CN112444714B - 一种量子比特工作参数检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于芯片测试领域，具体公开了一种量子比特工作参数检测方法。所述量子比特设置于量子芯片上，所述量子比特包括相互耦合的量子比特探测器和量子比特装置，所述量子比特装置上设置有第一控制信号传输线和第二控制信号传输线；通过所述第一控制信号传输线施加单比特工作点电压的直流电压偏置信号，所述直流电压偏置信号设置为单比特工作点电压，并通过第二控制信号传输线施加量子比特调控信号，测量量子比特装置的频率初值；进而通过第一控制信号传输线施加单比特点工作电压，通过第二控制信号传输线施加频率等于所述频率初值的量子比特调控信号，并对所述量子比特调控信号做分解处理，检测所述量子芯片的弛豫时间和相干时间，提供了一种标准的检测方法。

Description

一种量子比特工作参数检测方法

技术领域

本发明属于芯片测试领域，特别是一种量子比特工作参数检测方法。

背景技术

量子芯片作为芯片的一种，是量子计算机的基本构成单元，是以量子态的叠加效应为原理，以量子比特为信息处理的载体的处理器，量子芯片内部至少具有一个量子比特。量子芯片主要包含超导量子芯片、半导体量子芯片、量子点芯片、离子阱及NV(金刚石)色心等。一个量子芯片上设置有多个量子比特。

量子比特的工作参数包括：工作频率、弛豫时间、相干时间；目前亟需一种用于检测量子比特工作参数的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种量子比特工作参数检测方法，以解决现有技术中的不足，它能够对量子比特的工作频率、弛豫时间、相干时间进行测量。

本发明采用的技术方案如下：

一种量子比特工作参数检测方法，适用于设置有多个量子比特的量子芯片，所述量子比特包括相互耦合的量子比特探测器和量子比特装置；所述量子比特探测器远离对应所述量子比特装置的一端均连接至集成设置在所述量子芯片上的一数据传输总线，所述数据传输总线用于接收量子比特读取信号和发射量子比特读取反馈信号；

所述量子比特装置上连接有第一控制信号传输线和第二控制信号传输线，所述第一控制信号传输线提供的第一控制信号包括直流电压偏置信号；所述第二控制信号传输线提供的第二控制信号包括量子比特调控信号；

其中，所述直流电压偏置信号用于控制所述量子比特装置的频率变化；所述量子比特调控信号用于控制所述量子比特装置的量子态变化；

所述方法包括：

针对待检测所述量子比特；

设置所述直流电压偏置信号为单比特工作点电压，设置所述量子比特读取信号的频率等于所述量子比特探测器的预设相干工作频率，并借助所述单比特工作点电压、该频率的所述量子比特读取信号、所述量子比特调控信号进行能谱实验，获得对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特装置的频率初值；

在以上设置的基础上，设置所述量子比特调控信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值，并借助该频率的所述量子比特调控信号、所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压、及对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特的弛豫时间和/或相干时间。

进一步的，所述设置所述直流电压偏置信号为单比特工作点电压，设置所述量子比特读取信号的频率等于所述量子比特探测器的预设相干工作频率，并借助该频率的所述量子比特读取信号、所述量子比特调控信号进行能谱实验，获得对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特装置的频率初值，具体包括：

同时施加所述直流电压偏置信号、所述量子比特读取信号以及具有第一预设频率范围第一量子比特调控信号；其中所述直流电压偏置信号设置为单比特工作点电压；

获得所述量子比特读取反馈信号随所述第一量子比特调控信号的变化曲线，并记为量子比特装置特征能谱曲线；

确定所述量子比特装置特征能谱曲线的峰值对应的频率，并记为所述量子比特装置的频率初值。

进一步的，所述第一预设频率范围覆盖所述量子芯片上的所有所述量子比特装置的预设工作频率范围。

进一步的，所述设置所述量子比特调控信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值，并借助该频率的所述量子比特调控信号、所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压、及对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特装置的弛豫时间，具体包括：

确定第一量子比特调控分解信号；其中，所述第一量子比特调控分解信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值，所述第一量子比特调控分解信号的幅度用于控制所述量子比特装置中量子态发生翻转；

施加所述量子比特读取信号、所述第一量子比特调控分解信号和所述单比特工作点电压；其中：所述量子比特读取信号具有不同的触发延时参数；

获得所述量子比特读取反馈信号随所述量子比特读取信号的所述触发延时参数的变化曲线，记为量子比特弛豫时间曲线；

根据所述量子比特弛豫时间曲线确定量子比特弛豫时间。

进一步的，所述根据所述量子比特弛豫时间曲线确定量子比特弛豫时间，具体包括：

对所述量子比特弛豫时间曲线进行衰减函数拟合，确定所述衰减函数的衰减系数为量子比特弛豫时间。

进一步的，所述确定第一量子比特调控分解信号具体包括：

设置具有幅度值参数的预设量子比特调控信号；其中，所述预设量子比特调控信号的所述幅度值参数为在幅度范围区间A呈等差数列递增的系列值；所述预设量子比特调控信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值；

施加所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压和所述预设量子比特调控信号时，获得所述量子比特读取反馈信号随所述预设量子比特调控信号的所述幅度值参数的变化曲线，记为Rabi实验振荡衰减曲线；

根据所述Rabi实验振荡衰减曲线确定第一次实现量子比特装置中量子态发生翻转的所述预设量子比特调控信号的幅度值参数具体值，记为π脉冲测量幅度值。

进一步的，所述确定第一量子比特调控分解信号还包括：

根据所述π脉冲测量幅度值和预设条件的比较调整所述预设量子比特调控信号的功率。

进一步的，若所述π脉冲测量幅度值位于所述幅度范围区间A的第一梯度，则提高所述预设量子比特调控信号的功率；

若所述π脉冲测量幅度值位于所述幅度范围区间A的第二梯度，则不做任何操作；

若所述π脉冲测量幅度值位于所述幅度范围区间A的第三梯度，则减小所述预设量子比特调控信号的功率。

进一步的，所述设置所述量子比特调控信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值，并借助该频率的所述量子比特调控信号、所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压、及对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特装置的相干时间，具体包括：

