[发明专利]利用共面波导通量量子比特的可编程通用量子退火

权利要求书

1.一种操作量子计算设备的方法，所述量子计算设备包括：

至少两个共面波导通量量子比特，每个共面波导通量量子比特包括超导量子干涉设备SQUID以及与所述SQUID并联电耦合的细长超导体共面波导，

耦合器元件，所述耦合器元件被布置来使得所述至少两个共面波导通量量子比特中的第一共面波导通量量子比特的共面波导与所述至少两个共面波导通量量子比特中的第二共面波导通量量子比特的共面波导可操作地耦合，以及

调谐量子设备，所述调谐量子设备包括至少一个约瑟夫森结，其中所述调谐量子设备与所述第一共面波导通量量子比特电接触，并且与所述第二共面波导通量量子比特电接触，所述方法包括：

操作所述调谐量子设备来修改所述第一共面波导通量量子比特与所述第二共面波导通量量子比特之间的耦合强度。

2.如权利要求1所述的方法，其中，操作所述调谐量子设备包括：将外部磁通量施加到所述调谐量子设备来改变局部通量偏置。

3.如权利要求1所述的方法，包括：

在所述量子计算设备中编码问题哈密尔顿函数的基态；以及

将所述量子计算设备退火至解哈密尔顿函数的基态。

4.如权利要求3所述的方法，其中，编码所述问题哈密尔顿函数的基态包括：

将外部通量偏置Φex施加到所述量子计算设备；

将第一局部通量偏置Ψa施加到所述第一共面波导通量量子比特；以及

将第二局部通量偏置Ψb施加到所述第二共面波导通量量子比特。

5.如权利要求3所述的方法，其中，编码所述问题哈密尔顿函数的基态包括：使用所述调谐量子设备来断开所述第一共面波导通量量子比特与所述第二共面波导通量量子比特之间的相互作用。

6.如权利要求3所述的方法，其中，将所述量子计算设备退火包括：使用所述调谐量子设备来接通所述第一共面波导通量量子比特与所述第二共面波导通量量子比特之间的耦合。

7.如权利要求3所述的方法，进一步包括：在将所述量子计算设备退火后测量所述量子计算设备的状态。

8.如权利要求3所述的方法，其中，所述量子计算设备在操作期间的状态是由以下来表示的：

对于i＝1...N，j＝1…N，

其中，N是所述量子计算设备中的共面波导通量量子比特的数目，h_i是共面波导通量量子比特i上的局部偏置，σ_z和σ_x表示泡利矩阵，以及J_ij和K_ij是共面波导通量量子比特i和j之间的耦合强度并且能够由所述调谐量子设备来调谐。