[发明专利]离子阱量子门保真度优化方法及装置、电子设备和介质

说明书

本公开提供了一种离子阱量子门保真度优化方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品，涉及量子计算机领域，尤其涉及离子阱技术领域。实现方案为：确定离子阱系统的哈密顿量，哈密顿量包括待调节的激光参数；调节激光参数的参数值，以使得预设损失函数的值满足第一阈值范围并且待实现的离子阱量子门的保真度满足第二阈值范围。该预设损失函数基于哈密顿量的至少一阶展开项系数、以及至少一阶展开项系数中的一个或多个展开项系数对第一参数的偏导数确定。第一参数包括哈密顿量中的激光失谐量参数和声子模式频率参数中的至少一个。

技术领域

本公开涉及量子计算机领域，尤其涉及离子阱技术领域，具体涉及一种离子阱量子门保真度优化方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

背景技术

近些年来，作为未来潜在的通用量子计算硬件平台之一，离子阱量子计算设备发展迅速。在实验模拟中，离子阱量子计算设备在量子门保真度和读取保真度上，通常取得了较好的结果。但是，在真实的实验环境中，由于实验仪器与理想情况下存在偏差，从而导致通过离子阱所建立的物理模型与理想情况下存在差异。因此，如何在模型优化过程中克服真实实验环境所带来的噪声影响，成为一个较为紧迫且意义重大的问题。

发明内容

本公开提供了一种离子阱量子门保真度优化方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

根据本公开的一方面，提供了一种离子阱量子门保真度优化方法，包括：确定离子阱系统的哈密顿量，其中所述哈密顿量包括待调节的激光参数；调节所述激光参数的参数值，以使得预设损失函数的值满足第一阈值范围并且待实现的离子阱量子门的保真度满足第二阈值范围，其中，所述预设损失函数基于所述哈密顿量的至少一阶展开项系数、以及所述至少一阶展开项系数中的一个或多个展开项系数对第一参数的偏导数确定，其中，所述第一参数包括所述哈密顿量中的激光失谐量参数和声子模式频率参数中的至少一个。

根据本公开的另一方面，提供了一种离子阱量子门保真度优化装置，包括：第一确定单元，配置为确定离子阱系统的哈密顿量，其中所述哈密顿量包括待调节的激光参数；第一调节单元，配置为调节所述激光参数的参数值，以使得预设损失函数的值满足第一阈值范围并且待实现的离子阱量子门的保真度满足第二阈值范围，其中，所述预设损失函数基于所述哈密顿量的至少一阶展开项系数、以及所述至少一阶展开项系数中的一个或多个展开项系数对第一参数的偏导数确定，其中，所述第一参数包括所述哈密顿量中的激光失谐量参数和声子模式频率参数中的至少一个。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，该指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本公开所述的方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，该计算机指令用于使计算机执行本公开所述的方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现本公开所述的方法。

根据本公开的一个或多个实施例，通过在损失函数中引入与环境干扰和实验仪器误差所带来的扰动影响，即哈密顿量至少一阶展开项系数对第一参数的偏导数，从而在最小化损失函数的过程中将环境干扰和实验仪器的误差影响降低到最小，从而提高了离子阱量子门的保真度。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图示例性地示出了实施例并且构成说明书的一部分，与说明书的文字描述一起用于讲解实施例的示例性实施方式。所示出的实施例仅出于例示的目的，并不限制权利要求的范围。在所有附图中，相同的附图标记指代类似但不一定相同的要素。