[发明专利]脉冲产生电路及多量子比特控制系统

说明书

本发明提供一种脉冲产生电路，包括：环形振荡器模块及计数模块；其中，环形振荡器模块用于在输入信号的作用下产生脉冲序列输出，并在终止信号的作用下停止脉冲序列输出；计数模块连接环形振荡器模块的输出端，用于对脉冲序列的个数进行计数，并在计数值达到设定值时产生终止信号。通过本发明提供的脉冲产生电路，解决了现有量子比特控制方式存在硬件消耗大的问题。

技术领域

本发明涉及超导电路设计技术领域，特别是涉及一种脉冲产生电路及多量子比特控制系统。

背景技术

室温微波源是目前对量子比特进行控制的主要器件，如任意波形发生器等；这些外部的微波源输入到量子比特需要大量的硬件消耗，如滤波器、混频器、衰减器、隔离器、环形器等，也正是这些硬件消耗限制了量子比特个数的扩展。

在有限的量子比特个数下，量子计算机对于传统计算机的优越性还无法完美体现。超导量子电路因其工作温度低、能耗低、噪声小、以及制备工艺与传统集成电路工艺兼容等特点，是目前最具希望实现通用量子计算的方案之一。现有的SFQ(超导单磁通量子)电路控制量子比特的方式，主要是通过产生序列脉冲实现，而这种方法还是需要通过输入相应的微波源信号将其转化为脉冲信号才可以对量子比特进行控制，本质上没有脱离对硬件消耗的依赖。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种脉冲产生电路及多量子比特控制系统，用于解决现有量子比特控制方式存在硬件消耗大的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种脉冲产生电路，所述脉冲产生电路包括：环形振荡器模块及计数模块；

所述环形振荡器模块用于在输入信号的作用下产生脉冲序列输出，并在终止信号的作用下停止所述脉冲序列输出；

所述计数模块连接所述环形振荡器模块的输出端，用于对所述脉冲序列的个数进行计数，并在计数值达到设定值时产生所述终止信号。

可选地，所述环形振荡器模块包括：非破坏性读出单元、第一汇流缓冲单元、第一分流单元及第二分流单元；

所述第一分流单元的输入端连接所述输入信号，第一输出端连接所述第一汇流缓冲单元的第一输入端，第二输出端连接所述非破坏性读出单元的置位端；所述第一汇流缓冲单元的第二输入端连接所述第二分流单元的第一输出端，输出端连接所述非破坏性读出单元的时钟端；所述非破坏性读出单元的复位端连接所述计数模块的输出端，输出端连接所述第二分流单元的输入端；所述第二分流单元的第二输出端作为所述环形振荡器模块的输出端。

可选地，所述环形振荡器模块包括：非门单元、第二汇流缓冲单元及第三分流单元；

所述第二汇流缓冲单元的第一输入端连接所述输入信号，第二输入端连接所述第三分流单元的第一输出端，输出端连接所述非门单元的时钟端；所述非门单元的输入端连接所述计数模块的输出端，输出端连接所述第三分流单元的输入端；所述第三分流单元的第二输出端作为所述环形振荡器模块的输出端。

可选地，所述环形振荡器模块包括：异或门单元、第三汇流缓冲单元、第四分流单元及第五分流单元；

所述异或门单元的第一输入端连接所述计数模块的输出端，第二输入端连接所述第四分流单元的第一输出端，时钟端连接所述第四分流单元的第二输出端，输出端连接所述第五分流单元的输入端；所述第四分流单元的输入端连接所述第三汇流缓冲单元的输出端；所述第三汇流缓冲单元的第一输入端连接所述输入信号，第二输入端连接所述第五分流单元的第一输出端；所述第五分流单元的第二输出端作为所述环形振荡器模块的输出端。

可选地，所述环形振荡器模块包括：约瑟夫森结及输出级；

所述约瑟夫森结的第一端连接所述输入信号，第二端接地，用于在所述输入信号的作用下产生脉冲序列；