本技術(shù)涉及量子測控，尤其是涉及一種量子位頻率控制信號的生成方法、裝置及量子計算機。

背景技術(shù)：

1、量子處理器為運行量子計算的核心部件，量子處理器上集成有多位量子位，為了保證量子位的正常工作，需要設(shè)置多個信號源或信號發(fā)生器為每個量子位提供各種控制信號、例如頻率控制信號。其中，頻率控制信號為電壓信號，且是正負范圍的電壓信號。電壓源輸出的電壓信號通常為正電壓信號，需要采用運放電路對電壓源輸出的正電壓信號進行反向處理，進而輸出正負范圍的電壓信號至量子處理器，而且在運放電路后端設(shè)置用于對正負范圍的電壓信號進行處理的電子元件。由于信號傳輸線中的運放電路和電子元件的影響，使得傳輸至量子處理器的電壓信號的一致性較差，靠近兩端的電壓信號呈現(xiàn)非線性，進而使得傳輸至量子處理器的電壓信號與預(yù)設(shè)的目標(biāo)值出現(xiàn)偏差，直接影響對量子處理器的頻率的控制效果。

2、因此，亟需提供一種可以精準(zhǔn)輸出正負電壓信號的信號生成方法或裝置為量子處理器提供頻率控制信號。

3、需要說明的是，公開于本技術(shù)背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本技術(shù)一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于提供一種量子位頻率控制信號的生成方法、裝置及量子計算機，用于為量子處理器提供精準(zhǔn)的包括正負范圍電壓信號的頻率控制信號。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提出一種量子位頻率控制信號的生成方法，包括：

3、確定中控模塊發(fā)送至模擬信號發(fā)生模塊的寄存器值與所述模擬信號發(fā)生模塊輸出的量子位頻率控制信號的第一映射關(guān)系；其中所述量子位頻率控制信號包含正負范圍的電壓信號；

4、基于所述第一映射關(guān)系確定上位機模塊發(fā)送至所述中控模塊的控制字符與所述中控模塊發(fā)送至所述模擬信號發(fā)生模塊的寄存器值的第二映射關(guān)系；

5、依據(jù)所述第二映射關(guān)系以及所述上位機模塊輸出的與目標(biāo)電壓對應(yīng)的控制字符確定所述中控模塊輸出的目標(biāo)寄存器值；

6、依據(jù)所述第一映射關(guān)系、及所述目標(biāo)寄存器值輸出對應(yīng)的量子位頻率控制信號。

7、如上所述的量子位頻率控制信號的生成方法，進一步的，所述確定中控模塊發(fā)送至模擬信號發(fā)生模塊的寄存器值與所述模擬信號發(fā)生模塊輸出的量子位頻率控制信號的第一映射關(guān)系的步驟，具體包括：

8、輸出至少兩個所述寄存器值至所述模擬信號發(fā)生模塊并測量所述模擬信號發(fā)生模塊輸出的對應(yīng)的測量電壓值；

9、基于各所述寄存器值以及對應(yīng)的所述測量電壓值確定擬合線；

10、基于所述擬合線確定所述寄存器值的最大值與目標(biāo)電壓最大值的第一對應(yīng)關(guān)系、以及所述寄存器值的最小值與目標(biāo)電壓最小值的第二對應(yīng)關(guān)系；其中，所述目標(biāo)電壓最小值和所述目標(biāo)電壓最大值依據(jù)量子處理器的頻率確定；

11、基于所述第一對應(yīng)關(guān)系和所述第二對應(yīng)關(guān)系確定所述第一映射關(guān)系。

12、如上所述的量子位頻率控制信號的生成方法，進一步的，所述基于所述第一映射關(guān)系確定上位機模塊發(fā)送至所述中控模塊的控制字符與所述中控模塊發(fā)送至所述模擬信號發(fā)生模塊的寄存器值的第二映射關(guān)系的步驟，具體包括：

13、確定所述上位機模塊發(fā)送至中控模塊的控制字符的最大值和最小值；其中，所述控制字符與所述目標(biāo)電壓一一對應(yīng)；

14、確定所述控制字符的最大值與所述寄存器值的最大值的第三對應(yīng)關(guān)系、以及所述控制字符的最小值與所述寄存器值的最小值的第四對應(yīng)關(guān)系；

15、基于所述第一映射關(guān)系、所述第三對應(yīng)關(guān)系、以及所述第四對應(yīng)關(guān)系確定所述第二映射關(guān)系。

16、如上所述的量子位頻率控制信號的生成方法，進一步的，所述第二映射關(guān)系為線性函數(shù)。

17、如上所述的量子位頻率控制信號的生成方法，進一步的，在所述基于所述第三對應(yīng)關(guān)系和所述第四對應(yīng)關(guān)系確定所述第二映射關(guān)系的步驟之后，還包括：

