[發明專利]量子比特檢測系統及檢測方法

有效

• 申請號: 201811029930.4
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN110879105B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 徐華
• 申請（專利權）人: 阿里巴巴集團控股有限公司
• 主分類號: G01J4/00
• 分類號: G01J4/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 李丹;栗若木

本發明涉及一種量子比特檢測系統及方法，所述檢測系統包括測試模塊和預測模塊，測試模塊包括成像裝置，所述成像裝置配置為對量子比特進行成像；預測模塊和所述模塊通信連接，預測模塊包括機器學習模型，機器學習模型配置為至少基于所述得到的像輸出預測信息，檢測方法包括：使用成像裝置對量子比特進行成像；將得到的像輸入訓練好的機器學習模型；機器學習模型至少基于得到的像輸出預測信息。

技術領域

本披露涉及檢測領域，特別地，涉及一種量子比特的檢測系統以及檢測方法。

背景技術

量子計算與量子信息是一門基于量子力學的原理來實現計算與信息處理任務的交叉學科，與量子物理，計算機科學，信息學等學科有著十分緊密的聯系。在最近二十年有著快速的發展。因數分解，無結構搜索等場景的基于量子計算機的量子算法展現出了遠超越現有基于經典計算機的算法的表現，也使這一方向被寄予了超越現有計算能力的期望。

量子計算機的基本特點之一就是，它使用的信息單元不是比特，而是量子比特(Qubit)。量子比特可以是電子那樣的粒子，也可以是其它的處于元激發的準粒子。對于電子而言，自旋向上代表1，向下代表0。自旋既向上又向下的量子態稱為疊加態。處于疊加態中的少量粒子可以攜帶大量信息，僅僅100個粒子所處的疊加態，就可以表示從1到2¹⁰⁰個數字。量子計算機可以用激光脈沖打擊粒子，或者采用諸如此類的方法來對量子比特進行操作。

目前，量子比特的主要實現方式包括：超導約瑟夫森結、離子阱、磁共振、拓撲量子等；研究人員一般使用電子設備儀器對制備得到的量子比特進行檢測，以確定制備得到的量子比特是否有缺陷，并獲得其初步的性質參數。這種方法耗時耗力，尤其是對于基于超導約瑟夫森結的量子比特，對其進行檢測需要在低溫環境(液氦溫度)下進行，而低溫環境的獲得需要的費用很高，因此在低溫環境下進行檢測所需要的費用也非常高。另一方面，現有技術對于量子比特的檢測只能在量子比特制備完成后進行，也即是說，如果量子比特的制備過程中出現了缺陷，基于現有技術的檢測手段是無法得知的。基于以上，現有技術對于量子比特的檢測手段不僅耗費甚巨，并且也難以滿足未來當量子比特的制備大規模工業化之后的需求。

基于以上，需要一種量子比特的檢測裝置以及方法，以解決上述的這些技術問題。

發明內容

根據本披露的一個方面的實施例，提供一種量子比特檢測方法，包括：使用成像裝置對量子比特進行成像；將得到的像輸入機器學習模型；機器學習模型至少基于得到的像輸出預測信息。

作為優選，使用檢測裝置對量子比特進行檢測，得到測試數據；將測試數據輸入機器學習模型；機器學習模型基于測試數據和得到的像輸出預測信息。

作為優選，獲取量子比特的設計信息；將量子比特的設計信息輸入機器學習模型；機器學習模型基于設計信息、測試數據和得到的像輸出預測信息。

作為優選，成像裝置包括掃描電子顯微鏡(SEM)和掃描隧道顯微鏡(STM)。

作為優選，成像裝置在量子比特的制備過程中進行成像，制備過程包括多個步驟。

作為優選，使用成像裝置在量子比特制備完成后進行成像。

作為優選，預測信息包括定量信息和定性信息。

作為優選，定量信息包括以下至少一種：工作頻率、相干時間、耦合強度。

作為優選，定性信息包括：量子比特的分級。

根據本發明另一方面的一些實施例，提供一種量子比特檢測系統，包括：測試模塊，測試模塊包括成像裝置，成像裝置配置為對量子比特進行成像；預測模塊，預測模塊和測試模塊通信連接，預測模塊包括機器學習模型，機器學習模型配置為至少基于得到的像輸出預測信息。

作為優選，測試模塊還包括檢測裝置，檢測裝置配置為對量子比特進行檢測以得到測試數據。