[發(fā)明專利]一種量子比特信號(hào)的讀取方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010629563.2
• 申請(qǐng)日: 2020-07-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111652376A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘艷霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥本源量子計(jì)算科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06N10/00
• 分類號(hào): G06N10/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種量子比特信號(hào)的讀取方法及裝置，方法包括：在終端界面顯示包含電極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體量子芯片；其中，電極結(jié)構(gòu)包括：源極、漏極；在源極和漏極間顯示自旋量子比特；接收并響應(yīng)用戶針對(duì)自旋量子比特的微波操控操作，將自旋量子比特做翻轉(zhuǎn)操作，并在終端界面的第一區(qū)域顯示翻轉(zhuǎn)后的量子比特信號(hào)。利用本發(fā)明實(shí)施例，能夠供用戶交互體驗(yàn)半導(dǎo)體量子芯片內(nèi)部量子比特信號(hào)的讀取過(guò)程，展示電極結(jié)構(gòu)邏輯，以加深用戶對(duì)量子計(jì)算的理解，并填補(bǔ)相關(guān)技術(shù)的空白。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于量子計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種量子比特信號(hào)的讀取方法及裝置。

背景技術(shù)

量子計(jì)算機(jī)是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個(gè)裝置處理和計(jì)算的是量子信息，運(yùn)行的是量子算法時(shí)，它就是量子計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)因其具有相對(duì)普通計(jì)算機(jī)更高效的處理數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力，例如，能將破解RSA密鑰的時(shí)間從數(shù)百年加速到數(shù)小時(shí)，故成為一種正在研究中的關(guān)鍵技術(shù)。

量子計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)需要遵循量子力學(xué)規(guī)律的量子比特作為基本單元。通常微觀世界的電子、原子、或者離子表現(xiàn)出量子特性，而宏觀世界的物體的表現(xiàn)是經(jīng)典的，所以最早量子計(jì)算機(jī)的演示模型是利用分子中的核自旋作為量子比特，用核磁共振方法控制核自旋來(lái)實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算。該方法存在的問(wèn)題是只能實(shí)現(xiàn)為數(shù)不多的量子比特，而真正實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)必須具備數(shù)百到上千個(gè)量子比特才能解決實(shí)用問(wèn)題，所以如何實(shí)現(xiàn)規(guī)模可擴(kuò)展的量子計(jì)算機(jī)是一個(gè)重要的問(wèn)題。為了在實(shí)踐中構(gòu)造出實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)，學(xué)者們提出了多種方案，包括超導(dǎo)、核自旋、電子自旋、光學(xué)腔、離子阱等。其中，開(kāi)發(fā)與現(xiàn)代半導(dǎo)體工藝兼容的半導(dǎo)體全電控量子芯片，是當(dāng)前量子計(jì)算機(jī)研制的重要方向之一。

但是，由于目前公眾對(duì)半導(dǎo)體量子計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)水平十分有限，并且現(xiàn)有技術(shù)中也沒(méi)有相應(yīng)的終端供用戶交互體驗(yàn)，以演示半導(dǎo)體量子計(jì)算機(jī)的內(nèi)部邏輯，加深對(duì)量子計(jì)算的理解。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種量子比特信號(hào)的讀取方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，它能夠供用戶交互體驗(yàn)半導(dǎo)體量子芯片內(nèi)部量子比特信號(hào)的讀取過(guò)程，展示電極結(jié)構(gòu)邏輯，以加深用戶對(duì)量子計(jì)算的理解，并填補(bǔ)相關(guān)技術(shù)的空白。

本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例提供了一種量子比特信號(hào)的讀取方法，包括：

在終端界面顯示包含電極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體量子芯片；其中，所述電極結(jié)構(gòu)包括：源極、漏極；

在所述源極和所述漏極間顯示自旋量子比特；

接收并響應(yīng)用戶針對(duì)所述自旋量子比特的微波操控操作，將所述自旋量子比特做翻轉(zhuǎn)操作，并在所述終端界面的第一區(qū)域顯示翻轉(zhuǎn)后的量子比特信號(hào)。

可選的，在所述源極和所述漏極間顯示自旋量子比特之前，所述方法還包括：

接收并響應(yīng)用戶輸入的電極電場(chǎng)操控操作，在所述源極和所述漏極間對(duì)應(yīng)生成并顯示二維電子氣，基于所述二維電子氣獲得量子點(diǎn)；

接收并響應(yīng)用戶輸入的針對(duì)所述量子點(diǎn)的磁體磁場(chǎng)調(diào)節(jié)操作，以使所述量子點(diǎn)形成自旋量子比特。

可選的，還包括：在所述自旋量子比特上顯示自旋方向。

可選的，還包括：在所述終端界面的第二區(qū)域顯示所述自旋量子比特的能級(jí)躍遷和自旋方向翻轉(zhuǎn)。

可選的，還包括：接收并響應(yīng)用戶針對(duì)所述自旋量子比特的初始化操作，恢復(fù)顯示所述自旋量子比特的初始能級(jí)和初始自旋方向。

可選的，還包括：在所述電極結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)區(qū)域動(dòng)態(tài)顯示所述磁體磁場(chǎng)調(diào)節(jié)操作對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)流向。

可選的，所述終端界面還顯示所述半導(dǎo)體量子芯片的ESR線；

所述接收并響應(yīng)用戶針對(duì)所述自旋量子比特的微波操控操作，將所述自旋量子比特做翻轉(zhuǎn)操作，并在所述終端界面的第一區(qū)域顯示翻轉(zhuǎn)后的量子比特信號(hào)，包括：