[發(fā)明專利]一種用于確認量子比特量子態(tài)的閾值線的更新方法

有效

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• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN111860846B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔偉成
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥本源量子計算科技有限責任公司
• 主分類號: G06N10/60
• 分類號: G06N10/60;G06F18/23
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開一種用于確認量子比特量子態(tài)的閾值線的更新方法，涉及量子測控領(lǐng)域；獲得量子比特位于第一量子態(tài)、第二量子態(tài)時量子比特讀取信號在正交平面坐標系上分別對應(yīng)的坐標點數(shù)據(jù)；根據(jù)第一集合和所述第二集合確定第一閾值線；獲得量子比特處于某量子態(tài)時對應(yīng)的量子比特讀取信號在正交平面坐標系上對應(yīng)的坐標點數(shù)據(jù)記為第三集合；將第一閾值線作為初始閾值線，設(shè)定終止條件；用初始閾值線將第三集合分割成兩個聚類并計次；確定更新閾值線；以更新閾值線作為初始閾值線重復(fù)執(zhí)行步驟分割聚類；直至終止條件后停止，確定更新閾值線為最優(yōu)閾值線；本發(fā)明能夠在提供用于量子態(tài)分辨時使用的閾值分割線之后，根據(jù)量子比特讀取精度要求持續(xù)更新閾值線。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于量子測控領(lǐng)域，特別是一種用于確認量子比特量子態(tài)的閾值線的更新方法。

背景技術(shù)

量子比特信息是指量子比特所具備的量子態(tài)，基本的量子態(tài)是|0態(tài)和|1態(tài)，量子比特被操作之后，量子比特的量子態(tài)發(fā)生改變，在量子芯片上，則體現(xiàn)為量子芯片被執(zhí)行后，量子比特所述的量子態(tài)即量子芯片的執(zhí)行結(jié)果，該執(zhí)行結(jié)果由量子比特讀取信號攜帶并傳出的。

通過量子比特讀取信號快速解析量子比特量子態(tài)是了解量子芯片執(zhí)行性能的關(guān)鍵工作，在同日申請的專利中提供了確認量子比特量子態(tài)的閾值線的獲取方法，其通過以下步驟：將量子比特制備成第一量子態(tài)和第二量子態(tài)并分別對其進行重復(fù)測量獲取多個量子比特讀取信號在正交平面坐標系上的坐標點數(shù)據(jù)，分別記為第一集合和第二集合，對第一集合與第二集合的坐標點分別進行高斯擬合，獲得第一集合和第二集合分別對應(yīng)的高斯擬合圖形的第一統(tǒng)計中心點坐標和第二統(tǒng)計中心點坐標，分別對應(yīng)的第一標準差和第二標準差；分別確定第一集合中的第一概率密度分布函數(shù)和第二集合的第二概率密度分布函數(shù)；確定保真度函數(shù)，確定保真度函數(shù)取最值時對應(yīng)的閾值線為最優(yōu)閾值線。

在理想情況下，由上述技術(shù)方案獲得的閾值線可以滿足短時間內(nèi)高精度的要求，但是，用于量子比特讀取返回信號處理的系統(tǒng)會隨時間產(chǎn)生性能浮動，并且量子比特本身的性能參數(shù)也有可能變化，此時的閾值線已經(jīng)無法滿足高精度的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于確認量子比特量子態(tài)的閾值線的更新方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，它能夠在提供用于量子態(tài)分辨時使用的閾值分割線之后，根據(jù)量子比特讀取精度要求持續(xù)更新閾值線。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種用于確認量子比特量子態(tài)的閾值線的更新方法，應(yīng)用于量子芯片，包括：

獲得量子比特位于第一量子態(tài)時多個量子比特讀取信號在正交平面坐標系上分別對應(yīng)的坐標點數(shù)據(jù)，記為第一集合R_|0；獲得量子比特位于第二量子態(tài)時多個量子比特讀取信號在正交平面坐標系上分別對應(yīng)的坐標點數(shù)據(jù)，記為第二集合R_|1；其中：所述第一量子態(tài)和所述第二量子態(tài)均為已知量子態(tài)且互不相同，其中：所述正交平面坐標系設(shè)置為I-Q坐標系；

根據(jù)所述第一集合R_|0和所述第二集合R_|1確定第一閾值線；

獲得量子比特處于某量子態(tài)時對應(yīng)的多個量子比特讀取信號在正交平面坐標系上分別對應(yīng)的坐標點數(shù)據(jù)，記為第三集合；

將所述第一閾值線作為初始閾值線，設(shè)定終止條件；

使用所述初始閾值線將第三集合分割成兩個聚類，分別為第一聚類和第二聚類，計次n＝1；

根據(jù)所述初始閾值線、所述第一聚類和所述第二聚類確定更新閾值線；

以所述更新閾值線作為初始閾值線重復(fù)執(zhí)行步驟：使用所述初始閾值線將第三集合分割兩個聚類，分別為第一聚類和第二聚類，計次n＝n+1；

直至達到終止條件，停止執(zhí)行，確定更新閾值線為所需獲得的最優(yōu)閾值線。