[發明專利]一種實現狀態探測的方法、裝置、計算機存儲介質及終端

有效

• 申請號: 202110796797.0
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113449871B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 段路明;楊蒿翔
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06N10/00
• 分類號: G06N10/00;G06V10/764
• 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

本文公開一種實現狀態探測的方法、裝置、計算機存儲介質及終端，包括：通過第一探測激光照射第一量子比特陣列，獲得第一熒光；將獲得的第一熒光與參數調整后的第二探測激光的光斑重合并生成干涉圖像；對生成的干涉圖像基于預先獲得兩張以上特征圖像進行分析，以確定第一量子比特陣列中包含的量子比特的亮暗狀態；其中，第一探測激光與第二探測激光為頻率相同、相位差為固定預設差值的兩束激光；熒光與光斑的光強和偏振相同；特征圖像包括：由僅包含一個量子比特為亮態的第二量子比特陣列生成的干涉圖像。本發明實施例在生成干涉圖像之后，對干涉圖像基于預先獲得兩張以上特征圖像進行分析，實現了量子比特狀態的探測。

技術領域

本文涉及但不限于量子計算技術，尤指一種實現狀態探測的方法、裝置、計算機存儲介質及終端。

背景技術

量子計算機是一種使用量子邏輯進行通用計算的設備。量子計算機的基礎邏輯單元由遵守量子力學的量子比特構成，大量相互作用的量子比特可以在物理上實現量子計算機。相對于傳統計算機，量子計算機在解決一些特定問題時運算時間可大幅度減少。量子計算機在未來的基礎科學研究、量子通訊及密碼學、人工智能、金融市場模擬和氣候變化預測等方面具有廣泛的應用前景，因此受到了廣泛關注。

利用囚禁于勢阱中的離子或原子量子比特陣列可以在實驗條件下實現多種高保真度的量子邏輯門操作。離子量子比特在相互作用控制、長相干時間、高保真度量子邏輯門操作及量子糾錯等衡量量子計算性能的關鍵指標上都有優異的表現，是最有可能實現量子計算機的平臺之一。

量子計算的核心步驟之一是對量子比特進行測量，以獲取量子比特上所存儲的信息。測量的目的是通過若干的探測事件確認量子比特在計算基矢(|0〉,|1〉)上的概率分布。而單次探測事件的目的則是要分辨量子比特是處于哪一個計算基矢上。相關技術中將|0〉(|1〉)定義為暗(亮)態。目前常用的探測方法包括與狀態相關的熒光探測；圖1為熒光探測的原理示意圖，如圖1所示，當量子比特處于亮態|1〉時，將會被共振的探測激光激發到上能級|e〉，發生自發輻射釋放熒光；當量子比特處于暗態|0〉時則不會釋放熒光；基于上述原理，通過是否能夠搜集到熒光來判斷量子比特的狀態。

三維量子比特陣列是實現量子計算機擴展的一個重要途徑。目前，對三維量子比特陣列，主要依賴于強磁場梯度進行量子比特的狀態判斷；該方法使用磁場敏感的態來編碼量子比特，這些態的相干時間較短，限制了量子計算機的性能。

發明內容

以下是對本文詳細描述的主題的概述。本概述并非是為了限制權利要求的保護范圍。

本發明實施例提供一種實現狀態探測的方法、裝置、計算機存儲介質及終端，能夠實現多維量子比特陣列中包含的量子比特的狀態探測。

本發明實施例提供了一種實現狀態探測的方法，包括：

通過第一探測激光照射第一量子比特陣列，獲得第一熒光；

將獲得的第一熒光與參數調整后的第二探測激光的光斑重合并生成干涉圖像；

對生成的干涉圖像基于預先獲得兩張以上特征圖像進行分析，以確定第一量子比特陣列中包含的量子比特的亮暗狀態；

其中，所述第一探測激光與所述第二探測激光為頻率相同、相位差為固定預設差值的兩束激光；所述熒光與所述光斑的光強和偏振相同；所述特征圖像包括：由僅包含一個量子比特為亮態的第二量子比特陣列生成的干涉圖像。

另一方面，本發明實施例還提供一種計算機存儲介質，所述計算機存儲介質中存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現上述實現狀態探測的方法。

再一方面，本發明實施例還提供一種終端，包括：存儲器和處理器，所述存儲器中保存有計算機程序；其中，

處理器被配置為執行存儲器中的計算機程序；

所述計算機程序被所述處理器執行時實現如上述實現狀態探測的方法。