[发明专利]具有模块化和动态脉冲生成和路由的量子控制器

说明书

一种量子控制器包括原始脉冲生成电路、脉冲修改电路、以及输出管理电路。原始脉冲生成电路可操作以生成原始输出脉冲。输出管理电路可操作以基于一个或多个输出脉冲将被发送至量子处理器的多个元件中的哪一个或多个元件而将一个或多个输出脉冲路由至已选择的一个或多个信号路径上。脉冲修改电路可操作以选择用于处理原始输出脉冲的脉冲修改设置，其中，该选择基于选择了哪些信号路径和/或脉冲将被发送至量子处理器的哪些元件而做出。脉冲修改电路可操作以使用所选择的脉冲修改设置对原始脉冲进行处理，以生成输出脉冲。

技术领域

本申请的各方面涉及一种量子计算机控制系统。更具体地，涉及用于具有动态脉冲路由的量子控制器的方法和系统。

背景技术

通过将量子计算机控制系统的常规解决方案与在本公开的剩余部分中参考附图阐述的本方法和系统的一些方面进行比较，量子计算机控制系统的该常规解决方案的局限性与缺点将变得对本领域技术人员显而易见。

发明内容

提供了用于具有模块化和动态脉冲生成和路由的量子控制器的方法和系统，如权利要求中更为完整地阐述的，基本上通过至少一个图示出和/或结合至少一个附图所描述。

附图说明

图1A和图1B对传统(二进制)计算和量子计算的一些方面进行比较。

图2示出了示例性的量子计算系统。

图3A示出了根据本公开的各种示例性实现方式的示例性量子控制器架构。

图3B示出了图3A中的量子控制器电路的示例性实现方式。

图4示出了图3B中的脉冲发生器的示例性实现方式。

图5示出了图3B中的脉冲操作管理器和脉冲操作电路的示例性实现方式。

图6是示出根据本公开的示例性实现方式的量子控制器的示例性操作的流程图。

具体实施方式

传统的计算机通过存储二进制数字(“比特”)形式的信息并且经由二进制逻辑门处理这些比特而进行操作。在任意给定的时间，每个比特仅采用两个离散值中的一个：0(或“关”)和1(或“开”)。由二进制逻辑门所执行的逻辑运算通过布尔代数定义并且电路行为通过经典物理学控制。在当代的经典系统中，用于存储比特并且实现逻辑运算的电路通常由可以承载表示0和1比特的两个不同电压的导线与执行布尔逻辑运算的基于晶体管的逻辑门组成。

图1A中所示的是被配置为比特102并且将单一逻辑运算104应用于比特102的传统计算机的简单示例。在时间t0，比特102处于第一状态，在时间t1，对比特102应用逻辑运算104，并且在时间t2，比特102处于由时间t0的状态和逻辑运算确定的第二状态。因此，例如，比特102通常可以存储为应用于逻辑运算104(包括一个或多个晶体管)的输入的电压(例如，对于“1”是1Vdc，或者对于“0”是0Vdc)。然后，根据所执行的逻辑运算，逻辑门的输出为1Vdc或0Vdc。

显而易见，具有单一比特和单一逻辑门的传统计算机的使用受限，这就是为什么即使计算能力不大的当代传统计算机也包含数十亿比特和晶体管的原因。即，能够解决不断增加的复杂问题的传统计算机不可避免地需要不断增加的大量比特和晶体管和/或不断增加的大量时间来执行算法。然而，存在一些需要非常大量的晶体管和/或非常大量的时间来获得解决方案的问题。这些问题被称为棘手的问题。