[发明专利]一种量子比特读取信号保真度的确定方法、装置

说明书

本发明属于量子测控技术领域，特别是一种量子比特读取信号保真度的确定方法、装置，该方法包括：获得量子比特处于两个已知的、不同的量子态时的读取信号分别对应的测量数据；其中，所述测量数据是IQ坐标系的散点数据；基于二维混合高斯模型对所有所述测量数据进行处理，获得所述二维混合高斯模型所包含的两个二维高斯模型各自的参数值；根据所述参数值以及所述测量数据在IQ坐标系的空间分布特点，确定对应于各所述量子态的确定高斯模型；根据所述量子态的测量数据满足对应所述确定高斯模型的程度确定对应所述量子比特读取信号的保真度。本发明能够提高量子比特读取信号保真度确定的准确度，以为量子测控和量子计算提供更加精确的参考。

技术领域

本发明属于量子测控技术领域，特别是一种量子比特读取信号保真度的确定方法、装置。

背景技术

量子比特是量子计算中的信息处理的载体，其可以用任何满足量子力学物理规律的二能级体系加以实现，常见的物理体系包括超导约瑟夫结、半导体量子点、离子阱等。量子比特具有两个能量不同的状态：|0态和|1态，其可以处于|0态和|1态的任意叠加态，因此对量子比特状态的进行精确的测量是实现量子计算的前提条件。

针对由二能级模型表示的量子比特，例如超导约瑟夫森结实现的量子比特，的测量过程中，需要多次试验制备量子比特的指定量子态(即|0态或|1态)，然后对其测量获得量子比特读取信号对应的测量数据，并通过对测量数据的处理获得量子比特读取信号的保真度，保真度作为表征电子设备输出再现输入信号的相似程度的参数，在量子测控和量子计算领域，保真度越准确，可为量子测控和量子计算提供的参考性越强。

现有技术中，对量子态的测量数据处理获得保真度的时候，常借助量子比特处于两个已知的、不同的量子态时的量子比特读取信号对应的测量数据的空间分布特点去实现。但是数据处理过程中，往往因没有充分考虑两个已知的、不同的量子态的测量数据的真实分布情况，而导致所获得处理结果股不准确，进而影响保真度准确获得，降低保真度为量子测控和量子计算提供的参考性。

发明内容

本发明的目的是提供一种量子比特读取信号保真度的确定方法、装置，以解决现有技术中的不足，它能够提高量子比特读取信号保真度确定的准确度，以为量子测控和量子计算提供更加精确的参考。

本申请的一个实施例提供了一种量子比特读取信号保真度的确定方法，包括：

获得量子比特处于两个已知的、不同的量子态时的读取信号分别对应的测量数据；其中，所述测量数据是IQ坐标系的散点数据；

基于二维混合高斯模型对所有所述测量数据进行处理，获得所述二维混合高斯模型所包含的两个二维高斯模型各自的参数值；

根据所述参数值以及所述测量数据在IQ坐标系的空间分布特点，确定对应于各所述量子态的确定高斯模型；

根据所述量子态的测量数据满足对应所述确定高斯模型的程度确定对应所述量子比特读取信号的保真度。

如上所述的确定方法，其中，优选的是，所述获得量子比特处于两个已知的、不同的量子态时的读取信号分别对应的测量数据，包括：

分别获得量子比特处于两个已知的、不同的量子态时的多个量子比特原始读取信号；

对所述量子比特原始读取信号进行数字信号处理获得对应的包含量子比特状态信息的复信号；

对所述复信号进行复数分解获得IQ坐标系散点数据。

如上所述的确定方法，其中，优选的是，所述参数值包括所述二维高斯模型的均值；

所述根据所述参数值以及所述测量数据在IQ坐标系的空间分布特点，确定对应于各所述量子态的确定高斯模型；包括：

确定落入一组所述测量数据分布空间的均值对应的二维高斯模型为对应所述量子态的确定高斯模型。