
[0078]
具体的，所述量子芯片上设有多个量子比特，每个所述量子比特耦合连接有z信号传输线，将多个量子比特中的任意一个所述量子比特作为目标量子比特，通过其对应的所述z信号传输线在其上施加第一电压，以使所述目标量子比特具有处于磁通调制敏感点的第一频率。其中，所述第一电压为一固定值。
[0079]
更具体的，请参阅图4，所述磁通调制敏感点为图2中量子比特的频率随电压变化的曲线的斜率较大的位置且位于曲线的右半支(即磁通调制敏感点处的倒数为负数)。
[0080]
另外，可以理解的是，使得所述目标量子比特具有处于磁通调制敏感点的第一频率的原因在于，在磁通调制敏感点处，所述目标量子比特对电压的变化最敏感，频率波动最明显。因此在磁通调制敏感点，其他量子比特对所述目标量子比特的影响也最明显，这样在获取其他量子比特对其产生的串扰系数时，结果更精确。需要说明的是，不能将所述目标量子比特放在过于敏感的工作点，否则量子比特的频率受噪声影响波动较大且相干时间较短，不利于测量，一般把偏离所述目标量子比特的简并工作点50mhz的工作点作为磁通调制
敏感点，根据发明人的反复实验经验得出所述目标量子比特处于该点时，获取其余量子比特对其的串扰系数的效果最好。
[0081]
步骤s20，确定所述量子芯片上多个量子比特中的另一个量子比特作为干扰量子比特，并施加第二电压于所述干扰量子比特，以使所述干扰量子比特对所述目标量子比特产生直流串扰，影响所述第一频率。
[0082]
具体的，将除了所述目标量子比特的多个量子比特中的任意一个所述量子比特作为干扰量子比特，通过在其对应的所述z信号传输线上施加第二电压，以使所述干扰量子比特对所述目标量子比特产生直流串扰。具体的，所述第二电压为单一大小可调的电压值。
[0083]
步骤s30，基于ramsey实验获得所述目标量子比特的工作频率，并基于所述目标量子比特的能谱曲线获得所述工作频率对应的第三电压，其中，所述工作频率为所述目标量子比特的第一频率受所述第二电压影响后的频率，所述能谱曲线为量子比特的频率随电压的变化曲线。
[0084]
其中，所述ramsey实验是指对一个量子比特，施加两个π/2量子逻辑门操作，两个操作的时间间隔为τ，同时在第二个π/2量子逻辑门操作后对该量子比特施加读取脉冲以获得量子比特的激发态分布p1(τ)，并且改变时间间隔τ以获得p1(τ)的过程。
[0085]
典型的ramsey实验的结果是p1(τ)是随时间间隔τ满足指数振荡衰减的数学模型如下：
[0086][0087]
在上式中，a和b为拟合系数，t0为量子比特的退相干时间，fd为π/2量子逻辑门操作对应的微波脉冲信号的载频，f0为量子比特的震荡频率，且f0与该量子比特的真实频率fq、π/2量子逻辑门操作的载频频率fd满足：
[0088]
f0(fd)＝|f
q-fd|
[0089]
综上可得到一个重要的结论：ramsey实验的结果，也就是p1(τ)曲线的振荡频率等于量子逻辑门操作的载频频率以及量子比特真实频率的差值，因而ramsey实验除了能够用于获得量子比特的退相干时间以外，还能同时精确获得量子比特的工作频率。
[0090]
具体的，本实施例中基于ramsey实验可获得所述目标量子比特的工作频率，即所述目标量子比特的第一频率受所述第二电压串扰影响后的真实工作频率。然后基于所述目标量子比特的能谱曲线获得所述工作频率对应的第三电压，请参阅图3，所述能谱曲线为量子比特的频率随电压的变化曲线，且频率与电压是一一对应关系，因此已知所述目标比特的工作频率可对应找到其对应的第三电压。其中，所述量子比特的能谱曲线也可通过ramsey实验获取。
[0091]
步骤s40，基于所述第二电压和所述第三电压获取所述干扰量子比特对目标量子比特的直流串扰系数。
[0092]
具体的，已知在所述干扰量子比特的z信号传输线上未施加所述第二电压时，即所述第二电压为0时，所述目标量子比特的频率为所述第一频率，所对应的电压为所述第一电压(例如所述第一电压为一固定值v)，需要说明的是此设置等同于所述第二电压为0时，所述第三电压为v；在所述干扰量子比特的z信号传输线上施加不为0的所述第二电压(例如添加的第二电压为v1)后，所述目标量子比特的频率受到其串扰后产生波动，此时所述目标量子比特的频率从所述第一频率变化成所述工作频率，所述工作频率所对应的电压为第三电