确定两个具有间隔延时参数的第二量子比特调控分解信号；其中，所述第二量子比特调控分解信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值，所述第二量子比特调控分解信号的幅度等于控制所述量子比特装置中量子态发生翻转变化的所需要的量子比特调控分解信号的幅度的一半；

在施加所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压的时候，依次施加具有间隔延时参数的两个所述第二量子比特调控分解信号；

获得所述量子比特读取反馈信号随两个所述第二量子比特调控分解信号之间的所述间隔延时参数的变化曲线，记为量子比特相干时间曲线；

根据所述量子比特相干时间曲线确定量子比特相干时间。

进一步的，所述根据所述量子比特相干时间曲线确定量子比特相干时间，具体包括：

对所述量子比特相干时间曲线进行振荡衰减函数拟合，确定所述振荡衰减函数的衰减系数为量子比特相干时间。

与现有技术相比，本发明所述量子比特上设置有第一控制信号传输线和第二控制信号传输线；通过所述第一控制信号传输线施加单比特工作点电压的直流电压偏置信号，并通过第二控制信号传输线施加量子比特调控信号，测量量子比特装置的频率初值，进而通过第一控制信号先施加单比特点工作电压，通过第二控制信号传输线施加频率等于所述频率初值的量子比特调控信号，并对所述量子比特调控信号做分解处理得到第一量子比特调控分解信号和第二量子比特调控分解信号，并借助所述第一量子比特调控分解信号检测所述量子芯片的弛豫时间；借助所述二量子比特调控分解信号检测所述量子芯片的相干时间，本发明提供了一种量子比特装置工作参数的标准检测方法。

附图说明

图1是本发明量子芯片内部结构组成图；

图2是本发明一种量子比特工作参数检测流程图；

图3是本发明表示量子态的布洛赫球示意图；

图4是本发明量子比特装置特征能谱曲线；

图5是本发明Rabi实验振荡衰减曲线示意图；

图6是本发明弛豫时间测试时量子比特装置的量子态在Z轴投影的变化轨迹图；

图7是本发明弛豫时间曲线示意图；

图8是本发明相干时间曲线示意图。

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。

本发明的实施例1提供了一种量子比特工作参数检测方法，如图1所示，适用于设置多个量子比特的量子芯片上，所述量子比特包括相互耦合的量子比特探测器和量子比特装置；所述量子比特探测器远离对应所述量子比特装置的一端均连接至集成设置在所述量子芯片上的一数据传输总线，所述数据传输总线用于接收量子比特读取信号和发射量子比特读取反馈信号；所述量子比特装置上连接有第一控制信号传输线和第二控制信号传输线，所述第一控制信号传输线提供的第一控制信号包括直流电压偏置信号，所述第二控制信号传输线提供的第二信号包括量子比特调控信号；其中，所述直流电压偏置信号用于控制所述量子比特装置的频率变化；所述量子比特调控信号用于控制所述量子比特装置的量子态变化。

如图2所示，针对待检测所述量子比特，所述检测方法包括：

步骤S101：设置所述直流电压偏置信号的大小为单比特工作点电压，设置所述量子比特读取信号的频率等于所述量子比特探测器的预设相干工作频率，并借助所述单比特工作点电压、该频率的所述量子比特读取信号、所述量子比特调控信号进行能谱实验，获得对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特装置的频率初值。

具体的，所述量子比特读取信号的信号源由硬件设备提供，包括但不限于矢量网络分析仪、射频信号发生器等，并从所述数据传输总线一端进入所述量子芯片，并进入每一个所述量子比特中相互耦合连接的所述量子比特探测器和所述量子比特装置，通过所述量子比特探测器和所述量子比特装置之间的有效耦合作用，得到反映所述量子比特装置相关信息的所述量子比特读取反馈信号，所述量子比特读取反馈信号从所述数据传输总线另一端输出至信号采集设备，所述信号采集设备包括但不限于网络分析仪、信号采集卡等。通过对所述信号采集设备采集的信号的处理进而获得所述量子比特装置相关信息。

需要说明的是，本发明实施例中，需要不断的通过第一控制信号传输线和第二控制信号传输线给所述量子比特装置提供信号，通过所述量子比特探测器测量所述量子比特装置的相关信息，因此所述量子比特装置和所述量子比特探测器需要一直工作在有效耦合模式。即所述量子比特读取信号的功率一直需要设置为低功率。在本发明实施例中，所述量子比特读取信号的功率设置为第一功率，其中所述第一功率的值可以为-40dBm、-30dBm等一系列低功率值。

除了设定所述量子比特读取信号的功率，还要对所述量子比特读取信号的频率进行设定。由于所述量子比特读取信号是通过所述数据传输总线进入所述量子比特探测器，通过所述量子比特探测器和所述量子比特装置之间的有效耦合，测量所述量子比特装置的相关信息，所述量子比特装置的相关信息在有效耦合模式下改变了所述量子比特探测器的频率，所述量子比特读取反馈信号反应的是所述量子比特探测器的频率变化值；因此，需要将所述量子比特读取信号的频率设置等于或非常接近所述量子比特探测器的预设相干工作频率，确保所述量子比特探测器可以最大程度的读取所述量子比特装置的相关信息。

