[发明专利]频率可调谐量子位控制策略

权利要求书

1.一种用于使用可调谐量子位耦合器在第一量子位和第二量子位上实现目标两量子位量子逻辑门的方法，所述方法包括：

根据控制模型生成用于所述目标两量子位量子逻辑门的控制信号，其中，所述控制模型包括非正交的受控Z算子和交换算子；和

将所述控制信号应用于所述第一量子位、第二量子位和可调谐量子位耦合器。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制模型还包括一个或多个解谐算子和频移算子。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述控制模型是光子守恒的。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述控制模型包括第一解谐算子乘以交换算子乘以受控Z算子乘以第二解谐算子乘以频移算子。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述控制模型由下式给出：

其中，表示恒等算子，表示泡利-X算子，表示泡利-Y算子，表示泡利-Z算子，δ_-a,δ_-b表示解谐操作参数，θ表示交换角，并且φ表示受控Z相位角。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，根据所述控制模型生成用于所述目标两量子位量子逻辑门的所述控制信号包括：

确定所述解谐操作参数、交换角和相位角的值，使得所述控制模型表示所述目标两量子位量子逻辑门对所述第一量子位和所述第二量子位的动作；和

基于所确定的值生成所述控制信号。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，将所述控制信号应用于所述第一量子位、第二量子位和可调谐量子位耦合器以高于预定阈值的准确度实现目标两量子位演化。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，确定所述解谐操作参数、交换角和相位角的值包括将所述解谐操作参数、交换角和相位角设置为通过校准过程确定的相应值，所述校准过程包括：

对于多组量子位控制参数值中的每组量子位控制参数值：

使用该组量子位控制参数值来执行交叉熵基准实验以识别由该组量子位控制参数值实现的酉变换，包括确定使所识别的酉变换的保真度最大化的控制模型参数值；

存储链接该组量子位控制参数值、该组值实现的酉变换以及对应的所确定的控制模型参数值的数据；

对存储的数据进行插值以确定与未包括在多组量子位控制参数值中的量子位控制参数值组对应的酉变换和控制模型参数。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，量子位控制参数包括量子位电压、量子位耦合器电压和脉冲长度。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，将所述控制信号应用于所述第一量子位、所述第二量子位和所述可调谐量子位耦合器包括：

将第一脉冲应用于所述第一量子位和第二量子位，其中，所述第一脉冲解谐所述第一量子位和第二量子位；

将第二脉冲应用于耦合所述第一量子位和所述第二量子位的所述可调谐耦合器，其中，所述第二脉冲实现所述交换算子；和

将第三脉冲应用于所述可调谐耦合器和所述第一量子位或第二量子位之一，其中，所述第三脉冲实现所述受控Z算子。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述第二脉冲应用于所述可调谐耦合器还包括调整所述第一量子位和第二量子位的频率，使得所述第一量子位和第二量子位处于谐振。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述第三脉冲应用于所述可调谐耦合器和所述第一量子位或第二量子位之一包括调整所述第一量子位或第二量子位的频率。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一脉冲包括一个或多个方波脉冲。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二脉冲包括平滑脉冲。