[发明专利]量子芯片的性能测试方法、装置及量子计算机系统

说明书

本发明提供了一种量子芯片的性能测试方法、装置以及量子计算机系统，所述量子芯片的性能测试方法包括：提供一量子芯片，所述量子芯片上n个量子比特均处于初态；在不同数值的m下执行将n个操作序列同时分别作用于所述n个量子比特上并获取每个所述操作序列的保真度；获取每个操作序列中的与单比特Clifford门的保真度相关的参数；获取每个操作序列中的所有所述单比特Clifford门的平均保真度；基于所述单比特Clifford门的平均保真度表征所述量子芯片的性能。本发明的技术方案测量的单比特Clifford门的平均保真度能够表征量子芯片的性能。

技术领域

本发明属于量子计算技术领域，特别涉及一种量子芯片的性能测试方法、装置及量子计算机系统。

背景技术

量子计算机的技术正在飞速地发展，越来越多的量子应用在不断涌现，量子硬件的技术也在逐年提升。量子计算中，量子比特是量子计算中信息处理的载体，量子操作的保真度用于衡量实际发生的操作与预期操作的差异，保真度越高，差异越小。

在超导量子比特系统中，随着量子比特数的扩展，串扰噪声逐渐引起重视，串扰噪声被定义为系统对其相邻系统的干扰。由于串扰以及残余耦合的存在，会导致多个比特同时工作时，每个比特会受到周围其他比特的状态和控制信号的影响。在实际利用量子芯片执行量子计算任务时，往往需要同时对多个量子比特执行量子逻辑门操作，因此，我们有必要提出一种量子芯片的性能测试方法，用以测试各个比特同时工作时量子芯片上的逻辑门的性能。

需要说明的是，公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种量子芯片的性能测试方法、装置及量子计算机系统，用于表征量子芯片的性能。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供一种量子芯片的性能测试方法，包括：

提供一量子芯片，所述量子芯片上n个量子比特均处于初态；

设置不同数值的m，并在不同数值的m下执行将n个操作序列同时分别作用于所述n个量子比特上并获取每个所述操作序列的保真度，其中，n≥2，且每个所述操作序列均包括依次执行的m个单比特Clifford门以及一个逆操作，所述逆操作为所在所述操作序列中的所述m个单比特Clifford门的逆；

基于每个所述操作序列的保真度与m的关系，获取每个操作序列中的与单比特Clifford门的保真度相关的参数；

基于每个与所述单比特Clifford门的保真度相关的参数与单比特Clifford门的平均保真度的关系，获取每个操作序列中的所有所述单比特Clifford门的平均保真度；

基于所述单比特Clifford门的平均保真度表征所述量子芯片的性能。

优选的，所述将n个操作序列同时分别作用于所述n个量子比特上并获取每个所述操作序列的保真度，包括：

重复执行所述将n个操作序列同时分别作用于所述n个量子比特上，并获取每次执行后每个所述操作序列的子保真度，基于多次执行获取的所述子保真度的平均值获取每个所述操作序列的保真度。

优选的，每个所述操作序列的生成方法包括：

在单比特Clifford群中可重复地随机选取m个所述单比特Clifford门构成一子操作序列；

获取所述子操作序列的等效操作；

获取所述等效操作的逆；

将所述子操作序列与所述等效操作的逆组成一个所述操作序列。