其中：所述有效耦合模式是指施加的所述量子比特信号的功率为低功率时，所述量子比特探测器和量子比特装置之间有效耦合；具体表现为：所述量子比特探测器和所述量子比特装置之间不仅可以进行量子态和量子信息的有效传递，且同时，所述量子比特探测器相关信息会因所述量子比特装置的不同量子态和/或不同量子信息表现出差异，且同时，利用所述量子比特探测器相关信息因所述量子比特装置相关信息中不同量子态和/或不同量子信息的差异，能够有效地获取所述量子比特装置相关信息。

具体的，所述量子比特装置的相关信息是由施加的控制信号决定的，即所述量子比特装置上连接的第一控制信号传输线上施加的所述直流电压偏置信号以及第二控制信号传输线上施加的所述量子比特调控信号。

其中，通过所述第一控制信号传输线向所述量子比特装置施加所述直流电压偏置信号，具体操作的时候，采用电压源通过所述第一控制信号传输线给所述量子比特装置施加直流电压偏置信号，所述电压源包括但不限于直流电压源等。

所述直流电压偏置信号可以是个固定电压值，也可以是一系列预设固定值，即有取值参数的所述直流电压偏置信号，而取值参数为一系列预设固定值，需要说明的是，由于所述直流电压偏置信号的电压值能控制所述量子比特装置的工作频率变化，当施加的直流电压偏置信号的电压值能够使得所述量子比特装置的工作频率为施加单比特量子逻辑门操作对应的频率值，对应的直流电压偏置信号为单比特工作点电压。可以理解的是，每个量子比特装置均有对应的单比特工作点频率、单比特工作点电压、两比特工作点频率、两比特工作点电压。

在本实施例中测量所述量子比特装置的频率初值的过程中，直流电压偏置信号设置为单比特工作点电压，即直流电压偏置信号大小设置为单比特工作点电压值。

通过所述第二控制信号传输线向所述量子比特装置施加所述量子比特调控信号，具体操作的时候，采用微波信号发生器通过所述第二控制信号传输线给所述量子比特装置施加所述量子比特调控信号。需要说明的是，由于所述量子比特调控信号能控制所述量子比特装置的量子态变化，因此在设定所述量子比特调控信号的参数时，需要根据待测量的参数确定。

具体而言，所述量子比特调控信号的参数包括幅度、频率、相位参数。所述量子比特调控信号的幅度值可以影响所述量子比特装置中量子态的位移变化距离；所述量子比特调控信号的相位值可以影响所述量子比特装置中量子态位移的方向。

需要特别是说明的是，所述量子比特装置的频率指的是所述量子比特装置中量子态在基态和激发态之间的能级跃迁频率，只有当所述量子比特调控信号的频率等于或者接近所述量子比特装置的工作频率时，所述量子比特装置与所述量子比特调控信号产生共振效应，进而实现通过所述第二信号控制线施加所述量子比特调控信号控制所述量子比特装置的量子态的跃迁效果，当所述量子比特调控信号的频率与所述量子比特装置的工作频率差别很大时，所述量子比特装置中量子态不会响应所述量子比特调控信号，即失去了通过所述量子比特调控信号控制所述量子比特装置中量子态的目的。

为了更直观的描述所述量子比特调控信号对所述量子比特装置中量子态的影响，请参照图3所示。图3所示的布洛赫球(Bloch球)可以用于直观的显示量子比特的量子态信息。所述量子比特的量子态包括基态、激发态以及叠加态。其中，基态和激发态都称之为本征态；所述布洛赫球的Z轴上端点定义为基态，Z轴下端点定义为激发态；所述布洛赫球上除了基态和激发态两个端点的任意一点都可以表示为量子比特的量子态的叠加态。

其中，图中的角度θ代表的是所述量子态与Z轴正方向的夹角，也可用于计算量子态围绕XY平面任一旋转轴的旋转位移，该旋转位移受所述第二控制信号传输线上施加的所述量子比特调控信号的幅度控制，其中，该幅度是时间的函数。因此量子态的旋转位移随幅度随时间的积分呈周期性变化；在布洛赫球上，所述量子比特的量子态可以从基态翻转到激发态，对应的角度θ为180度。该过程对应的所述量子比特调控信号可以称之为π脉冲量子比特调控信号，所述π脉冲量子比特调控信号可以实现所述量子比特装置的量子态的180度翻转。

需要特别说明的是，所述π脉冲量子比特调控信号可以实现所述量子比特装置的量子态的翻转，并不仅仅包括上述的量子态从基态转到激发态的过程；反之，当量子态从激发态转换到基态的过程中，角度θ达到180度，也可以称之为量子态的180度翻转。

同时，通过图3中所示的布洛赫球，可以直观的发现所述量子态的翻转不仅仅包括所述量子态从基态到激发态之间即布洛赫球上两个端点之间翻转，也包括量子态在布洛赫球上任意一个叠加态，受到所述量子比特调控信号的调控沿着XY平面的任一旋转轴旋转180度。

其中，通过定义所述π脉冲量子比特调控信号可以实现量子态沿着XY平面的任一旋转轴旋转180度，还可以衍生出π/2脉冲量子比特调控信号、π/4脉冲量子比特调控信号、π/8脉冲量子比特调控信号等。所述π/2、π/4、π/8的角度值即量子态沿着旋转轴旋转的角度。

请继续如图3所示，当所述量子比特调控信号的幅度决定量子态沿着XY平面内的一个旋转轴进行位移变化。而所述量子比特调控信号的相位值决定所述量子态运动的旋转轴。反应到布洛赫球上，所述量子比特调控信号的相位值决定的就是角度φ值，φ值表示的是所述量子比特装置的量子态旋转的轴与X轴正向的夹角，所述角度φ可以是0-360度以内的任意值。

