CN111626426A - Transmon超导量子比特的电路结构的构建方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Transmon超导量子比特的电路结构的构建方法及装置,方法包括:在终端界面显示Transmon超导量子比特的第一电路结构、Transmon超导量子比特元件库;接收用户针对Transmon超导量子比特元件库中元件的第一控制操作;在第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,接收用户针对第一电路结构的第二控制操作;响应第二控制操作,基于第一电路结构和第一控制操作对应的元件,构建并显示Transmon超导量子比特的第二电路结构。利用本发明实施例,能够供用户交互体验超导量子计算机内部Transmon超导量子比特的构建过程,展示电路结构逻辑,以加深用户对量子计算的理解,并填补相关技术的空白。
Description
技术领域
本发明属于量子计算技术领域,特别是一种Transmon超导量子比特的电路结构的构建方法及装置。
背景技术
量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。量子计算机因其具有相对普通计算机更高效的处理数学问题的能力,例如,能将破解RSA密钥的时间从数百年加速到数小时,故成为一种正在研究中的关键技术。
量子计算机的实现需要遵循量子力学规律的量子比特作为基本单元。通常微观世界的电子、原子、或者离子表现出量子特性,而宏观世界的物体的表现是经典的,所以最早量子计算机的演示模型是利用分子中的核自旋作为量子比特,用核磁共振方法控制核自旋来实现量子计算。该方法存在的问题是只能实现为数不多的量子比特,而真正实用的量子计算机必须具备数百到上千个量子比特才能解决实用问题,所以如何实现规模可扩展的量子计算机是一个重要的问题。为了在实践中构造出实用的量子计算机,学者们提出了多种方案,包括超导、核自旋、电子自旋、光学腔、离子阱等。其中超导方案应用了宏观量子效应,并且传承了集成电路工业的先进集成技术,便于规模化集成,近年来得到广泛研究,为实现规模可扩展的量子计算机提供了一条可行的道路。
但是,由于目前公众对超导量子计算机的认识水平十分有限,并且现有技术中也没有相应的终端供用户交互体验,演示超导量子计算机的内部逻辑,以加深对量子计算的理解。
发明内容
本发明的目的是提供一种Transmon超导量子比特的电路结构的构建方法及装置,以解决现有技术中的不足,它能够供用户交互体验超导量子计算机内部Transmon超导量子比特的构建过程,展示电路结构逻辑,以加深用户对量子计算的理解,并填补相关技术的空白。
本申请的一个实施例提供了一种Transmon超导量子比特的电路结构的构建方法,包括:
在终端界面显示Transmon超导量子比特的第一电路结构、Transmon超导量子比特元件库;
接收用户针对所述Transmon超导量子比特元件库中元件的第一控制操作;
在所述第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,接收用户针对所述第一电路结构的第二控制操作;
响应所述第二控制操作,基于所述第一电路结构和所述第一控制操作对应的元件,构建并显示Transmon超导量子比特的第二电路结构。
可选的,还包括:
在所述第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,根据所述第一控制操作对应的元件,组成并显示所述Transmon超导量子比特的元件结构。
可选的,还包括:
在所述第一控制操作对应的元件不能够用于构造Transmon超导量子比特的情况下,显示构建失败的提示信息。
可选的,还包括:
接收用户在所述终端界面上特定区域的第三控制操作;
响应所述第三控制操作,显示针对所述Transmon超导量子比特的介绍信息。
可选的,还包括:
接收用户针对所述第二电路结构或所述Transmon超导量子比特元件库中的元件的第四控制操作,根据所述第四控制操作显示对该元件的介绍信息。
可选的,还包括:
接收用户针对所述第二电路结构的放大或还原操作;
响应所述放大或还原操作,对所述第二电路结构进行放大或还原显示。
可选的,所述Transmon超导量子比特元件库包括以下元件:
电感、约瑟夫森结、超导量子器件干涉仪SQUID、电容、交指十字电容。
可选的,所述第一控制操作对应的能够用于构建Transmon超导量子比特的元件为所述SQUID和所述交指十字电容。
可选的,所述基于所述第一电路结构和所述第一控制操作对应的元件,构建并显示Transmon超导量子比特的第二电路结构,包括:
