[发明专利]超导高频降频模块和方法、超导高频测试系统和方法

权利要求书

1.一种超导高频降频单元，其特征在于，所述超导高频降频单元包括：非破坏性读出单元和触发器单元；

所述触发器单元包括两个及以上依次串联的T触发器，其中第一个T触发器和最后一个T触发器的输出端口为两个，其余T触发器的输出端口为一个；第一个T触发器的输入端口接收时钟信号，第一输出端口连接所述非破坏性读出单元的复位端口，第二输出端口连接下一个T触发器的输入端口；最后一个T触发器的第一输出端口连接所述非破坏性读出单元的设置端口，第二输出端口输出降频时钟子信号；

所述非破坏性读出单元的数据输入端口接收数据信号，数据输出端口输出降频数据子信号。

2.一种超导高频降频单元，其特征在于：所述超导高频降频单元包括：非破坏性读出单元和触发器单元；

所述触发器单元包括一个T触发器和第一分流单元，所述T触发器的输入端口接收时钟信号，第一输出端口连接所述非破坏性读出单元的复位端口；所述第一分流单元的输入端口连接所述T触发器的第二输出端口，所述第一分流单元的第一输出端口连接所述非破坏性读出单元的设置端口，第二输出端口输出降频时钟信号；

所述非破坏性读出单元的数据输入端口接收数据信号，数据输出端口输出降频数据子信号。

3.一种超导高频降频模块，其特征在于：所述超导高频降频模块包括至少两个如权利要求1或2任一项所述的超导高频降频单元：

前一个超导高频降频单元中的触发器单元的输出端口连接下一个超导高频降频单元中的触发器单元的输入端口，前一个超导高频降频单元中的非破坏性读出单元的数据输出端口连接下一个超导高频降频单元中的非破坏性读出单元的数据输入端口。

4.一种超导高频降频方法，其特征在于：所述超导高频降频方法基于权利要求3中的超导高频降频模块进行实现，包括以下步骤：

第一超导高频降频单元接收高频时钟信号和测试信号，前一个超导高频降频单元输出的降频时钟子信号作为下一超导高频降频单元的时钟信号输入，前一个超导高频降频单元输出的降频数据子信号作为下一超导高频降频单元的数据信号输入；

第i超导高频降频单元中的触发器单元接收时钟信号，将所述时钟信号转换成降频时钟子信号和二倍时钟信号，所述降频时钟子信号的周期为所述时钟信号周期的2^Mi倍，所述二倍时钟信号的周期为所述时钟信号周期的2倍；其中，M_i为第i超导高频降频单元中T触发器的个数；第i超导高频降频单元的非破坏性读出单元基于二倍时钟信号进行复位，基于降频时钟子信号对所述数据信号进行周期性抽样，所述抽样周期为2^Mi，从而将所述数据信号转换为降频数据子信号；其中，i为正整数；

最后一个超导高频降频单元输出的降频子时钟信号作为超导高频降频模块的降频时钟信号输出，降频数据子信号作为超导高频降频模块的降频测试信号输出。

5.一种超导高频测试系统，其特征在于，所述超导高频测试系统包括：高频时钟发生模块，线性反馈移位寄存器和多路超导高频降频模块；

所述高频时钟发生模块基于环形振荡器实现，接收一个触发脉冲信号，输出周期性的高频时钟信号；

所述线性反馈移位寄存器连接所述高频时钟发生模块输出端，接收初始信号为所述线性反馈移位寄存器设置非零初始状态，所述线性反馈移位寄存器同时输出多路预设周期长度的周期性的伪随机序列至待测电路；

所述待测电路为多路输入和多路输出，接收多路所述伪随机序列，输出多路测试信号；

各路超导高频降频模块分别与所述待测电路的各输出端口连接，分别接收各路待测电路的测试信号，基于高频时钟信号，输出降频测试信号和降频时钟信号。

6.根据权利要求5所述的超导高频测试系统，其特征在于：所述线性反馈移位寄存器包括k个D触发器，所述伪随机序列的周期为2^k-1，其中，k为正整数。

7.根据权利要求6所述的超导高频测试系统，其特征在于：对于有p路输入，每路为qbit的待测电路，所述D触发器的个数k满足：k≥p*q+1，其中，p、q均为正整数。