通过上述对示意图3的说明，可以发现，当角度θ和夹角φ确定的时候，量子态的运动轨迹就可以确定了。即当所述量子比特调控信号的频率值等于或者接近所述量子比特的工作频率时，通过控制所述量子比特调控信号的功率和相位，可以实现所述量子比特装置中的量子态沿着预设方向移动预设的位移。达到通过所述量子比特调控信号改变所述量子比特装置中量子态的信息。

具体的，所述量子比特调控信号可以下列表达式形容：

F＝A(t)cos(wt+φ)

上述公式中，A(t)代表所述量子比特调控信号的幅度；φ代表所述量子比特调控信号的相位。所述量子比特调控信号的幅度和相位均可以通过所述微波源设备进行设定。在本发明实施例中，所述量子比特调控信号的功率设置为第二功率，其中，所述第二功率预设为-20dBm，需要特别说明的是，所述-20dBm只是预设的功率值，也可以预设为其他功率值。所述量子比特调控信号的第二功率值在进行量子比特的弛豫时间和相干时间检测时需要进行修正的。

其中，所述量子比特读取反馈信号反应的是所述量子比特探测器对所述量子比特读取信号的响应信息，具体而言，反应的是所述量子比特探测器的预设相干工作频率的色散漂移值的变化。而所述量子比特探测器的频率色散漂移值的变化是因为所述量子比特装置的频率信息和/或量子态信息发生了变化。所述量子比特装置的频率信息是由所述第一控制信号传输线施加的所述直流电压偏置信号控制的；所述量子态信息是由所述第二控制信号传输线施加的所述量子比特调控信号控制的。

因此当需要测量所述量子比特的工作参数的时候，需要通过所述数据传输总线施加所述量子比特读取信号、通过所述第一控制信号传输线施加所述直流电压偏置信号、通过所述第二控制信号传输线施加所述量子比特调控信号，并且在所述数据传输总线上接收所述量子比特读取反馈信号，通过对所述量子比特读取反馈信号的处理，获得所述量子比特的工作参数。针对不同的待测工作参数，需要施加的读取信号、控制信号也不同。

在具体操作的时候，步骤S101检测所述量子比特装置的频率初值具体包括：

步骤S101-1：同时施加大小等于单比特工作点电压值的所述直流电压偏置信号、所述量子比特读取信号以及第一量子比特调控信号。

其中，所述第一控制信号传输线借助电压源给所述量子比特装置提供大小等于单比特工作点电压的所述直流电压偏置信号，该所述直流电压偏置信号进入所述量子比特装置，可以使得所述量子比特装置工作在单比特工作点频率处，以保证所述量子比特探测器与所述量子比特装置的有效耦合作用，使得所述量子比特探测器的预设相干工作频率也发生变化。通过所述量子比特读取反馈信号测量所述量子比特探测器的相关信息变化。

具体的，当所述量子比特读取信号的频率值设定为相干工作频率，通过所述第一控制信号传输线给所述量子比特装置提供所述直流电压偏置信号确定所述量子比特装置的工作频率，进而通过所述第二控制信号传输线给所述量子比特装置提供设定有第一预设频率范围的第一量子比特调控信号，所述第一量子比特调控信号可以改变所述量子比特装置中的量子态信息，在所述第一预设频率范围内测量所述量子比特读取反馈信号的变化，最终通过所述量子比特读取反馈信号测量所述量子比特装置的频率信息。

其中，所述第一预设频率范围，是指在预设的频率范围内进行扫描，扫描所述量子比特装置的频率变化信息，因此所述第一预设频率范围必须覆盖所述量子比特的预设工作频率范围。

需要特别说明的是，确定所述单比特工作点电压的方法具体包括：

步骤S101-1-1：同时施加所述量子比特读取信号、所述直流电压偏置信号、所述量子比特调控信号并通过能谱实验获得对应的所述量子比特读取反馈信号。

具体的，所述直流电压偏置信号是具有取值参数的电压信号；所述量子比特调控信号的频率设置为覆盖各所述量子比特装置工作频率的范围频率段。在具体操作时，施加的所述直流电压偏置信号每取一个固定值，均测量一次所述量子比特读取反馈信号。

在实际操作时，所述直流电压偏置信号具有若干取值参数，当所述直流电压偏置信号的取值参数的电压值依次施加一遍，可以获得与取值参数对应个数的所述量子比特装置的频率值，即获得所述量子比特装置的频率值随所述直流电压偏置信号的响应关系。所述响应关系可以用以下公式描述：

上述公式中，f(V)代表的是所述量子比特装置的频率、V_flux代表的是所述直流电压偏置信号的电压值。A、B、a、b、d均为常数。

步骤S101-1-2：通过所述量子比特读取反馈信号对所述直流电压偏置信号的变化关系，确定单比特工作点电压。

具体的，步骤S101-1-1获得的所述量子比特装置的频率值随所述直流电压偏置信号的响应关系，通过所述响应关系选取所述单比特工作点电压。

步骤S101-2：获得所述量子比特读取反馈信号随所述第一量子比特调控信号的变化曲线，并记为量子比特装置特征能谱曲线。

其中，在通过所述第一控制信号传输线施加任意单比特工作点的所述直流电压偏置信号时，同时通过所述第二控制信号传输线给所述量子比特装置提供设定有第一预设频率范围的所述量子比特调控信号，会使得所述量子比特装置的量子态发生变化，即此时通过所述量子比特读取反馈信号读出的所述量子比特探测器的频率变化，是由于所述量子比特装置中量子态的变化而引起的。通过所述量子比特装置中量子态的变化对所述量子比特读取反馈的影响，可以测量出所述量子比特装置的频率信息。这个测量过程可以称之为量子比特装置频率能谱实验。

在进行测量时，需要测量出所述量子比特反馈信号随着所述第一预设频率范围值变化的曲线，即所述量子比特探测器的频率随着所述第一预设频率范围值的变化的曲线；此曲线记为量子比特装置特征能谱曲线。