将所述第一控制操作对应的元件分别添加到所述第一电路结构对应的特定位置上,得到并以3D建模方式显示Transmon超导量子比特的第二电路结构,同时在所述第二电路结构上动态显示所述第二电路结构运行时的信号流向。
本申请的又一实施例提供了一种Transmon超导量子比特的电路结构的构建装置,包括:
第一显示模块,用于在终端界面显示Transmon超导量子比特的第一电路结构、Transmon超导量子比特元件库;
第一接收模块,接收用户针对所述Transmon超导量子比特元件库中元件的第一控制操作;
第二接收模块,在所述第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,接收用户针对所述第一电路结构的第二控制操作;
构建模块,用于响应所述第二控制操作,基于所述第一电路结构和所述第一控制操作对应的元件,构建并显示Transmon超导量子比特的第二电路结构。
可选的,还包括:
第二显示模块,用于在所述第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,根据所述第一控制操作对应的元件,组成并显示所述Transmon超导量子比特的元件结构。
可选的,还包括:
第三显示模块,用于在所述第一控制操作对应的元件不能够用于构造Transmon超导量子比特的情况下,显示构建失败的提示信息。
可选的,还包括:
第三接收模块,用于接收用户在所述终端界面上特定区域的第三控制操作;
第四显示模块,用于响应所述第三控制操作,显示针对所述Transmon超导量子比特的介绍信息。
可选的,还包括:
第五显示模块,用于接收用户针对所述第二电路结构或所述Transmon超导量子比特元件库中的元件的第四控制操作,根据所述第四控制操作显示对该元件的介绍信息。
可选的,还包括:
第四接收模块,用于接收用户针对所述第二电路结构的放大或还原操作;
第六显示模块,用于响应所述放大或还原操作,对所述第二电路结构进行放大或还原显示。
可选的,所述Transmon超导量子比特元件库包括以下元件:
电感、约瑟夫森结、超导量子器件干涉仪SQUID、电容、交指十字电容。
可选的,所述第一控制操作对应的能够用于构建Transmon超导量子比特的元件为所述SQUID和所述交指十字电容。
可选的,所述构建模块,具体用于:
将所述第一控制操作对应的元件分别添加到所述第一电路结构对应的特定位置上,得到并以3D建模方式显示Transmon超导量子比特的第二电路结构,同时在所述第二电路结构上动态显示所述第二电路结构运行时的信号流向。
本申请的又一实施例提供了一种存储介质,所述存储介质中存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项中所述的方法。
本申请的又一实施例提供了一种电子装置,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项中所述的方法。
与现有技术相比,本发明提供一种Transmon超导量子比特的电路结构的构建方法,首先,在终端界面显示Transmon超导量子比特的第一电路结构、Transmon超导量子比特元件库;分别接收用户针对Transmon超导量子比特元件库中元件的第一控制操作;在第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,接收用户针对第一电路结构的第二控制操作;响应第二控制操作,基于第一电路结构和第一控制操作对应的元件,构建并显示Transmon超导量子比特的第二电路结构,从而实现用户交互体验超导量子计算机内部Transmon超导量子比特的构建过程,并展示电路结构逻辑,以加深用户对量子计算的理解,填补相关技术的空白。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种Transmon超导量子比特的电路结构的构建方法的计算机终端的硬件结构框图;
图2为本发明实施例提供的一种Transmon超导量子比特的电路结构的构建方法的流程示意图;
图3为本发明实施例提供的一种Transmon超导量子比特的电路结构的构建装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
量子计算作为前沿技术领域,社会公众和相关专业初学者对此了解有限,为用户提供在线演示、教育科普及模拟服务等方面的工作任重道远。超导量子系统是当前进展最快、最有希望实现量子计算的系统,对于能够实现量子计算的系统,首先需要构造一个性质优良的量子比特,超导系统中的量子比特由非简谐系统的两个最低能级组成。那么,这个超导系统的量子比特(超导量子比特)是如何构造的呢?为了使用户直观感受量子计算机的结构原理,本发明提供一种Transmon超导量子比特的电路结构的显示方法及装置,模拟展示物理量子计算机的内部结构和相关行为,并供用户进行交互体验,提高公众对于量子技术发展带来的深远重大影响的认知,起到科普教育的重要作用。