18、確定所述線性函數(shù)的第一參數(shù)和第二參數(shù)；其中，所述第一參數(shù)為所述線性函數(shù)的斜率，所述第二參數(shù)為所述線性函數(shù)的截距。

19、如上所述的量子位頻率控制信號的生成方法，進一步的，所述第一參數(shù)的范圍確定為[0，1]。

20、如上所述的量子位頻率控制信號的生成方法，進一步的，所述依據(jù)所述第二映射關(guān)系以及所述上位機模塊輸出的與目標(biāo)電壓對應(yīng)的控制字符確定所述中控模塊輸出的目標(biāo)寄存器值的步驟，具體包括：

21、對所述第一參數(shù)與所述控制字符進行乘法處理；

22、對乘法處理后獲得的結(jié)果與所述第二參數(shù)進行加法處理獲得所述目標(biāo)寄存器值。

23、本技術(shù)另一方面提供一種量子位頻率控制信號的生成裝置，包括：

24、測量模塊，其被配置為確定中控模塊發(fā)送至模擬信號發(fā)生模塊的寄存器值與模擬信號發(fā)生模塊輸出的量子位頻率控制信號的第一映射關(guān)系；其中所述量子位頻率控制信號包含正負范圍的電壓信號；

25、上位機模塊，其被配置為基于所述第一映射關(guān)系確定發(fā)送至所述中控模塊的控制字符與所述中控模塊發(fā)送至所述模擬信號發(fā)生模塊的寄存器值的第二映射關(guān)系；

26、所述中控模塊，其被配置為依據(jù)所述第二映射關(guān)系以及所述上位機模塊輸出的與目標(biāo)電壓對應(yīng)的控制字符確定所述中控模塊輸出的目標(biāo)寄存器值；

27、所述模擬信號發(fā)生模塊，其被配置為依據(jù)所述第一映射關(guān)系、及所述目標(biāo)寄存器值輸出對應(yīng)的量子位頻率控制信號。

28、如上所述的量子位頻率控制信號的生成裝置，進一步的，所述中控模塊還被配置為存儲所述第二映射關(guān)系。

29、如上所述的量子位頻率控制信號的生成裝置，進一步的，所述中控模塊還被配置為存儲于所述量子處理器上每一個量子位對應(yīng)的第二映射關(guān)系。

30、如上所述的量子位頻率控制信號的生成裝置，進一步的，所述第二映射關(guān)系為線性函數(shù)，所述線性函數(shù)的斜率為第一參數(shù)，所述線性函數(shù)的截距為第二參數(shù)，所述中控模塊還被配置為存儲所述第一參數(shù)和所述第二參數(shù)。

31、如上所述的量子位頻率控制信號的生成裝置，進一步的，所述中控模塊包括乘法器單元和加法器單元；

32、所述乘法器單元被配置為對所述第一參數(shù)與所述控制字符進行乘法處理；

33、所述加法器單元被配置為對所述乘法器單元處理后獲得的結(jié)果與所述第二參數(shù)進行加法處理獲得所述目標(biāo)寄存器值。

34、如上所述的量子位頻率控制信號的生成裝置，進一步的，所述模擬信號發(fā)生模塊包括數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和運算放大單元；

35、所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元被配置為依據(jù)所述第一映射關(guān)系、及所述目標(biāo)寄存器值輸出對應(yīng)的正電壓信號；

36、所述運算放大單元被配置為對所述正電壓信號進行處理輸出包括正負范圍的電壓信號的量子位頻率控制信號。

37、本技術(shù)再一方面提供一種量子計算機，采用任一項上述的量子位頻率控制信號的生成方法輸出用于控制量子處理器上量子位頻率的控制信號，或包括如任一項上述的量子位頻率控制信號的生成裝置、及量子處理器，所述生成裝置用于為所述量子處理器上的量子位提供頻率控制信號。

38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有以下有益效果：

39、本技術(shù)先通過多組實驗數(shù)據(jù)的測量獲得表征模擬信號發(fā)生模塊的輸入寄存器值和輸出電壓測量值的第一映射關(guān)系，進而依據(jù)第一映射關(guān)系獲得表征中控模塊輸入控制字符和輸出寄存器值的第二映射關(guān)系，通過第一映射關(guān)系和第二映射關(guān)系中的寄存器值可以實現(xiàn)控制字符與測量電壓之間的對應(yīng)；使得上位機模塊下發(fā)與目標(biāo)電壓對應(yīng)的控制字符之后，模擬信號發(fā)生模塊輸出與目標(biāo)電壓一致的電壓信號，確保輸出的量子位頻率控制信號的精度，進而確保對量子處理器的控制效果符合預(yù)期。