压(例如此时获得的第三电压为v2)。
[0093]
综上，可获得两个具体的坐标点数据(0，v)和(v1，v2)，将所述第二电压设为v
x
并作为自变量，将所述第三电压设为vy并作为因变量，基于上述两个坐标点数据对所述第二电压v
x
与所述第三电压vy进行线性拟合，可得到一次线性方程：vy＝v c*v
x
，该一次线性方程的斜率c的数值，即为所述干扰量子比特对所述目标量子比特的串扰系数。
[0094]
示例的，请参阅图5，确定量子芯片上多个量子比特中的一个量子比特作为目标量子比特，并施加第一电压于所述目标量子比特，以使所述目标量子比特具有处于磁通调制敏感点的第一频率，具体包括以下步骤：
[0095]
步骤s101，确定量子芯片上多个量子比特中的一个量子比特作为目标量子比特。
[0096]
步骤s102，确定所述目标量子比特的第一工作点，其中，所述第一工作点为所述目标量子比特的磁通调制敏感点附近的工作点。
[0097]
具体的，如上述，一般把偏离所述目标量子比特的简并工作点50mhz的工作点作为磁通调制敏感点，选取所述磁通调制敏感点附件的工作点作为所述第一工作点，具体所述第一工作点为偏离所述磁通调制敏感点
±
5mhz范围内的工作点。
[0098]
步骤s103，确定所述第一工作点对应的电压作为所述第一电压并施加所述第一电压于所述目标量子比特上，并调节所述第一电压以使所述目标量子比特的频率等于所述磁通调制敏感点对应的第一频率。
[0099]
具体的，根据所述第一工作点的频率和所述目标量子比特的能谱曲线获取其对应的第一电压，并将所述第一电压通过与所述目标量子比特耦合连接的z信号传输线施加到所述目标量子比特上，然后基于ramsey实验实时获取所述目标量子比特当前频率值，若与所述第一频率有偏差，即表示当前施加的所述第一电压还未达到要求，则继续调整所述第一电压的数值，直至施加的所述第一电压满足使得所述目标量子比特的频率等于所述磁通调制敏感点对应的第一频率。
[0100]
示例的，请参阅图6，所述确定所述目标量子比特的第一工作点，具体包括以下步骤：
[0101]
步骤s1011，根据所述目标量子比特的能谱曲线确定所述目标量子比特的简并工作点。
[0102]
具体的，基于所述ramsey实验获取所述目标量子比特的能谱曲线，请参阅图2，将所述能谱曲线上频率最大的位置，即图2所示曲线的顶点定义为所述目标量子比特的简并工作点，在这个位置上，所述目标量子比特的频率随施加电压的变化的变化量非常小，对噪声敏感性最低，因此，本实施中提供的量子比特之间直流串扰系数的获取方法中不能选取所述简并工作点附近的点作为所述第一工作点，只能将所述简并工作点作为一个选取所述磁通调制敏感点的参照点。
[0103]
步骤s1012，根据所述简并工作点以及预设频率偏离量确定所述磁通调制敏感点。
[0104]
具体的，预设频率偏离量为40～60mhz，在选取所述磁通调制敏感点时，偏离所述简并点对应的频率的数值在预设频率偏离量范围内的点均可作为所述磁通调制敏感点，优选的，把偏离所述目标量子比特的简并工作点50mhz的工作点作为磁通调制敏感点。
[0105]
步骤s1013，根据所述磁通调制敏感点确定所述第一工作点。
[0106]
具体的，选取所述磁通调制敏感点附件的工作点作为所述第一工作点，具体所述
第一工作点为偏离所述磁通调制敏感点
±
5mhz范围内的工作点。
[0107]
示例性的，所述能谱曲线为所述目标量子比特的频率受所述第二电压影响后的能谱曲线。
[0108]
具体的，所述目标量子比特的能谱曲线受所述第二电压串扰影响后，会发生变化，具体变化为所述能谱曲线沿着横向坐标轴发生一个平移。可以理解的是，在步骤s30中，基于ramsey实验获得所述目标量子比特的工作频率，并基于所述目标量子比特的频率受所述第二电压影响后的能谱曲线获得所述工作频率对应的第三电压的值更为准确，后续基于所述第二电压和所述第三电压获取所述干扰量子比特对目标量子比特的直流串扰系数也更为准确。