步骤S101-3：确定所述量子比特装置特征能谱曲线的峰值对应的频率，并记为所述量子比特装置的频率初值；

具体的，通过所述第一控制信号传输线施加所述单比特工作点电压时，测量所述量子比特读取反馈信号随着所述量子比特调控信号的频率的变化曲线。当所述量子比特调控信号的频率等于所述量子比特装置的频率时，所述量子比特装置的响应效果最明显，此时测量出的所述量子比特装置特征能谱曲线中的信号峰的波峰对应的频率，即所述量子比特装置的频率，记为所述量子比特装置的频率初值。

步骤S102：设置所述量子比特调控信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值，并借助该频率的所述量子比特调控信号、所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压、及对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特的弛豫时间和/或相干时间。

具体的，所述量子比特的弛豫时间，是指所述量子比特装置中的量子态从激发态转变到基态所需要的时间；所述量子比特相干时间，是指量子比特装置中的量子态的相位从一个确定值完全变为随机数的过程。在对所述量子芯片进行量子运算或者量子逻辑门操作时，均需要在弛豫时间或相干时间两者之间相对较短的时间之内完成。因此弛豫时间和相干时间是衡量量子芯片工作性能的重要指标。

对所述量子芯片的弛豫时间进行检测时，需要施加所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压、以及一个频率等于所述量子比特装置的频率初值的所述量子比特调控信号，且所述该频率的量子比特调控信号的功率可以使得所述量子比特装置的量子态从基态转变到激发态，即施加一个所述π脉冲量子比特调控信号；进而施加一个具有固定触发延时值的所述量子比特读取信号，实时读取所述量子比特装置中量子态的变化，并通过所述量子比特读取反馈信号分析所述量子比特装置中量子态的变化信息；所述量子比特装置中的量子态因为控制信号或其他电磁噪声的影响会从激发态衰减到基态，因此通过所述量子比特读取反馈信号读取到的所述量子比特装置中的量子态信息，会随着所述量子比特读取信号的固定触发延时值的变化而变化，最终衰减到基态。通过所述量子比特读取信号的固定触发延时值，测量所述量子比特弛豫时间。

对所述量子芯片的相干时间进行检测时，需要施加所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压、以及两次所述量子比特调控信号，且两次施加所述量子比特调控信号中间有时间间隔；第一次施加的所述量子比特调控信号可以使得所述量子比特装置的量子态处于一种叠加态；当停止施加所述量子比特调控信号时，随着时间的推移，所述量子比特装置中的量子态会在空间演化，相位变化为一随机数，反映为量子态变化为布洛赫球表面或者内部的一点，因此在第二次施加的所述量子比特调控信号，所述量子比特装置的量子态再次跃迁至布洛赫球表面或者内部一点。通过所述量子比特读取反馈信号，测量第二次施加所述量子比特调控信号之后所述量子比特装置中的量子态信息，并依据测量的所述量子比特装置中的量子态信息与所述时间间隔，确定所述量子比特装置的相干时间。

在具体的操作的时候，借助所述量子比特调控信号、所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压、及对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特装置的弛豫时间，具体包括：

步骤S102-1：确定第一量子比特调控分解信号。

其中，所述第一量子比特调控分解信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值，所述第一量子比特调控分解信号的幅度用于控制所述量子比特装置中量子态发生翻转；

具体的，所述第一量子比特调控分解信号即所述π脉冲量子比特调控信号，所述第一量子比特调控分解信号可以使得所述量子比特装置中量子态翻转180度，本实施例中采用的是从基态翻转到激发态或者从激发态翻转到基态。

确定所述第一量子比特调控分解信号，具体包括：

步骤S102-1-1：设置具有幅度值参数的预设量子比特调控信号。

具体的，在本发明实施例中，所述量子比特调控信号的频率一直设置为所述量子比特装置的频率初值，可以使得所述量子比特调控信号对所述量子比特装置的量子态的调控效果最大化；所述量子比特调控信号的功率一直设置为所述第二功率，所述第二功率的值决定所述预设量子比特调控信号的幅度值。将所述预设量子比特调控信号按照幅度系数在幅度区间A呈等差数列递增的方式设置。

其中，所述幅度区间A定义为0-1；需要特别说明的是，0-1实际上值归一化的定义，0对应的是所述幅度可设置的最小值；1对应的是所述幅度可设置的最大值。所述幅度系数按照0.01的步进值呈等差数列递增的形式设置，可以获得100个具有固定幅度系数的预设量子比特调控子信号。

步骤S102-1-2：施加所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压和所述预设量子比特调控子信号时，获得所述量子比特读取反馈信号随所述预设量子比特调控子信号的所述幅度系数的变化曲线，记为Rabi实验振荡衰减曲线。

具体的，在依次施加预设幅度系数的所述预设量子比特调控子信号的时候，同时通过所述数据传输总线施加所述量子比特读取信号、通过所述第一控制信号传输线施加所述单比特工作点电压，分别测量对应的所述量子比特读取反馈信号，得到所述量子比特读取反馈信号随所述预设量子比特调控子信号的幅度系数的变化曲线，并将所述曲线记为Rabi实验振荡衰减曲线。其中，Rabi实验振荡衰减曲线如图5所示。

步骤S102-1-3：根据所述Rabi实验振荡衰减曲线确定第一次实现量子比特装置中量子态发生翻转的所述预设量子比特调控子信号的幅度系数具体值，记为π脉冲测量幅度值。

具体的，如图5所示，通过所述Rabi实验振荡衰减曲线将振荡波形的第一个半周期对应的所述预设量子比特调控子信号的幅度系数读取出来，并且需要对所述幅度系数进行判断，找到能实现所述量子比特装置中量子态发生180翻转的所述预设量子比特调控子信号，即所述第一量子比特调控分解信号。需要说明的是，Rabi实验振荡衰减曲线作为一个振荡曲线，具有振荡周期，上述第一个半周期即第一个振荡周期的一半。