下面首先详细介绍一种Transmon超导量子比特的电路结构的显示方法,该方法可应用于电子设备,如移动终端,具体如手机、平板电脑;如计算机终端,具体如普通电脑、服务器集群等等。
下面以运行在计算机终端上为例对其进行详细说明。图1是本申请实施例的一种Transmon超导量子比特的电路结构的显示方法的计算机终端的硬件结构框图。如图1所示,计算机终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104,可选地,上述计算机终端还可以包括用于通信功能的传输装置106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解,图1所示的结构仅为示意,其并不对上述计算机终端的结构造成限定。例如,计算机终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件,或者具有与图1所示不同的配置。
存储器104可用于存储应用软件的软件程序以及模块,如本申请实施例中的Transmon超导量子比特的电路结构的显示方法对应的程序指令/模块,处理器102通过运行存储在存储器104内的软件程序以及模块,从而执行各种功能应用以及数据处理,即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器,还可包括非易失性存储器,如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中,存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输装置106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中,传输装置106包括一个网络适配器(Network Interface Controller,NIC),其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中,传输装置106可以为射频(Radio Frequency,RF)模块,其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
参见图2,图2为本发明实施例提供的一种Transmon超导量子比特的电路结构的构建方法的流程示意图,可以包括如下步骤:
S201,在终端界面显示Transmon超导量子比特的第一电路结构、Transmon超导量子比特元件库;
具体的,量子化的LC谐振电路是构造的基础,完整的电路结构通过电容和电感元件串联而成。本申请在终端界面初始化显示的第一电路结构,可以包括元件间的连接导线,不包括电感和电容。
本申请的第一电路结构的特定位置可设有两处,均处于断路空缺状态,供用户后续添加元件,学习体验Transmon超导量子比特的构造过程和构造原理。第一电路结构可以3D建模实现,进一步提升用户体验。
具体的,Transmon超导量子比特元件库包括但不限于:电感、约瑟夫森结、超导量子器件干涉仪SQUID、电容、交指十字电容。
其中,电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器,但只有一个绕组。电感器具有一定的电感,它只阻碍电流的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下,电路接通时它将试图阻碍电流流过它;如果电感器在有电流通过的状态下,电路断开时它将试图维持电流不变。
约瑟夫森结(Josephson junction)是构建超导量子比特的一种非线性元件。在介绍约瑟夫森结前,先介绍约瑟夫森结涉及的一些基本的概念:
超导体:又称为超导材料,指在某一温度下,电阻为零的导体。
绝缘体:又称为电介质。它们的电阻率极高。可以简单的将其理解为不容易导电的物体叫做绝缘体。这里需要注意的是:绝缘体和导体,没有绝对的界限。绝缘体在某些条件下可以转化为导体。
约瑟夫森结其实是一种由超导体-绝缘体-超导体构成的类似于三明治形的结构。当中间的绝缘层足够薄时,约瑟夫森结便能体现出不同于一般超导体或是绝缘体更加丰富的行为。
超导量子干涉仪(superconducting quantum interference device,SQUID)是由约瑟夫森结组成的闭环磁通可调装置,是一种能测量微弱磁信号的极其灵敏的仪器,就其功能而言是一种磁通传感器,不仅可以用来测量磁通量的变化,还可以测量能转换为磁通的其他物理量,如电压、电流、电阻、电感、磁感应强度、磁场梯度、磁化率等。在我们的生活中有着广泛的应用。