[0109]
示例的，请参阅图7，在基于所述第二电压和所述第三电压获取所述干扰量子比特对目标量子比特的直流串扰系数之前，还包括：
[0110]
步骤s31，调节所述第二电压。
[0111]
具体的，所述第二电压为单一大小可调的电压值，通过信号发生器调节所述第二电压的电压值大小。
[0112]
步骤s32，返回执行所述基于ramsey实验获得所述目标量子比特的工作频率，并基于所述目标量子比特的能谱曲线获得所述工作频率对应的第三电压的步骤，即返回执行步骤s30。
[0113]
可见，通过调节所述第二电压的电压值大小，可改变所述第二电压对所述目标量子比特的频率的串扰影响幅度，获得一组关于所述目标量子比特受所述第二电压串扰影响后的新的数据，后续在基于所述第二电压和所述第三电压获取量子比特之间直流串扰系数时，可基于多组所述第二电压和所述第三电压数据进行线性拟合，从而提高所述串扰系数的精确度。
[0114]
步骤s33，确定所述第二电压和所述第三电压为一组待处理数据，并更新待处理数据库。
[0115]
步骤s34，确定所述待处理数据的数据量阈值为z，并确定当前所述待处理数据库内的所述待处理数据的总数为m，判断m是否大于等于z。
[0116]
若是，则执行根据所述第二电压和所述第三电压获取所述干扰量子比特对目标量子比特的直流串扰系数的步骤，即执行步骤s40。
[0117]
若否，则返回执行所述调节所述第二电压的步骤，即执行步骤s31。
[0118]
可见，通过上述循环，可获得多组所述第二电压和所述第三电压数据，后续基于多组所述第二电压和所述第三电压数据进行线性拟合，可得出两者更精确的线性关系，进而得出所述干扰量子比特对所述目标量子比特更精确的串扰系数，有利于在对量子比特的频率进行调控时，进行适当的补偿操作，使得磁通调控信号对量子比特的频率的调控达到预期值。
[0119]
示例的，请参阅图8，基于所述第二电压和所述第三电压获取所述干扰量子比特对目标量子比特的直流串扰系数，具体包括：
[0120]
步骤s401，根据m组所述待处理数据，对所述第二电压及对应的第三电压进行线性拟合。
[0121]
具体的，请参阅图9，将m组所述待处理数据分布在直角坐标系中，然后使用一般最
小二乘法找到自变量v
x
和因变量vy之间的函数关系vy＝f(v
x
)，由这个函数关系可以确定一条直线，这就是线性拟合出来的直线。
[0122]
步骤s402，获得所述第二电压和所述第三电压之间线性关系的斜率，并将所述斜率记作所述干扰量子比特对所述目标量子比特的直流串扰系数。
[0123]
具体的，根据线性拟合出来的直线获得所述第二电压和所述第三电压之间线性关系的斜率，并将所述斜率记作所述干扰量子比特对所述目标量子比特的直流串扰系数。
[0124]
基于同一发明构思，本实施例还提供一种量子比特之间直流串扰矩阵的获取方法，请参阅图10，所述获取方法包括以下步骤：
[0125]
步骤s1，确定量子芯片上n个量子比特中的第i个量子比特作为目标量子比特，并施加第一电压于所述目标量子比特，以使所述目标量子比特具有处于磁通调制敏感点的第一频率，n为大于等于2的整数。
[0126]
步骤s2，确定所述量子芯片上n个量子比特中的第k个量子比特作为干扰量子比特，并施加第二电压于所述干扰量子比特，以使所述干扰量子比特对所述目标量子比特产生dc串扰，影响所述第一频率，i≠k。
[0127]
步骤s3，基于ramsey实验获得所述目标量子比特的工作频率，并基于所述目标量子比特的能谱曲线获得所述工作频率对应的第三电压，其中，所述工作频率为所述目标量子比特的第一频率受所述第二电压影响后的频率，所述能谱曲线为量子比特的频率随电压的变化谱线。
[0128]
步骤s4，基于所述第二电压和所述第三电压获取所述干扰量子比特对目标量子比特的直流串扰系数。
[0129]