所述弛豫时间是指所述量子比特装置中量子态由激发态转换到基态需要的时间，因此在测量弛豫时间时，首先要保证所述量子比特装置中量子态先处于激发态。为了使得所述量子比特装置中量子态可以在最短时间内到达激发态，优选施加的量子比特调控信号一定要是π脉冲量子比特调控信号。

步骤S102-1-4：根据所述预设量子比特调控子信号幅度系数和预设条件的比较调整所述预设量子比特调控信号的功率。

具体的，当通过所述Rabi实验振荡衰减曲线将振荡波形的第一个半周期对应的所述预设量子比特调控信号的幅度系数读取出来时，需要将所述幅度系数与预设条件进行对比。可以通过调整所述预设量子比特调控信号的功率，使得读取到的所述振荡波形的第一个半周期对应的所述幅度系数达到预设条件。

其中，通过调整所述预设量子比特调控信号的功率，使得读取到的所述振荡波形的第一个半周期对应的所述幅度系数达到预设条件，具体包括：

a：若所述幅度系数位于所述幅度范围区间A的第一梯度，则提高所述预设量子比特调控信号的功率；

b：若所述幅度系数位于所述幅度范围区间A的第二梯度，则不作任何操作；

c：若所述幅度系数位于所述幅度范围区间A的第三梯度，则降低所述预设量子比特调控信号的功率。

具体的，所述第一梯度定义为所述幅度范围区间A的0.95-+∞；所述第二梯度定义为所述幅度范围区间A的0.7-0.95；所述第三梯度定义为所述幅度范围区间A的-∞-0.7。

在本发明具体实施时，所述预设条件的幅度系数定义为所述幅度范围区间A的第二梯度。当获取的所述量子比特调控子信号的幅度系数在所述第二梯度，则将该所幅度系数对应的所述量子比特调控子信号定义为所述第一量子比特调控分解信号。

当获得所述量子比特调控子信号的幅度系数在所述第一梯度，则提高所述预设量子比特调控信号的功率，然后重复步骤S102-1，直至获得的所述量子比特调控子信号的幅度系数达到预设的所述幅度范围区间A的第二梯度。并将该所幅度系数对应的所述量子比特调控子信号定义所述第一量子比特调控分解信号。

当获得所述量子比特调控子信号的幅度系数在所述第三梯度，则减小所述预设量子比特调控信号的功率，然后重复步骤S102-1，直至获得的所述量子比特调控子信号的幅度系数达到预设的所述幅度范围区间A的第二梯度。并将该所幅度系数对应的所述量子比特调控子信号定义为所述第一量子比特调控分解信号。

通过对获得的所述量子比特调控子信号的幅度系数与预设条件进行对比并适当调整，获得所述第一量子比特调控分解信号，便于进行后续的弛豫时间和相干时间的测试。

步骤S102-2：施加所述量子比特读取信号、所述第一量子比特调控分解信号和所述单比特工作点电压。

具体的，通过所述第一控制信号传输线向所述量子比特装置施加所述单比特工作点电压，使得所述量子比特装置工作在预设的频率初值；然后通过所述第二控制信号传输线向所述量子比特装置施加频率等于所述频率初值的所述量子比特调控分解信号，使得所述量子比特装置中量子态发生180度翻转。

由于所述量子比特存在相干性影响，使得所述量子比特装置中的量子态会随着时间的推移，逐步从激发态衰减到基态。因此通过所述传输总线施加具有不同触发延时参数的所述量子比特读取信号，并通过所述量子比特探测器读取反馈信号，测量所述量子比特装置中量子态的变化。

步骤S102-3：获得所述量子比特读取反馈信号随所述量子比特读取信号的触发延时参数的变化曲线，记为量子比特弛豫时间曲线。

如图6所示，以布洛赫球的YZ平面作为投影区，获得所述量子态的位置相对于Z轴上的投影点随着所述触发延时参数的变化。

具体的，由于所述量子比特存在相干性影响，使得所述量子比特装置中的量子态会随着时间的推移，逐步从激发态衰减到基态。因此通过所述量子比特读取反馈信号测量的所述量子比特装置的量子态的信息在布洛赫球上的Z轴投影会逐渐趋于Z轴正半轴。

需要特别说明的是，图6显示的是所述量子比特装置的量子态的位置变化规律，并不能表示实际测量的所述量子比特装置中量子态的具体信息。所述量子比特装置中量子态的具体信息测量，需要通过施加所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压、所述第一量子比特调控分解信号，即对应的所述量子比特读取反馈信号测量的，是一系列数据，所述量子比特装置中量子态信息会随着所述量子比特读取信号的触发延时值变化，将所述量子态信息与所述触发延时值拟合成量子比特弛豫时间曲线，具体拟合公式为：

Y＝A+B*exp(-T/T1)

拟合结果如图7所示。其中，图7中每个圆点都代表一个数据，即每个所述触发延时值对应的通过所述量子比特读取反馈信号测量的所述量子比特装置中量子态的信息。

步骤S102-4：根据所述量子比特弛豫时间曲线确定量子比特弛豫时间。

具体的，如图7所示，对所述量子比特弛豫时间曲线进行衰减函数拟合，将一系列数据点拟合成一条指数衰减曲线，拟合得到的所述衰减函数的衰减系数即为量子比特弛豫时间参数T1。

步骤S103：设置所述量子比特调控信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值，并借助该频率的所述量子比特调控信号、所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压、及对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特装置的相干时间。

具体的，所述相干时间是指所述量子比特装置中量子态的相位从一个确定值完全变为随机数的过程，因此在进行量子信息以及进行量子逻辑运算时，均需要在所述量子比特的相干时间之内进行。