对于SQUID的原理:当外磁场的磁通量发生变化时,SQUID的等效电流也会发生周期性的变化,即SQUID相对于单个约瑟夫森结具有电流可控的特点,对应的SQUID的能量也是可调的。
电容:两个相互靠近的导体,中间夹一层不导电的绝缘介质,就构成了电容器。当电容器的两个极板之间加上电压时,电容器就会储存电荷。电容器在调谐、旁路、耦合、滤波等电路中起着重要的作用。
交指十字电容:结构与电容类似,但是芯片上Transmon超导量子比特的结构设计和电路耦合的关键元件。
S202,接收用户针对所述Transmon超导量子比特元件库中元件的第一控制操作;
具体的,在终端界面显示有Transmon超导量子比特元件库中的元件图标,一个图标对应表示一个元件,其本身也可作为功能按钮,供用户点击操作。其中,第一控制操作可以为针对元件图标的点击操作,表示元件被选中,可以通过颜色显示区分选中与未选中状态。
在第一电路结构的特定位置设为两处时,对应接收两次第一控制操作,表示选中两个元件。在实际应用中,在第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,还可以根据第一控制操作对应的元件,组成并显示Transmon超导量子比特的元件结构,可称为元件组。其中,能够用于构建Transmon超导量子比特的元件为SQUID和交指十字电容。
当用户点击的两个元件为SQUID和交指十字电容时,显示该元件组,表明用户选择的正确性;当用户点击其他元件时,即第一控制操作对应的元件不能够用于构造Transmon超导量子比特,则不显示相应元件组,而显示构建失败的提示信息,便于用户加深对Transmon超导量子比特的构造组成的理解,起到更好的科普学习作用。
另外,第一电路结构的特定位置也可设为一处,对应Transmon超导量子比特元件库中的元件可为组合元件,例如:电感&电容、约瑟夫森结&电容、SQUID&电容、电感&交指十字电容、约瑟夫森结&交指十字电容、SQUID&交指十字电容等等,用户点击任一组合元件,若为SQUID&交指十字电容,则显示SQUID&交指十字电容的元件组结构,表示能够用于构建Transmon超导量子比特,即后续将其添加到第一电路的特定位置。
S203,在所述第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,接收用户针对所述第一电路结构的第二控制操作;
其中,可以在终端界面相应区域设置合成功能按钮,第二控制操作可以为针对该合成功能按钮的点击操作。
S204,响应所述第二控制操作,基于所述第一电路结构和所述第一控制操作对应的元件,构建并显示Transmon超导量子比特的第二电路结构。
具体的,可以响应第二控制操作,将第一控制操作对应的元件分别添加到第一电路结构对应的特定位置上,得到并以3D建模方式显示Transmon超导量子比特的第二电路结构,同时在第二电路结构上动态显示第二电路结构运行时的信号流向。
示例性的,用户分别点击SQUID和交指十字电容元件,将该两个元件组成Transmon超导量子比特的元件结构(元件组)并显示,示意用户选择的元件能够构建Transmon超导量子比特。然后,用户点击合成功能按钮,接收并响应针对该合成功能按钮的点击操作,将第一电路结构的一特定位置处添加交指十字电容,另一特定位置处添加SQUID,同时动态显示电流信号沿元件及导线回路的流向,演示超导量子比特的工作原理。同样的,第二电路结构也可由3D建模实现并展示。
具体的,在实际应用中,还可以接收用户在终端界面上特定区域的第三控制操作;响应第三控制操作,显示针对Transmon超导量子比特的介绍信息。
其中,第三控制操作可以是针对预设按钮的点击操作,在接收到用户针对预设按钮的点击操作时,可以进行界面跳转,在新界面播放显示Transmon超导量子比特的介绍文本或视频。
具体的,在实际应用中,还可以接收用户针对第二电路结构或Transmon超导量子比特元件库中的元件的第四控制操作,根据第四控制操作显示对该元件的介绍信息。
其中,第四控制操作可以是触控长按、用户移动光标悬停在元件上等操作,此时,终端界面会显示针对该元件的介绍文本等信息,便于用户进一步了解超导量子比特的元件结构。
具体的,在实际应用中,还可以接收用户针对第二电路结构的放大或还原操作;响应放大或还原操作,对第二电路结构进行放大或还原显示,从不同角度直观展示量子比特的电路结构细节,加深对量子技术的理解。
实际上,量子化的LC谐振电路是构造的基础,通过常规电容和电感元件串联而成。为了使得用户了解超导量子比特的构造的原理性(从无到有的追溯过程),严格意义上,包括电感、电容的电路结构并非超导量子比特的电路结构,但由于其作为构造的原理起源,与真正的超导量子比特关联性极高,作为Transmon超导量子比特的关联电路结构,从用户学习的角度,具备很强的科普启示。
