[發明專利]適用于金剛石氮空位色心量子調控計算的方法及系統

在審

• 申請號: 202211718080.5
• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN115994451A
• 公開（公告）日: 2023-04-21
• 發明（設計）人: 王熺煒;王鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 于平

本發明提供一種適用于金剛石氮空位色心量子調控計算的方法及系統，包括：在前端進行數參數錄入，接收到完整參數后發送至后端服務器進行計算；所述后端服務器通過識別不同類型的參數調用不同的計算模型，生成計算結果；所述計算結果返回至前端進行結果顯示，所述前端將計算結果渲染為表達式進行最終展示。本發明解決了現有量子調控計算普適性不強、速度慢、計算工具不統一的問題。

技術領域

本發明涉及量子力學科學計算技術領域，尤其涉及一種適用于金剛石氮空位色心量子調控計算的方法及系統。

背景技術

金剛石氮空位色心的獨特結構使其具有可以在室溫下進行量子調控、量子態易讀取、退相干時間長、對多種物理量敏感等優點，在量子傳感、量子計算、量子通信等領域具有廣泛的應用。

金剛石氮空位色心的量子調控實驗種類復雜多樣，伴隨著不同量子調控的實驗過程，需要進行相應的量子力學計算，從而對量子調控實驗進行指導和驗證。現有的計算方法主要是通過Matlab、Mathematica、Python等科學計算軟件針對每種實驗進行單獨的編程計算。該種方式有以下幾種缺點：

1.普適性不強：針對不同的調控過程進行不同的計算編程，效率低，代碼重復率高，繼承性差；

2.計算速度較慢：傳統方法普遍是對薛定諤方程進行暴力計算，針對相對復雜的調控過程，計算速度緩慢；

3.沒有統一的計算工具：現有的計算方法主要是通過Matlab、Mathematica、Python等科學計算軟件針對每種實驗進行單獨的編程計算，工具不統一，代碼語言不一致。

因此，需要設計一種能夠滿足多種需求、快速進行量子調控計算的數字樣機。

發明內容

本發明提供一種適用于金剛石氮空位色心量子調控計算的方法及系統，用以解決現有量子調控計算普適性不強、速度慢、計算工具不統一的問題。

本發明提供一種適用于金剛石氮空位色心量子調控計算的方法，包括：

在前端進行數參數錄入，接收到完整參數后發送至后端服務器進行計算；

所述后端服務器通過識別不同類型的參數調用不同的計算模型，生成計算結果；

所述計算結果返回至前端進行結果顯示，所述前端將計算結果渲染為表達式進行最終展示。

根據本發明提供的一種適用于金剛石氮空位色心量子調控計算的方法，所述在前端進行數參數錄入，接收到完整參數后發送至后端服務器進行計算，具體包括：

用戶在前端參數設置頁面內輸入相應的參數；

選擇開始進行計算后，所述參數發送至后端服務器進行計算操作。

根據本發明提供的一種適用于金剛石氮空位色心量子調控計算的方法，所述后端服務器通過識別不同類型的參數調用不同的計算模型，生成計算結果，具體包括：

后端服務器根據計算類型選擇調控方法，包括：與氮核自旋耦合、與碳核自旋庫耦合、與其他順磁中心耦合、NV電子拉比振蕩以及自定義調控方法；

根據選定的調控方法進行量子力學計算，生成計算結果。

根據本發明提供的一種適用于金剛石氮空位色心量子調控計算的方法，所述根據選定的調控方法進行量子力學計算，生成計算結果，具體包括：

根據科學機理建立初始物理過程數字化模型；

將預先獲取的物理實驗的數據集反饋到初始物理過程數字化模型，進行輸入參數的離線訓練；

經過數據集驗證判斷模型精度達標后，完成訓練，生成量子調控過程精確機理模型；