具体测量所述量子比特的相干时间时，需要先施加一个量子比特调控信号使得所述量子比特的量子态处于叠加态，进而停止施加所述量子比特调控信号，所述量子比特的量子态的相位由于退相干性影响会随着时间的推移而失去相关性，通过第二次施加所述量子比特调控信号、所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压，借助对应的所述量子比特读取反馈信号测量随着时间的推移，所述量子比特装置中量子态的变化信息，测量相干时间。

将所述第一量子比特调控分解信号按照幅度等分为两半，并预设时间间隔，采取先后的顺序施加在所述第二控制信号传输线上。在理想情况下，当所述量子比特不存在相干性的影响情况下，不管预设时间间隔多长，所述量子态都会从基态翻转到激发态。在实际操作过程中，由于存在相干性，当施加所述π/2脉冲量子比特调控信号之后，所述量子比特装置中量子态在布洛赫球的赤道线上进行自旋演化，并在自旋过程中，量子态的相位会逐渐退相干；当第二次施加所述π/2脉冲量子比特调控信号之后，量子态已经无法为位移到激发态；随着预设时间间隔越长，在第二次施加所述π/2脉冲量子比特调控信号之后，量子态的最终位置偏离激发态越远。

具体的，并借助该频率的所述量子比特调控信号、所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压、及对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特装置的相干时间的步骤，具体包括：

步骤S103-1：确定两个具有间隔延时参数的第二量子比特调控分解信号。

具体的，所述第二量子比特调控分解信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值，所述第二量子比特调控分解信号的幅度等于控制所述量子比特装置中量子态发生翻转变化的幅度的一半，即π/2脉冲量子比特调控信号，可以使得所述量子比特装置中量子态沿着旋转轴旋转90度位移距离，即所述第二量子比特调控分解信号的幅度等于所述第一量子比特调控分解信号的幅度的一半。因此在进行相干时间测试时，可以直接调用弛豫时间测试中得到的所述第一量子比特调控分解信号，对信号幅度进行调整即可。有效的避免了重复进行Rabi实验，提高测试效率。

其中，预设时间间隔，在预设时间间隔前后分别施加所述第二量子比特调控分解信号。具体操作时，先通过所述第二控制信号传输线施加所述第二量子比特调控分解信号，然后停止施加所述第二量子比特调控分解信号，在预设时间间隔之后，第二次通过所述第二控制信号传输线施加所述第二量子比特调控分解信号。

步骤S103-2：在施加所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压的时候，依次施加具有间隔延时参数的两个所述第二量子比特调控分解信号。

具体的，先通过所述第二控制信号传输线施加所述第二量子比特调控分解信号、通过所述第一信号传输线施加所述单比特工作点电压，然后停止施加所述第二量子比特调控分解信号，在预设时间间隔之后，第二次通过所述第二控制信号传输线施加所述第二量子比特调控分解信号、以及通过所述数据传输总线施加所述量子比特读取信号，并从所述数据传输总线上接收所述量子比特读取反馈信号，通过所述量子比特读取反馈信号，分析所述量子比特装置中量子态的相关信息。

步骤S103-3：获得所述量子比特读取反馈信号随两个所述第二量子比特调控分解信号之间的所述间隔延时参数的变化曲线，记为量子比特相干时间曲线。

具体的，从所述数据传输总线上接收所述量子比特读取反馈信号，通过所述量子比特读取反馈信号，分析所述量子比特装置中量子态的相关信息。其中，所述量子比特相干时间曲线如图8所示。图8中每个圆点都代表一个数据，即每个预设时间间隔对应的通过所述量子比特读取反馈信号测量的所述量子比特装置中量子态的信息。

步骤S103-4：根据所述量子比特相干时间曲线确定量子比特相干时间。

具体的，将一系列数据点进行振荡衰减函数拟合，确定所述振荡衰减函数的衰减系数为量子比特相干时间参数T2^*。

实施例2

下面以对6比特量子芯片执行上述的量子比特工作参数确定方法为例展开具体阐述。其中6个量子比特探测器的预设相干工作频率依次设置在6.35GHz、6.4GHz、6.45GHz、6.5GHz、6.55GHz、6.6GHz，6个量子比特装置的工作频率在4GHz-6GHz，因此第一所述预设频率范围设置在4GHz-6GHz，能有效的测量出量子比特装置的频率初值，以及所述量子比特装置的频率初值对应的单比特工作电压。而在本量子芯片中，提供量子比特读取信号的信号源输出第一功率设置为-30dBm左右功率的时候，通过量子芯片测试线路达到量子芯片中的数据传输总线并输送到量子比特探测器时，量子比特装置和量子比特探测器之间达到有效耦合的工作状态，能够进行量子比特装置的频率信息和量子态信息的传递；提供量子比特调控信号的信号源输出第二功率设置为-20dBm；所述量子比特调控信号的频率设定为待测的所述量子比特装置的频率初值。

其中，6个所述量子比特装置上均设置有第一控制信号传输线和第二控制信号传输线；所述第一控制信号传输线上提供直流电压偏置信号，用于控制所述量子比特装置的工作频率变化；所述第二控制信号传输线上提供量子比特调控信号，用于控制所述量子比特装置量子态变化。

针对该6比特量子芯片的工作参数确定方法具体包括:

以第一量子比特为待测目标为例；

步骤201：设置所述直流电压偏置信号的大小为单比特工作点电压，设置所述量子比特读取信号的频率等于所述量子比特探测器的预设相干工作频率，并借助所述单比特工作点电压、该频率的所述量子比特读取信号、所述量子比特调控信号进行能谱实验，获得对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特装置的频率初值。具体包括：

