[发明专利]量子比特高能级跃迁频率的测量方法、装置和量子计算机

说明书

本申请公开了一种量子比特高能级跃迁频率的测量方法、装置和量子计算机，所述方法是通过对待测量子比特先施加第一调控信号，将待测量子比特调控到|1态，再对待测量子比特施加第二调控信号，通过在设定的频率扫描范围内扫描所述第二调控信号的频率，使得具有与待测量子比特从|1态跃迁到|2态相同频率的所述第二调控信号将待测量子比特从|1态激发到|2态，从而获取待测量子比特的高能级跃迁频率。本申请实现了直接测量获取量子比特从|1态跃迁到|2态的高能级跃迁频率，因此有效提高了待测量子比特的高能级跃迁频率的测量准确度。

技术领域

本申请涉及量子计算领域，尤其是涉及一种量子比特高能级跃迁频率的测量方法、装置及量子计算机。

背景技术

由于量子计算在解决特定问题上具有远超经典计算机性能的发展潜力，而为了实现量子计算机，需要获得一块包含有足够数量与足够质量量子比特的量子芯片，并且能够对量子比特进行极高保真度的量子逻辑门操作与读取。

相关技术中，量子比特采用如图1所示的人造多能级结构体系中的两个低能级来实现，即将系统的最低能级和第二低能级分别作为量子比特的基态和第一激发态(即|0态和|1态)。由于该多能级系统中相邻两个能级之间的能级差不是相等的，因此量子比特的基态和第一激发态能够与其他高激发态孤立起来，形成了一个{|0，|1}子空间。但在实际比特操控中，如常见的CZ双比特门操作，可能会将量子比特从第一激发态激发到更高的能级，例如第二激发态(|2态)。这种高能级泄漏降低了量子逻辑门的操控精度，从而影响了量子计算的精度。

为了更好地利用量子芯片进行量子计算，需要知晓量子芯片中各个量子比特的物理参数，例如跃迁频率等。如图2所示，量子比特的跃迁频率包括量子比特从基态跃迁到第一激发态的跃迁频率f₀₁以及从第一激发态跃迁到第二激发态的高能级跃迁频率f₁₂。精准测量出高能级跃迁频率，可以便于实现量子比特的高能级操控，从而能够对|2态实现读取，研究泄漏误差并对其优化，以提高量子逻辑门的操控精度。

相关技术中，对于跃迁频率f₀₁的测量准确度可达到99.9％，而对于高能级跃迁频率f₁₂的测量准确度比较低。因此，如何提高高能级跃迁频率f₁₂的测量准确度成为本领域亟待解决的技术问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此，可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本申请的目的是提供一种量子比特高能级跃迁频率的测量方法、装置和量子计算机，以解决相关技术中的不足，它能够有效提高量子比特高能级跃迁频率的测量准确度。

本申请第一方面实施例提出了一种量子比特高能级跃迁频率的测量方法，包括：

对待测量子比特施加第一调控信号，将所述待测量子比特调控到|1态；

在预设的频率扫描范围内调整第二调控信号的频率，对所述待测量子比特再施加调整后的所述第二调控信号，其中，所述第二调控信号能够将所述待测量子比特由|1态跃迁到|2态；

获取所述待测量子比特的频谱曲线；

获取所述频谱曲线的极值所对应的所述第二调控信号的频率为所述待测量子比特从|1态跃迁到|2态的高能级跃迁频率。

优选的是，所述频率扫描范围不包含所述待测量子比特的工作点频率。

优选的是，所述频率扫描范围是基于所述待测量子比特的工作点频率和非谐性进行设定。

优选的是，所述频率扫描范围为其中，f₀₁为所述待测量子比特的工作点频率，α为所述待测量子比特的非谐性。