[發明專利]一種量子測控系統

在審

• 申請號: 201910094217.6
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109542028A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 孔偉成
• 申請（專利權）人: 合肥本源量子計算科技有限責任公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于量子計算領域，特別是一種量子測控系統，量子測控系統包括主控模塊；直流信號生成模塊，提供用于量子比特調控的直流信號；脈沖信號生成模塊，提供用于量子比特調控的脈沖信號；微波調制信號生成模塊，提供用于量子比特調控的第一微波調制信號和用于量子比特邏輯狀態讀取檢測的第二微波調制信號；量子比特讀取檢測模塊，用于采集量子比特邏輯狀態讀取回傳信號，并上傳至所述主控模塊，并由所述用戶邏輯模塊進行處理。本發明能夠實現量子芯片上的量子比特的調控和測量，以方便量子計算研究。

技術領域

本發明屬于量子計算領域，特別是一種量子測控系統。

背景技術

量子芯片是實現量子計算的核心結構，量子芯片上設置有大量量子比特結構，每個量子比特由設置在量子芯片上的特定硬件電路構成，每個量子比特具備至少兩個可區分的邏輯狀態，基于量子算法，量子比特的邏輯狀態可以發生可控變化，進而實現量子計算。

量子芯片的測控是研究量子計算的基礎，本申請提供提供一種量子測控系統，用于進行量子芯片上的量子比特的調控和測量，以方便量子計算研究。

發明內容

本發明的目的是提供一種量子測控系統，它能夠實現量子芯片上的量子比特的調控和測量，以方便量子計算研究。

本發明采用的技術方案如下：

一種量子測控系統，所述量子測控系統包括：

主控模塊，所述主控模塊基于FPGA設置，內配置有信號參數信息和用戶邏輯模塊，其中：所述信號參數包括直流信號參數、微波調制信號參數和脈沖信號參數；所述用戶邏輯模塊用于處理量子比特邏輯狀態讀取反饋信號獲得量子比特邏輯狀態信息；

直流信號生成模塊，通過第一高速串行擴展總線連接所述主控模塊，且所述主控模塊結合所述直流信號參數控制第一信號生成模塊產生用于量子比特調控的直流信號；

脈沖信號生成模塊，通過第二高速串行擴展總線連接所述主控模塊，且所述主控模塊結合所述脈沖信號參數控制所述脈沖信號生成模塊產生用于量子比特調控的脈沖信號；

微波調制信號生成模塊，通過第三高速串行擴展總線連接所述主控模塊，且所述主控模塊結合所述微波調制信號參數控制所述微波調制信號生成模塊產生用于量子比特調控的第一微波調制信號和用于量子比特邏輯狀態讀取檢測的第二微波調制信號；

量子比特讀取檢測模塊，通過第四高速串行擴展總線連接所述主控模塊，用于采集量子比特邏輯狀態讀取回傳信號，并上傳所述量子比特邏輯狀態讀取回傳信號至所述主控模塊，并由所述用戶邏輯模塊進行處理；其中：所述量子比特邏輯狀態讀取回傳信號是所述第二微波信號作用在量子比特之后得到的攜帶量子比特邏輯狀態信息的信號。

如上所述的量子測控系統，其中，優選的是，所述直流信號生成模塊包括：

第一數字模擬轉化模塊，通過所述第一高速串行擴展總線連接所述主控模塊，用于采集所述直流信號參數、處理所述直流信號參數并輸出直流信號；

基準電壓電路，電連接所述第一數字模擬轉化模塊，用于向所述第一數字模擬轉化模塊提供參考電壓和模擬電壓；其中：所述參考電壓為所述第一數字模擬轉化模塊的工作電壓，決定所述第一數字模擬轉化模塊的輸出范圍，所述模擬電壓為所述第一數字模擬轉化模塊的供電電壓。

如上所述的量子測控系統，其中，優選的是，所述參考電壓的范圍為-10V到10V，且所述第一數字模擬轉化模塊的垂直分辨率大于16bit時，所述第一數字模擬轉化模塊的精度為μV量級。

如上所述的量子測控系統，其中，優選的是，所述第一數字模擬轉化模塊還包括：

第一板卡，所述第一板卡上設置有第一連接件和第二連接件；

所述第一連接件通過所述第一高速串行擴展總線連接所述主控模塊；