[发明专利]一种寻址操控系统和寻址操控方法

说明书

本文公开一种寻址操控系统和寻址操控方法，寻址操控系统包括控制单元、射频驱动单元和两个寻址单元；其中，控制单元实时控制入射激光的频率和偏振，使入射激光满足拉曼跃迁条件；射频驱动单元控制施加于各寻址单元的射频驱动场的数量及各射频驱动场的频率，实现出射激光路数、角度及出射激光对的频率差的控制；寻址单元接收入射激光，调制输出用于寻址操控的预设数值束出射激光，其中，出射激光为用于寻址操控的出射激光对中的一束；本发明实施例控制入射激光满足拉曼跃迁条件且用于寻址操控的出射激光对在寻址操控时频率差不变，有助于实现高保真度的量子逻辑门；通过出射激光对实现了多维寻址操控，为大规模量子计算提供了技术支持。

技术领域

本文涉及但不限于量子计算机技术，尤指一种寻址操控系统和寻址操控方法。

背景技术

量子计算机是一种使用量子逻辑进行通用计算的设备。量子计算机的基础逻辑单元由遵守量子力学原理的量子比特构成，大量相互作用的量子比特可以在物理上实现量子计算机。相对于传统计算机，量子计算机在解决一些特定问题时运算时间可大幅度减少；因此，量子计算机在未来的基础科学研究、量子通讯及密码学、人工智能、金融市场模拟、气候变化预测等方面具有广泛的应用前景，受到了广泛关注。

利用囚禁于势阱中的离子(或原子)量子比特阵列可以在已有实验条件下实现各种高保真度的量子逻辑门操作。离子量子比特在相互作用控制，长相干时间，高保真度量子逻辑门操作及量子纠错等进行衡量量子计算性能的关键指标方面均十分优秀，是最有可能实现量子计算机的平台之一。离子(或原子)型量子计算机上的量子比特基本逻辑门操作，主要是通过激光或者微波来实现。如何实现针对离子(或原子)量子比特的寻址操控系统，是实现量子计算机的核心技术问题之一；对整个量子计算机系统的复杂度、逻辑门操作的速度及保真度、量子算法设计的灵活性、及整个系统占用的物理资源等问题都有着重要的影响。随着量子比特数的不断增加，对量子比特的寻址操控系统的性能要求将大大提升；高性能的寻址操控系统是实现可扩展大规模离子量子计算机的关键技术。

寻址操控的核心是要实现从时间上和空间上选择性的控制任意数量量子比特的状态。其基本要求包括具备单量子比特空间分辨率，能操控量子比特状态(主要指在不同能级间的跃迁)，能够实时控制被寻址量子比特的位置和数量；为了保证量子计算效率，还要求寻址切换的时间足够短。