[发明专利]一种用于多比特量子反馈控制的量子测控系统

说明书

本申请公开了一种用于多比特量子反馈控制的量子测控系统，涉及量子技术领域。所述系统包括由多个测控子组构成的测控网络；每个测控子组用于对一个物理量子比特组进行测量控制；所述测控子组包括测量单元和多个控制单元，每个控制单元用于对一个物理量子比特进行控制；测量单元用于测量测控子组对应的物理量子比特组中，各个物理量子比特的量子态，并基于测量结果向控制单元发送控制指令；控制单元用于根据控制指令，控制对应的物理量子比特。本申请通过测控子组的这种方式，使得一组物理量子比特共享了测控系统的一组硬件，以便利用量子操作的空间局域特性，可以有效利用系统带宽，减小延迟。

技术领域

本申请实施例涉及量子技术领域，特别涉及一种用于多比特量子反馈控制的量子测控系统。

背景技术

量子芯片是量子计算机的核心处理部件。为了保证量子芯片上各个量子比特按照正确的方式工作，需要量子测控系统对量子芯片上各个量子比特的量子态进行测量，并运行量子纠错算法对发生错误的量子比特进行纠错控制。

目前，量子测控系统的结构设计仍处于探索阶段。

发明内容

本申请实施例提供了一种用于多比特量子反馈控制的量子测控系统。所述技术方案如下：

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种用于多比特量子反馈控制的量子测控系统，所述系统包括由多个测控子组构成的测控网络，每个测控子组作为所述测控网络中的一个节点，与至少一个其他测控子组之间具有连接关系；

每个测控子组用于对一个物理量子比特组进行测量控制，所述物理量子比特组中包括多个物理量子比特；

所述测控子组包括测量单元和多个控制单元，每个控制单元用于对一个物理量子比特进行控制；

所述测量单元用于测量所述测控子组对应的物理量子比特组中，各个所述物理量子比特的量子态，并基于测量结果向所述控制单元发送控制指令；

所述控制单元用于根据所述控制指令，控制对应的物理量子比特。

本申请实施例提供的技术方案可以带来如下有益效果：

通过设立测控子组的这种方式，使得一组物理量子比特共享了测控系统的一组硬件。测控子组中的测量单元直接在组内生成纠错码，并分发反馈控制信号到组内的控制单元，实现快速反馈，这样可以减小物理板卡间的通信量。另外，对超导量子芯片的量子操作具有空间局域的特性，测控子组中的测量单元可以更多地以较低延迟转发本组的测量结果到相邻的其他测控子组，设立测控子组可以最大程度地减小系统网络的通信延迟，减少量子纠错算法的运行时间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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。

图1是本申请一个实施例提供的用于多比特量子反馈控制的量子测控系统的示意图；

图2是本申请一个实施例提供的测控子组的树型连接方式的示意图；

图3是本申请一个实施例提供的系统时钟同步方案的示意图；

图4是本申请一个实施例提供的虫洞路由器的结构示意图；

图5是本申请一个实施例提供的两种路由器的工作时序图；

图6是本申请一个实施例提供的虚拟信道流控制的示意图；

图7是本申请一个实施例提供的量子测控系统的系统组成的层次图；

图8是本申请一个实施例提供的系统配置流程的示意图；