量子芯片的测试方法、装置及量子计算机与流程

本发明属于量子计算领域，尤其涉及一种量子芯片的测试方法、装置及量子计算机。

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量子比特和其它器件。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，其中，频率参数是重要组成部分。频率参数包括但不限于量子比特的跃迁频率，跃迁频率是指将量子比特从基态跃迁到第一激发态需要的频率。

3、现有的获取频率参数的方法为能谱实验，现有技术还实现了对频率参数的自动化测试，然而，现有的自动化测试方法，在读取信号的功率值较大的情况下，通常将f12(第一激发态跃迁到第二激发态的需要的频率，实际的量子比特不是理想的二能级系统)认定为f01(实际的量子比特频率参数)，导致获取的频率参数错误，又因为读取信号的功率值与后续其他测试相关，不能轻易更改。

4、因此，有必要提出一种新的量子芯片的测试方法、装置及量子计算机，在不改变读取信号的功率值的情况下，准确获取待测量子比特的频率参数。

5、需要说明的是，公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请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量子芯片的测试方法、装置及量子计算机，以解决现有技术中将f12认定为f01的问题，能够准确获取的量子比特的频率参数。

2、为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供一种量子芯片的测试方法，包括：

3、对所述量子芯片上一待测量子比特执行能谱实验，获取所述待测量子比特上施加的比特状态调控信号的频率值与所述待测量子比特耦合的读取腔的s21参数的幅值之间的对应关系，所述对应关系为第一散点图；

4、采用高斯线型拟合所述第一散点图获取第一关系曲线；

5、基于所述第一关系曲线获取第一峰值点；

6、获取所述第一峰值点处对应的所述比特状态调控信号的第一频率值作为所述待测量子比特的频率参数。

7、优选的，所述执行能谱实验，包括：

8、不断改变所述比特状态调控信号的频率值，通过所述读取腔对所述待测量子比特执行读取，并获取每个频率值对应的所述读取腔的s21参数的幅值。

9、优选的，所述基于所述第一关系曲线获取第一峰值点，包括：

10、采用寻峰算法获取所述第一关系曲线上的第一峰值点。

11、优选的，所述对所述量子芯片上一待测量子比特执行能谱实验之前，还包括：

12、判断读取功率是否超过设定阈值，所述读取功率为读取信号的功率值；

13、若读取功率超过设定阈值，则执行所述对所述量子芯片上一待测量子比特执行能谱实验。

14、优选的，所述判断读取功率是否超过设定阈值，包括：

15、依据经验库判断所述读取功率是否超过设定阈值。

16、优选的，所述判断读取功率是否超过设定阈值，包括：

17、执行能谱实验，获取第二散点图，所述第二散点图用于描述所述待测量子比特上施加的比特状态调控信号的频率值与所述待测量子比特耦合的读取腔的s21参数的幅值之间的对应关系；

18、采用洛伦兹线型拟合所述第二散点图获取第二关系曲线；

19、基于所述第二关系曲线获取第二峰值点；

20、基于所述第二峰值点获取对应的所述比特状态调控信号的第二频率值；

21、判断所述第二频率值是否为所述待测量子比特的频率参数，若是，则判定所述读取功率不超过设定阈值。

22、优选的，所述判断所述第二频率值是否为所述待测量子比特的频率参数，包括：

23、基于ramsey实验判断所述第二频率值是否为所述待测量子比特的频率参数。

24、优选的，所述对所述量子芯片上一待测量子比特执行能谱实验，包括：

25、从所述第二频率值开始对所述待测量子比特执行能谱实验。

26、第二方面，本发明提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，能实现前述任一种所述的测试方法。

27、第三方面，本发明提供一种量子芯片的测试装置，包括：

28、能谱实验执行模块，其被配置为对所述量子芯片上一待测量子比特执行能谱实验，获取所述待测量子比特上施加的比特状态调控信号的频率值与所述待测量子比特耦合的读取腔的s21参数的幅值之间的对应关系，所述对应关系为第一散点图；

29、关系曲线拟合模块，其被配置为采用高斯线形拟合所述第一散点图获取第一关系曲线；

30、峰值点获取模块，其被配置为基于所述第一关系曲线获取第一峰值点；

31、频率参数获取模块，其被配置为获取所述第一峰值点处对应的所述比特状态调控信号的第一频率值作为所述待测量子比特的频率参数。

32、第四方面，本发明提供一种量子计算机，包括前述的所述测试装置。

33、与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益效果：

34、本发明的技术方案通过对能谱实验的结果，利用高斯线型进行拟合，获取拟合后的第一关系曲线上的第一峰值点，以所述第一峰值点对应的比特状态调控信号的第一频率值作为量子比特的频率参数，能够准确获取量子比特的频率参数，避免了将f12认定为f01的情况。

35、本发明提供的量子芯片的测试装置、计算机存储介质及量子计算机，与本发明提供的所述量子芯片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。

技术特征：

1.一种量子芯片的测试方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述执行能谱实验，包括：

3.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述基于所述第一关系曲线获取第一峰值点，包括：

4.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述对所述量子芯片上一待测量子比特执行能谱实验之前，还包括：

5.如权利要求4所述的测试方法，其特征在于，所述判断读取功率是否超过设定阈值，包括：

6.如权利要求4所述的测试方法，其特征在于，所述判断读取功率是否超过设定阈值，包括：

7.如权利要求6所述的测试方法，其特征在于，所述判断所述第二频率值是否为所述待测量子比特的频率参数，包括：

8.如权利要求6所述的测试方法，其特征在于，所述对所述量子芯片上一待测量子比特执行能谱实验，包括：

9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时，能实现如权利要求1～8中任一项所述的量子芯片的测试方法。

10.一种量子芯片的测试装置，其特征在于，包括：

11.一种量子计算机，其特征在于，包括如权利要求10所述的量子芯片的测试装置。

技术总结本发明提供了一种量子芯片的测试方法、装置及量子计算机，所述测试方法包括：对所述量子芯片上一待测量子比特执行能谱实验，获取所述待测量子比特上施加的比特状态调控信号的频率值与所述待测量子比特耦合的读取腔的S<subgt;21</subgt;参数的幅值之间的对应关系，所述对应关系为第一散点图；采用高斯线型拟合所述第一散点图获取第一关系曲线；基于所述第一关系曲线获取峰值点；获取所述峰值点处对应的所述比特状态调控信号的频率值作为所述待测量子比特的频率参数。本发明提供的技术方案能够在读取信号功率值较大的情况下准确获取待测量子比特的频率参数。技术研发人员：请求不公布姓名,孔伟成受保护的技术使用者：本源量子计算科技（合肥）股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10