[发明专利]构建和编程用于量子退火过程的量子硬件

权利要求书

1.一种设备，包括：

用于计算的第一对逻辑超导单元；

用于协助计算的第一对控制超导单元；

第一耦合器，所述第一耦合器在第一逻辑超导单元与第二逻辑超导单元之间；

第二耦合器，所述第二耦合器在第一控制超导单元与第二控制超导单元之间；

第三耦合器，所述第三耦合器在所述第一逻辑超导单元与所述第二控制超导单元之间；以及

第四耦合器，所述第四耦合器在所述第二逻辑超导单元与所述第一控制超导单元之间。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，每个逻辑超导单元被配置为具有能够跨越泡利运算符σ_sjⁱ的量子态，其中i＝x、y、或z。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，每个控制超导单元被配置为具有能够跨越泡利运算符σ_ckⁱ的量子态，其中i＝x、y、或z。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，当磁场被沿z方向来施加时，所述第一耦合器以由σ_s1^zσ_s2^z表示的第一耦合来将所述第一逻辑超导单元的量子运算符σ_s1^z与所述第二逻辑超导单元的量子运算符σ_s2^z耦合。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，当磁场被沿z方向来施加时，所述第二耦合器以由σ_c1^zσ_c2^z表示的第二耦合来将所述第一控制超导单元的量子运算符σ_c1^z与所述第二控制超导单元的量子运算符σ_c2^z耦合。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，当所述磁场被沿z方向来施加时，所述第三耦合器以由σ_s1^xσ_c2^z表示的第三耦合来将所述第一超导单元的量子运算符σ_s1^z与所述第二超导单元的量子运算符σ_c2^z耦合。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，当所述磁场被沿z方向来施加时，所述第四耦合器以由σ_s2^xσ_c1^z表示的第四耦合来将所述第一超导单元的量子运算符σ_s2^z与所述第二超导单元的量子运算符σ_c1^z耦合。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一逻辑超导单元和所述第二逻辑超导单元以及所述第一控制超导单元和所述第二控制超导单元包括具有二进制量子态的超导量子位。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，每个超导量子位利用并联连接的约瑟夫森结和电容器来构建。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，逻辑超导单元被构建为具有与控制超导单元相同的精度。

11.根据权利要求9所述的设备，其中，控制超导单元被构建为具有比逻辑超导单元低的精度。

12.根据权利要求8所述的设备，其中，逻辑超导单元的所述超导量子位利用并联连接的约瑟夫森结和电容器来构建，以及其中，控制超导单元的所述超导量子位利用并联和/或串联连接的多结约瑟夫森盒、电感器、和电容器来构建以构建期望的N层级的可控控制系统。