[发明专利]一种量子测控系统

说明书

本发明属于量子计算领域，特别是一种量子测控系统，量子测控系统包括主控模块；直流信号生成模块，提供用于量子比特调控的直流信号；脉冲信号生成模块，提供用于量子比特调控的脉冲信号；微波调制信号生成模块，提供用于量子比特调控的第一微波调制信号和用于量子比特逻辑状态读取检测的第二微波调制信号；量子比特读取检测模块，用于采集量子比特逻辑状态读取回传信号，并上传至所述主控模块，并由所述用户逻辑模块进行处理。本发明能够实现量子芯片上的量子比特的调控和测量，以方便量子计算研究。

技术领域

本发明属于量子计算领域，特别是一种量子测控系统。

背景技术

量子芯片是实现量子计算的核心结构，量子芯片上设置有大量量子比特结构，每个量子比特由设置在量子芯片上的特定硬件电路构成，每个量子比特具备至少两个可区分的逻辑状态，基于量子算法，量子比特的逻辑状态可以发生可控变化，进而实现量子计算。

量子芯片的测控是研究量子计算的基础，本申请提供提供一种量子测控系统，用于进行量子芯片上的量子比特的调控和测量，以方便量子计算研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种量子测控系统，它能够实现量子芯片上的量子比特的调控和测量，以方便量子计算研究。

本发明采用的技术方案如下：

一种量子测控系统，所述量子测控系统包括：

主控模块，所述主控模块基于FPGA设置，内配置有信号参数信息和用户逻辑模块，其中：所述信号参数包括直流信号参数、微波调制信号参数和脉冲信号参数；所述用户逻辑模块用于处理量子比特逻辑状态读取反馈信号获得量子比特逻辑状态信息；

直流信号生成模块，通过第一高速串行扩展总线连接所述主控模块，且所述主控模块结合所述直流信号参数控制第一信号生成模块产生用于量子比特调控的直流信号；

脉冲信号生成模块，通过第二高速串行扩展总线连接所述主控模块，且所述主控模块结合所述脉冲信号参数控制所述脉冲信号生成模块产生用于量子比特调控的脉冲信号；

微波调制信号生成模块，通过第三高速串行扩展总线连接所述主控模块，且所述主控模块结合所述微波调制信号参数控制所述微波调制信号生成模块产生用于量子比特调控的第一微波调制信号和用于量子比特逻辑状态读取检测的第二微波调制信号；

量子比特读取检测模块，通过第四高速串行扩展总线连接所述主控模块，用于采集量子比特逻辑状态读取回传信号，并上传所述量子比特逻辑状态读取回传信号至所述主控模块，并由所述用户逻辑模块进行处理；其中：所述量子比特逻辑状态读取回传信号是所述第二微波信号作用在量子比特之后得到的携带量子比特逻辑状态信息的信号。

如上所述的量子测控系统，其中，优选的是，所述直流信号生成模块包括：

第一数字模拟转化模块，通过所述第一高速串行扩展总线连接所述主控模块，用于采集所述直流信号参数、处理所述直流信号参数并输出直流信号；

基准电压电路，电连接所述第一数字模拟转化模块，用于向所述第一数字模拟转化模块提供参考电压和模拟电压；其中：所述参考电压为所述第一数字模拟转化模块的工作电压，决定所述第一数字模拟转化模块的输出范围，所述模拟电压为所述第一数字模拟转化模块的供电电压。

如上所述的量子测控系统，其中，优选的是，所述参考电压的范围为-10V到10V，且所述第一数字模拟转化模块的垂直分辨率大于16bit时，所述第一数字模拟转化模块的精度为μV量级。

如上所述的量子测控系统，其中，优选的是，所述第一数字模拟转化模块还包括：

第一板卡，所述第一板卡上设置有第一连接件和第二连接件；

所述第一连接件通过所述第一高速串行扩展总线连接所述主控模块；