[發明專利]一種通用量子計算機中央處理器的操縱方法

有效

• 申請號: 201711268213.2
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108090569B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 姜年權
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: G06N10/00
• 分類號: G06N10/00
• 代理公司: 溫州名創知識產權代理有限公司 33258
• 代理人: 陳加利

1.一種通用量子計算機中央處理器操縱方法，其特征在于，其在由一量子比特及其對應相連的耦合電容器為基本單位形成中央處理器的量子計算機上實現，且所有的基本單位均通過其對應的耦合電容器連接于同一點，所述方法包括以下步驟：

步驟S1、通過調節所有基本單位所含各量子比特的外磁通量及各量子比特的門電壓將各量子比特均制備到初始狀態，實現各量子比特間耦合都初始為0；

步驟S2、選擇當前量子比特耦合模式；其中，所述量子比特耦合模式包括任意一對兩量子比特間耦合模式、任意一組多量子比特間并行耦合模式、多對兩量子比特間并行耦合模式以及多組多量子比特間并行耦合模式；

步驟S3、根據所選的當前量子比特耦合模式，確定待耦合連通的量子比特，并對所述待耦合連通的量子比特分別進行相應的外磁通量調節；

步驟S4、選擇下一步操作，并根據所選的當前操作，確定對各量子比特的具體操縱；其中，所述下一步操作包括：繼續下一步耦合操作、進行單量子比特操作、聯合測量一系列操作后所得量子態的結果。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括：

調節所有基本單位所含各量子比特的外磁通量使得任意兩量子比特的有效約瑟夫森能與二者的耦合均能滿足|E_Ji±E_Jj|＞＞E_ij，從而斷開各量子比特間的耦合；其中，E_Ji為第i個量子比特的有效約瑟夫森能；E_Jj為第j個量子比特的有效約瑟夫森能；E_ij為第i、j兩量子比特間形成的耦合能；

待各量子比特制備到初始狀態后，調節各量子比特的門電壓，使得各量子比特的門電壓均滿足實現各量子比特間耦合都初始為0；其中，C_gi為第i個量子比特對應連接的門電容器的電容值，其為固定值；V_gi為第i個量子比特的門電壓。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括：

當所選的當前量子比特耦合模式為任意一對兩量子比特間耦合模式時，確定待耦合連通的兩量子比特；

保持所述待耦合連通的兩量子比特之中其一的外磁通量不變，并調節所述待耦合連通的兩量子比特之中其另一的外磁通量，使二者都具有相同的有效約瑟夫森能；

持續量子門操作需要的一段時間后，調節各量子比特的外磁通量使其回到量子門操作之前的狀態，即調節回各量子比特間耦合都初始為0時的外磁通量。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S3還具體進一步包括：

當所選的當前量子比特耦合模式為任意一組多量子比特間并行耦合模式時，確定待耦合連通的多量子比特；

保持所述待耦合連通的多量子比特之中其一的外磁通量不變，并調節所述待耦合連通的多量子比特之中除保持外磁通量不變之外的量子比特的外磁通量，使所述待耦合連通的多量子比特都具有相同的有效約瑟夫森能；

持續耦合操作需要的一段時間后，調節各量子比特的外磁通量使其回到量子門操作之前的狀態，即調節回各量子比特間耦合都初始為0時的外磁通量。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S3還具體進一步包括：

當所選的當前量子比特耦合模式為多對兩量子比特間并行耦合模式時，確定多對中各自分別對應的待耦合連通的兩量子比特；

分別保持每一對中待耦合連通的兩量子比特之中其一的外磁通量不變，并調節所述每一對中待耦合連通的兩量子比特之中其另一的外磁通量，使得同一對中待耦合連通的兩量子比特都具有相同的有效約瑟夫森能；

持續耦合操作需要的一段時間后，調節各量子比特的外磁通量使其回到量子門操作之前的狀態，即調節回各量子比特間耦合都初始為0時的外磁通量。