[发明专利]量子门的控制脉冲确定方法及装置、电子设备和介质

权利要求书

1.一种量子门的控制脉冲确定方法，包括：

获取用于实现量子门的离子阱芯片内各个声子的频率；

确定所述控制脉冲对应的拉曼光失谐频率以及第一声子的频率，其中，所述第一声子为所述离子阱芯片内的频率与所述拉曼光失谐频率最接近的声子；

初始化第一脉冲序列并基于所述第一脉冲序列确定第二脉冲序列，以使得经所述第一脉冲序列和第二脉冲序列依次作用于所述离子阱芯片后，所述第一声子能够与离子解耦，其中，所述第一脉冲序列中的第一脉冲切片数量不小于所述第二脉冲序列中的第二脉冲切片数量，并且，所述第二脉冲序列中的脉冲切片的振幅与所述第一脉冲序列中的前第二脉冲切片数量的脉冲切片中相对应的脉冲切片的振幅相同；以及所述第二脉冲序列中的脉冲切片的相位与所述第一脉冲序列中的前第二脉冲切片数量的脉冲切片中相对应的脉冲切片的相位相差一预设常数；

基于待实现的量子门所对应的失真度函数确定目标函数；以及

调节所述第一脉冲序列的振幅和相位并相应地确定所述第二脉冲序列，以最小化所述目标函数，

其中，所述常数基于以下公式确定：

δ_a＝-π+(ω_a-μ)τ/2

其中，ω_a为所述第一声子的频率，μ为所述拉曼光失谐频率，τ为预设的所述待实现的量子门的门时间。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：确定预设的脉冲切片总数，以基于所述脉冲切片总数确定所述第一脉冲序列中的第一脉冲切片数量和所述第二脉冲序列中的第二脉冲切片数量。

3.如权利要求2所述的方法，其中，

当所述脉冲切片总数为奇数时，所述第一脉冲切片数量比所述第二脉冲切片数量大1；以及

当所述脉冲切片总数为偶数时，所述第一脉冲切片数量等于所述第二脉冲切片数量。

4.如权利要求1所述的方法，其中，初始化第一脉冲序列包括：

基于以下公式初始化所述第一脉冲序列中的每一个脉冲的振幅：

其中，τ为预设的所述待实现的量子门的门时间，μ为所述拉曼光失谐频率，ω_a为所述第一声子a的频率，η_ja表示离子j和所述第一声子a的Lamb-Dicke耦合参数，η_ia表示离子i和所述第一声子a的Lamb-Dicke耦合参数，其中，所述离子i和j为在所述离子阱中选定的用于生成所述量子门的离子。

5.如权利要求1或4所述的方法，其中，初始化第一脉冲序列包括：

将所述第一脉冲序列中的每一个脉冲的相位初始化为第一正数和第一负数交替变化，其中，所述第一正数和所述第一负数的绝对值相同。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：确定预设的所述量子门能抵抗的噪声范围，其中，基于待实现的量子门所对应的失真度函数确定目标函数包括：基于所述噪声范围确定所述失真度函数并进一步确定所述目标函数。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一脉冲序列中的每一个脉冲切片的振幅不超过拉曼光的最大拉比频率。

8.如权利要求1或6所述的方法，还包括：

确定最小化目标函数后所获得的第一脉冲序列和第二脉冲序列；

确定在预设的噪声范围内通过所述第一脉冲序列和第二脉冲序列在离子阱芯片内所能实现的量子门的保真度、以及所述离子阱芯片内各个声子在相空间内的轨迹图；以及

基于所述保真度以及所述轨迹图确定所述第一脉冲序列和第二脉冲序列的噪声适用范围。