[發明專利]一種用于多比特量子反饋控制的量子測控系統

有效

• 申請號: 202011239260.6
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN113011591B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 相梁;尹藝
• 申請（專利權）人: 深圳市騰訊計算機系統有限公司;浙江大學
• 主分類號: G06N10/20
• 分類號: G06N10/20
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 徐立

1.一種用于多比特量子反饋控制的量子測控系統，其特征在于，所述系統包括由多個測控子組構成的測控網絡，每個測控子組作為所述測控網絡中的一個節點，與至少一個其他測控子組之間具有連接關系；所述測控網絡呈二維柵格網絡結構；所述測控子組配置有相應的節點坐標，所述節點坐標用于標識所述測控子組在所述測控網絡中的位置；所述多個測控子組中的第一測控子組發送給第二測控子組的數據包，包括：源節點的坐標信息、目的節點的坐標信息以及數據內容；所述源節點的坐標信息，包括所述第一測控子組對應的節點坐標；所述目的節點的坐標信息，包括所述第二測控子組對應的節點坐標；具有所述連接關系的兩個測控子組之間具有雙向的數據傳輸通道，每個單向的數據傳輸通道對應于多個虛擬傳輸通道，在來自不同傳輸路徑的數據包使用同一個單向的數據傳輸通道的情況下，所述來自不同傳輸路徑的數據包占用不同的虛擬傳輸通道，且各個所述虛擬傳輸通道之間按照設定流控制策略按序進行數據傳輸；

每個測控子組用于對一個物理量子比特組進行測量控制，所述物理量子比特組中包括多個物理量子比特；

所述測控子組包括測量單元和多個控制單元，每個控制單元用于對一個物理量子比特進行控制；其中，屬于同一個測控子組的測量單元和控制單元部署在同一個物理板卡內，所述測控子組配置有相應的內存空間，屬于同一個測控子組的測量單元和控制單元共享所述內存空間；

所述測量單元用于測量所述測控子組對應的物理量子比特組中，各個所述物理量子比特的量子態，并基于測量結果向所述控制單元發送控制指令，所述控制指令用于對發生錯誤的物理量子比特進行糾錯控制；

所述控制單元用于根據所述控制指令，控制對應的物理量子比特。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述測控子組的測量單元中集成有蟲洞路由器，所述蟲洞路由器包括多個端口，具有所述連接關系的兩個測控子組的蟲洞路由器的對應端口之間，形成有物理傳輸通道；其中，所述蟲洞路由器用于將數據包拆分為固定長度的微片后發送。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述測控網絡中目標位置的節點為主節點，其他位置的節點為從節點；

所述主節點用于向各個所述從節點發送同步觸發信號；

所述從節點用于根據接收到所述同步觸發信號的時鐘周期，以及預配置的等待周期數，確定起始工作的時鐘周期；其中，所述測控網絡中各個所述節點的起始工作的時鐘周期相同。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括參考時鐘源和時鐘分配器；

所述參考時鐘源用于生成系統參考時鐘；

所述時鐘分配器用于將所述系統參考時鐘分發給各個物理板卡的鎖相電路；

所述鎖相電路用于生成所述物理板卡上的測量單元和控制單元的工作時鐘，以及生成所述物理板卡上的AD轉換電路和DA轉換電路的采樣時鐘。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，各個所述測控子組之間的隨機相位差采用軟件方式進行補償。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述控制指令的信令格式包括第一字段和第二字段；其中，所述第一字段用于填充所述控制指令的起始位，所述第二字段用于填充所述控制指令的編碼位。