[实用新型]一种量子控制系统及量子计算机

说明书

本申请属于量子信息领域，公开了一种量子控制系统和量子计算机，所述量子控制系统包括一块背板、若干个微波本振源、若干个射频发射模块以及若干个射频接收模块，在所述背板上插接有若干个第一板卡、若干个第二板卡和一个路由板卡，所述第一板卡用于产生低频信号；所述射频发射模块连接所述第一板卡和/或所述第二板卡及所述微波本振源，所述射频发射模块配合与之连接的所述第一板卡和/或所述第二板卡用于产生并输出高频信号；所述射频接收模块连接所述第二板卡及所述微波本振源，所述射频接收模块用于对接收的高频信号进行变频处理后发送给所述第二板卡。本申请的量子控制系统集成度高、整体协调性好且便于维护使用。

技术领域

本申请涉及量子信息领域，尤其是涉及一种量子控制系统及量子计算机。

背景技术

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。量子芯片是量子计算机的核心，量子芯片上集成有多位量子比特，为了保证量子比特的正常工作，需要搭建量子控制系统，通过量子控制系统中各种设备为每位量子比特提供各种控制信号，例如频率控制信号、量子态控制信号；此外对于量子比特运行完量子计算任务的结果，也需要进行读取测量。现有采用商用仪器设备搭建的量子控制系统的系统集成度低，整体协调性不佳导致控制精度低，而且不便于维护使用，系统成本高。

因此，如何构建一个系统集成度高、控制精确度好且便于维护使用的量子控制系统成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种量子控制系统和量子计算机，以解决现有技术中的不足，所述量子控制系统具备了对超导量子芯片的实行测控操作的全部功能，系统集成度高、整体协调性好且便于维护使用。

为了实现上述目的，本申请第一方面实施例采用的技术方案如下：

一种量子控制系统，包括：

一块背板，所述背板的背板连接器上插接有若干个第一板卡、若干个第二板卡和路由板卡，各所述第一板卡和各所述第二板卡通过背板上的信号线路连接所述路由板卡，所述第一板卡用于产生低频信号；

若干个微波本振源；

若干个射频发射模块，所述射频发射模块连接所述第一板卡和/或所述第二板卡以及所述微波本振源，所述射频发射模块配合与之连接的所述第一板卡和/或所述第二板卡用于产生并输出高频信号；

若干个射频接收模块，所述射频接收模块连接所述第二板卡以及所述微波本振源，所述射频接收模块用于对接收的高频信号进行变频处理后发送给所述第二板卡。

如上所述的量子控制系统，其中，优选的是，所述低频信号包括控制量子比特和/或可调耦合器的频率控制的脉冲信号，所述高频信号包括控制量子比特的量子态控制信号、读取量子比特的读取输入信号和读取输出信号。

如上所述的量子控制系统，其中，优选的是，所述第一板卡包括AWG板卡，所述AWG板卡具有多个信号输出通道，所述第二板卡包括DAQ板卡或ADDA板卡，所述DAQ板卡具有多个信号输入通道，所述ADDA板卡具有多个信号输入通道和多个信号输出通道。

如上所述的量子控制系统，其中，优选的是，所述量子控制系统还包括若干个第三板卡，所述第三板卡用于产生直流信号，所述直流信号包括用于量子比特和/或可调耦合器的频率控制的频率驱动信号。

如上所述的量子控制系统，其中，优选的是，所述第三板卡插接在所述背板的所述背板连接器上。

如上所述的量子控制系统，其中，优选的是，所述量子控制系统还包括多通道微波源，所述多通道微波源产生的微波信号用于驱动参量放大器的泵浦信号，所述第三板卡产生的所述直流信号还包括用于参量放大器的频率控制信号。

如上所述的量子控制系统，其中，优选的是，所述量子控制系统还包括服务器和网络交换机；