步骤s5，判断所述量子芯片上除去所述第i个量子比特的其余所有量子比特对所述第i个量子比特的直流串扰系数是否均已获取。
[0130]
若否，则重新选择所述第k个量子比特，并返回执行所述确定所述量子芯片上n个量子比特中的第k个量子比特作为干扰量子比特，并施加第二电压于所述干扰量子比特，以使所述干扰量子比特对所述目标量子比特产生dc串扰，影响所述第一频率，i≠k，即执行步骤s2。
[0131]
若是，则执行步骤s6，判断n个量子比特之间的直流串扰系数是否均已获取。
[0132]
若否，则重新选择所述第i个量子比特，并返回执行确定量子芯片上n个量子比特中的第i个量子比特作为目标量子比特，并施加第一电压于所述目标量子比特，以使所述目标量子比特具有处于磁通调制敏感点的第一频率，n为大于等于2的整数，即执行步骤s1。
[0133]
若是，则执行步骤s7，基于已获取的所有直流串扰系数生成直流串扰矩阵。
[0134]
综上可知，例如量子芯片上有n个量子比特，那么基于已获取的量子比特之间直流串扰系数生成的直流串扰矩阵为n*n方阵，其中，每一所述直流串扰系数为组成所述直流串扰矩阵的一个元素，对于包括n个量子比特的超导量子芯片，将所述直流串扰系数记为c
ij
(1≤i,j≤n)，c
ij
为位于所述直流串扰矩阵中第i行第j列的元素，表示的是第j个量子比特对所述第j个量子比特的串扰系数。可以理解的是，当i＝j时，c
ij
＝1，即n*n矩阵的对角线值均为1。
[0135]
基于同一发明构思，本实施例再提供一种量子比特之间的直流串扰系数获取装置，请参阅图11，所述直流串扰系数的获取装置200包括：
[0136]
第一电压确定模块201，用于确定量子芯片上多个量子比特中的一个量子比特作为目标量子比特，并施加第一电压于所述目标量子比特，以使所述目标量子比特具有处于磁通调制敏感点的第一频率。
[0137]
第二电压确定模块202，用于确定所述量子芯片上多个量子比特中的另一个量子比特作为干扰量子比特，并施加第二电压于所述干扰量子比特，以使所述干扰量子比特对所述目标量子比特产生dc串扰，影响所述第一频率。
[0138]
第三电压确定模块203，用于基于ramsey实验获得所述目标量子比特的工作频率，并基于所述目标量子比特的能谱曲线获得所述工作频率对应的第三电压，其中，所述工作频率为所述目标量子比特的第一频率受所述第二电压影响后的频率，所述能谱曲线为量子比特的频率随电压的变化曲线。
[0139]
第一获取模块204，用于基于所述第二电压和所述第三电压获取所述干扰量子比特对目标量子比特的直流串扰系数。
[0140]
基于同一发明构思，本实施例又提供一种量子计算机，实现如上所述的直流串扰系数的获取方法，或实现如上所述的直流串扰矩阵的获取方法，或包括如上所述的直流串扰系数的获取装置。
[0141]
综上所述，本发明提供的一种量子比特之间直流串扰系数及直流串扰矩阵的获取方法，具有以下优点：其中，在获取量子比特之间直流串扰系数时，首先确定量子芯片上多个量子比特中的一个量子比特作为目标量子比特，并施加第一电压于所述目标量子比特，以使所述目标量子比特具有处于磁通调制敏感点的第一频率，然后确定所述量子芯片上多个量子比特中的另一个量子比特作为干扰量子比特，并施加第二电压于所述干扰量子比特，以使所述干扰量子比特对所述目标量子比特产生直流串扰，影响所述第一频率，再基于ramsey实验获得所述目标量子比特的工作频率，并基于所述目标量子比特的能谱曲线获得所述工作频率对应的第三电压，其中，所述工作频率为所述目标量子比特的第一频率受所述第二电压影响后的频率，所述能谱曲线为量子比特的频率随电压的变化曲线，最后基于所述第二电压和所述第三电压获取所述干扰量子比特对目标量子比特的直流串扰系数，从而方便在对量子比特的频率进行调控时，根据所述直流串扰系数进行适当的补偿操作，使得磁通调控信号对量子比特的频率的调控达到预期值。
[0142]
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。