然而,LC谐振电路作为一个典型的谐振系统,它的所有相邻能级之间的能级差是完全相同的,无法从谐振系统本身选出两个孤立的能级0和1作为量子比特(因为当0跃迁到1时,1总会跃迁到新的能级2,从而造成信息的泄露)。谐振系统能极差的这种简并性可以通过引入非线性元件—约瑟夫森结来消除。
当用约瑟夫森结替换LC谐振电路中的电感后,这个量子系统就不再是简谐系统。它的能极差简并此时被消除,从而选择能量最低的两个能级作为量子比特的|0>和|1>,该种超导量子比特属于电荷量子比特。
但是,超导量子比特作为人工结构,不同量子比特的能级差不可避免的存在差异。要实现量子计算,不同量子比特之间的耦合是不可避免的。这就要求每个量子比特的能极差可调,而前面基于单个约瑟夫森结的结构中,能极差并不能调节。为实现这一目标,可以用两个相同的约瑟夫森结并联构成一个环路(即超导量子器件干涉仪,SQUID)来代替单个的约瑟夫森结,通过调整SQUID环路内的磁通就可以改变量子比特的能级差。
在目前超导量子计算中,使用最多且结构简单的是Transmon量子比特比特结构。Transmon结构是通过将电荷量子比特中的约瑟夫森结替换为SQUID后,在约瑟夫森结两端并联一个额外的接地电容,替换掉原常规电容,可以减小量子比特对电荷噪声的敏感性,提高相干的时间。同时,通过SQUID结构可以实现对不同量子比特能级差的调节,很好地实现对多量子比特的操控。
为了便于量子比特的耦合,可以将Transmon超导量子比特中的额外的接地电容改为十字形结构,即交指十字电容,使得后续近邻耦合以及量子比特的信息读取更为便捷,更具实用意义。
基于以上技术原理,将电容、电感、约瑟夫森结、SQUID、交指十字电容纳入Transmon超导量子比特元件库,意味着元件是相互关联而非独立选择的,体现了技术的进步性,便于用户和初学者更好了解和体验超导量子比特的构造过程,而该过程也是一个循序渐进的技术探索过程,能够达到更好的用户体验和技术科普效果,也是Transmon超导量子比特元件库中之所以包含上述元件的意义所在。
可见,在终端界面显示Transmon超导量子比特的第一电路结构、Transmon超导量子比特元件库;分别接收用户针对Transmon超导量子比特元件库中元件的第一控制操作;在第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,接收用户针对第一电路结构的第二控制操作;响应第二控制操作,基于第一电路结构和第一控制操作对应的元件,构建并显示Transmon超导量子比特的第二电路结构,从而实现用户交互体验超导量子计算机内部Transmon超导量子比特的构建过程,并展示电路结构逻辑,以加深用户对量子计算的理解,填补相关技术的空白。
参见图3,图3为本发明实施例提供的一种Transmon超导量子比特的电路结构的构建装置的结构示意图,与图2所示的流程相对应,可以包括:
第一显示模块301,用于在终端界面显示Transmon超导量子比特的第一电路结构、Transmon超导量子比特元件库;
第一接收模块302,接收用户针对所述Transmon超导量子比特元件库中元件的第一控制操作;
第二接收模块303,在所述第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,接收用户针对所述第一电路结构的第二控制操作;
构建模块304,用于响应所述第二控制操作,基于所述第一电路结构和所述第一控制操作对应的元件,构建并显示Transmon超导量子比特的第二电路结构。
具体的,还包括:
第二显示模块,用于在所述第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,根据所述第一控制操作对应的元件,组成并显示所述Transmon超导量子比特的元件结构。
具体的,还包括:
第三显示模块,用于在所述第一控制操作对应的元件不能够用于构造Transmon超导量子比特的情况下,显示构建失败的提示信息。
具体的,还包括:
第三接收模块,用于接收用户在所述终端界面上特定区域的第三控制操作;
第四显示模块,用于响应所述第三控制操作,显示针对所述Transmon超导量子比特的介绍信息。
具体的,还包括:
第五显示模块,用于接收用户针对所述第二电路结构或所述Transmon超导量子比特元件库中的元件的第四控制操作,根据所述第四控制操作显示对该元件的介绍信息。
具体的,还包括:
第四接收模块,用于接收用户针对所述第二电路结构的放大或还原操作;
第六显示模块,用于响应所述放大或还原操作,对所述第二电路结构进行放大或还原显示。
具体的,所述Transmon超导量子比特元件库包括以下元件:
电感、约瑟夫森结、超导量子器件干涉仪SQUID、电容、交指十字电容。
具体的,所述第一控制操作对应的能够用于构建Transmon超导量子比特的元件为所述SQUID和所述交指十字电容。
具体的,所述构建模块,具体用于:
将所述第一控制操作对应的元件分别添加到所述第一电路结构对应的特定位置上,得到并以3D建模方式显示Transmon超导量子比特的第二电路结构,同时在所述第二电路结构上动态显示所述第二电路结构运行时的信号流向。
可见,在终端界面显示Transmon超导量子比特的第一电路结构、Transmon超导量子比特元件库;分别接收用户针对Transmon超导量子比特元件库中元件的第一控制操作;在第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,接收用户针对第一电路结构的第二控制操作;响应第二控制操作,基于第一电路结构和第一控制操作对应的元件,构建并显示Transmon超导量子比特的第二电路结构,从而实现用户交互体验超导量子计算机内部Transmon超导量子比特的构建过程,并展示电路结构逻辑,以加深用户对量子计算的理解,填补相关技术的空白。
本发明实施例还一种存储介质,所述存储介质中存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
具体的,在本实施例中,上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序:
S1,在终端界面显示Transmon超导量子比特的第一电路结构、Transmon超导量子比特元件库;
S2,接收用户针对所述Transmon超导量子比特元件库中元件的第一控制操作;
S3,在所述第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,接收用户针对所述第一电路结构的第二控制操作;
S4,响应所述第二控制操作,基于所述第一电路结构和所述第一控制操作对应的元件,构建并显示Transmon超导量子比特的第二电路结构。
具体的,在本实施例中,上述存储介质可以包括但不限于:U盘、只读存储器(Read-Only Memory,简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
可见,在终端界面显示Transmon超导量子比特的第一电路结构、Transmon超导量子比特元件库;分别接收用户针对Transmon超导量子比特元件库中元件的第一控制操作;在第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,接收用户针对第一电路结构的第二控制操作;响应第二控制操作,基于第一电路结构和第一控制操作对应的元件,构建并显示Transmon超导量子比特的第二电路结构,从而实现用户交互体验超导量子计算机内部Transmon超导量子比特的构建过程,并展示电路结构逻辑,以加深用户对量子计算的理解,填补相关技术的空白。
本发明实施例还提供一种电子装置,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
具体的,上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备,其中,该传输设备和上述处理器连接,该输入输出设备和上述处理器连接。
具体的,在本实施例中,上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤:
S1,在终端界面显示Transmon超导量子比特的第一电路结构、Transmon超导量子比特元件库;
S2,接收用户针对所述Transmon超导量子比特元件库中元件的第一控制操作;
S3,在所述第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,接收用户针对所述第一电路结构的第二控制操作;
S4,响应所述第二控制操作,基于所述第一电路结构和所述第一控制操作对应的元件,构建并显示Transmon超导量子比特的第二电路结构。
可见,在终端界面显示Transmon超导量子比特的第一电路结构、Transmon超导量子比特元件库;分别接收用户针对Transmon超导量子比特元件库中元件的第一控制操作;在第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,接收用户针对第一电路结构的第二控制操作;响应第二控制操作,基于第一电路结构和第一控制操作对应的元件,构建并显示Transmon超导量子比特的第二电路结构,从而实现用户交互体验超导量子计算机内部Transmon超导量子比特的构建过程,并展示电路结构逻辑,以加深用户对量子计算的理解,填补相关技术的空白。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果,以上所述仅为本发明的较佳实施例,但本发明不以图面所示限定实施范围,凡是依照本发明的构想所作的改变,或修改为等同变化的等效实施例,仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时,均应在本发明的保护范围内。
