[发明专利]量子控制脉冲生成方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.一种量子控制脉冲生成方法，包括：

基于目标量子硬件结构的相关物理参数，构造出所述目标量子硬件结构所表征量子系统的系统哈密顿量，所述目标量子硬件结构用于实现目标量子任务，所述相关物理参数包括量子比特的频率和失谐性强度；

获取与所述目标量子硬件结构相匹配的初始控制脉冲集合，所述初始控制脉冲集合中包含有至少一个初始控制脉冲，所述初始控制脉冲用于施加到所述目标量子硬件结构中的量子比特上；

基于所述系统哈密顿量，模拟得到所述量子系统的系统状态信息，所述系统状态信息表征模拟对所述目标量子硬件结构中量子比特施加所述初始控制脉冲后所述量子系统的状态信息；

至少基于所述量子系统的系统状态信息与所述目标量子任务所需实现的目标状态信息之间的关系，对所述初始控制脉冲集合中初始控制脉冲进行优化处理，以模拟得到目标控制脉冲序列，其中，将所述目标控制脉冲序列施加到所述目标量子硬件结构中的量子比特后能够实现所述目标量子任务。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

获取预设映射关系信息，其中，所述预设映射关系信息表征量子硬件结构的相关物理参数与最优控制脉冲集合的映射关系；

其中，所述获取与所述目标量子硬件结构相匹配的初始控制脉冲集合，包括：

基于所述预设映射关系信息，选取出与所述目标量子硬件结构的相关物理参数相匹配的最优控制脉冲集合，以作为与所述目标量子硬件结构相匹配的初始控制脉冲集合。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述系统哈密顿量，模拟得到所述量子系统的系统状态信息，包括：

基于所述初始控制脉冲集合所包含的用于施加到所述目标量子硬件结构中量子比特上的初始控制脉冲，对所述系统哈密顿量进行动力学演化处理，以演化得到所述量子系统的系统状态信息。

4.根据权利要求1或3所述的方法，还包括：

确定用于实现所述目标量子任务的原生量子门，其中，所述原生量子门能够通过所述目标量子硬件结构所包含的至少一个量子比特而得到；

其中，所述至少基于所述量子系统的系统状态信息与所述目标量子任务所需实现的目标状态信息之间的关系，对所述初始控制脉冲集合中初始控制脉冲进行优化处理，包括：

在确定所述量子系统的系统状态信息与所述目标量子任务所需实现的目标状态信息之间的关系不满足预设任务规则的情况下，对所述初始控制脉冲集合中初始控制脉冲进行优化处理，得到中间控制脉冲集合，以基于所述中间控制脉冲集合所包含的中间控制脉冲模拟对所述目标量子硬件结构进行脉冲控制，并模拟得到近似原生量子门，所述近似原生量子门距离所述原生量子门的保真度满足预设保真度规则，以基于所述近似原生量子门实现所述目标量子任务。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

获取待进行脉冲控制的目标量子硬件设备的数据特征信息，所述目标量子硬件设备具有所述目标量子硬件结构；

对所述中间控制脉冲集合所包含的中间控制脉冲进行数据校准，以使校准后的所述中间控制脉冲与所述数据特征信息相匹配。

6.根据权利要求4所述的方法，还包括：

在所述原生量子门存在两个或两个以上的情况下，对所述中间控制脉冲集合所包含的中间控制脉冲进行基于时序和/或次序的优化处理，以模拟得到所述目标控制脉冲序列，其中，基于所述目标控制脉冲序列所包含的目标控制脉冲能够得到所述近似原生量子门，以实现所述目标量子任务。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：

获取测量脉冲；

将所述目标控制脉冲序列施加到具有所述目标量子硬件结构的目标量子硬件设备后，施加所述测量脉冲，以得到所述目标量子硬件设备中各量子比特的状态信息；

利用得到的所述目标量子硬件设备中各量子比特的状态信息来对用于实现所述目标量子任务的所述目标控制脉冲序列进行验证和/或优化处理。