Claims (12)
1.一种Transmon超导量子比特的电路结构的构建方法,其特征在于,包括:
在终端界面显示Transmon超导量子比特的第一电路结构、Transmon超导量子比特元件库;
接收用户针对所述Transmon超导量子比特元件库中元件的第一控制操作;
在所述第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,接收用户针对所述第一电路结构的第二控制操作;
响应所述第二控制操作,基于所述第一电路结构和所述第一控制操作对应的元件,构建并显示Transmon超导量子比特的第二电路结构。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
在所述第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,根据所述第一控制操作对应的元件,组成并显示所述Transmon超导量子比特的元件结构。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
在所述第一控制操作对应的元件不能够用于构造Transmon超导量子比特的情况下,显示构建失败的提示信息。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
接收用户在所述终端界面上特定区域的第三控制操作;
响应所述第三控制操作,显示针对所述Transmon超导量子比特的介绍信息。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
接收用户针对所述第二电路结构或所述Transmon超导量子比特元件库中的元件的第四控制操作,根据所述第四控制操作显示对该元件的介绍信息。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
接收用户针对所述第二电路结构的放大或还原操作;
响应所述放大或还原操作,对所述第二电路结构进行放大或还原显示。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述Transmon超导量子比特元件库包括以下元件:
电感、约瑟夫森结、超导量子器件干涉仪SQUID、电容、交指十字电容。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第一控制操作对应的能够用于构建Transmon超导量子比特的元件为所述SQUID和所述交指十字电容。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一电路结构和所述第一控制操作对应的元件,构建并显示Transmon超导量子比特的第二电路结构,包括:
将所述第一控制操作对应的元件分别添加到所述第一电路结构对应的特定位置上,得到并以3D建模方式显示Transmon超导量子比特的第二电路结构,同时在所述第二电路结构上动态显示所述第二电路结构运行时的信号流向。
10.一种Transmon超导量子比特的电路结构的构建装置,其特征在于,包括:
第一显示模块,用于在终端界面显示Transmon超导量子比特的第一电路结构、Transmon超导量子比特元件库;
第一接收模块,接收用户针对所述Transmon超导量子比特元件库中元件的第一控制操作;
第二接收模块,在所述第一控制操作对应的元件能够用于构建Transmon超导量子比特的情况下,接收用户针对所述第一电路结构的第二控制操作;
构建模块,用于响应所述第二控制操作,基于所述第一电路结构和所述第一控制操作对应的元件,构建并显示Transmon超导量子比特的第二电路结构。
11.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至9任一项中所述的方法。
12.一种电子装置,包括存储器和处理器,其特征在于,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至9任一项中所述的方法。
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