步骤201-1：同时施加大小等于单比特工作点电压值的所述直流电压偏置信号、所述量子比特读取信号以及第一量子比特调控信号。

具体的，通过所述数据传输总线施加的所述量子比特读取信号的频率设置为所述第一量子比特探测器的相干工作频率，即6.35GHz；所述量子比特读取信号的功率设置为所述第一功率；通过所述第一量子比特的所述第一控制信号传输线施加的单比特工作点电压值预设为4V；通过所述第一量子比特的所述第二控制信号传输线施加的所述第一量子比特调控信号的频率设置为所述第一预设频率；所述第一量子比特调控信号的功率设置为所述第二功率。

步骤201-2：获得所述量子比特读取反馈信号随所述第一量子比特调控信号的变化曲线，并记为量子比特装置特征能谱曲线。

具体的，如图4所示，随着所述第一量子比特调控信号的频率在第一预设频率的变化，通过所述量子比特读取反馈信号也在变化；测得的所述量子比特装置特征能谱曲线的横坐标即所述第一预设频率范围的频率值；纵坐标是所述量子比特读取反馈信号的幅度，表示的所述量子比特探测器的频率。

步骤201-3：确定所述量子比特装置特征能谱曲线的峰值对应的频率，并记为所述量子比特装置的频率初值；

具体的，如图4所示，直接通过所述量子比特装置特征能谱曲线读取所述峰值对应的频率值，并记为所述第一量子比特装置的频率初值。

步骤202：设置所述量子比特调控信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值，并借助该频率的所述量子比特调控信号、所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压、及对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特的弛豫时间，具体步骤为：

步骤202-1：确定第一量子比特调控分解信号。具体步骤为：

步骤202-1-1：设置具有幅度值参数的预设量子比特调控信号。

具体的，预设一个量子比特调控信号，所述预设量子比特调控信号的频率等于所述第一量子比特装置的频率初值，所述预设量子比特调控信号的功率等于所述第二功率值。利用Rabi波形生成函数，将所述预设量子比特调控信号按照幅度系数递增方式生成100个波形，100个所述波形记为预设量子比特调控子信号，其中所述预设量子比特调控子信号对应的幅度系数分别从0.01增加到1，步进为0.01。

步骤202-1-2：施加所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压和所述预设量子比特调控子信号时，获得所述量子比特读取反馈信号随所述预设量子比特调控子信号的所述幅度系数的变化曲线，记为Rabi实验振荡衰减曲线。

具体的，将通过Rabi波形生成的具有不同幅度系数的100个波形，分别依次通过所述第二控制信号传输线施加到所述第一量子比特装置上，同时通过所述数据传输总线施加所述量子比特读取信号、通过所述第一量子比特装置上的所述第一控制信号传输线所述单比特工作点电压，并一一的测量所述量子比特读取反馈信号随着所述幅度系数的变化曲线，记为Rabi实验振荡衰减曲线。

步骤202-1-3：根据所述Rabi实验振荡衰减曲线确定第一次实现量子比特装置中量子态发生翻转的所述预设量子比特调控信号的幅度系数具体值，记为π脉冲测量幅度值。

具体的，所述Rabi实验振荡衰减曲线是一系列具有相同周期的振荡波形，将所述Rabi实验振荡衰减曲线的第一个半周期对应的所述预设量子比特调控子信号对应的幅度系数读取出来。

其中，若通过所述Rabi实验振荡衰减曲线读取的幅度系数在0.7-0.95之间时，将所述第一个半周期对应的所述预设量子比特调控子信号记为第一量子比特调控分解信号。其中，所述第一量子比特调控分解信号可以控制所述量子比特装置中量子态发生180度翻转；

若第一个半周期对应的所述预设量子比特调控信号对应的幅度系数大于0.95时，则需要将所述预设量子比特调控信号的功率提高2dB，然后重复步骤202-1，直至获得的所述量子比特调控子信号的幅度系数在0-7-0.95区间之内；

若第一个半周期对应的所述预设量子比特调控信号对应的幅度系数小于0.7时，则需要将所述预设量子比特调控信号的功率降低a dB，然后重复步骤202-1，直至获得的所述量子比特调控子信号的幅度系数在0-7-0.95区间之内；

其中

上述的步骤202-1称之为Rabi实验，通过所述Rabi实验获得可以控制所述量子比特装置中量子态发生180度翻转的所述第一量子比特调控分解信号，用于测量所述量子比特弛豫时间和相干时间。

步骤202-2：施加所述量子比特读取信号、所述第一量子比特调控分解信号和所述单比特工作点电压。

步骤202-3：获得所述量子比特读取反馈信号随所述量子比特读取信号的所述触发延时参数的变化曲线，记为量子比特弛豫时间曲线。如图7所示。

步骤202-4：根据所述量子比特弛豫时间曲线确定量子比特弛豫时间。

具体的，测得的所述量子比特弛豫时间曲线并不能直接读出所述量子比特弛豫时间，需要进行衰减函数拟合，通过所述衰减函数拟合之后得到的衰减系数即所述量子比特弛豫时间。

步骤203：设置所述量子比特调控信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值，并借助该频率的所述量子比特调控信号、所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压、及对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特装置的相干时间，也可称之为Ramsey实验，具体步骤为：

步骤203-1：确定两个具有间隔延时参数的第二量子比特调控分解信号。

具体的，所述第二量子比特调控分解信号的频率等于所述第一量子比特调控分解信号的频率；所述第二量子比特调控分解信号的幅度等于所述第一量子比特调控分解信号的幅度的一半。

步骤203-2：在施加所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压的时候，依次施加具有间隔延时参数的两个所述第二量子比特调控分解信号；

步骤203-3：获得所述量子比特读取反馈信号随两个所述第二量子比特调控分解信号之间的所述间隔延时参数的变化曲线，记为量子比特相干时间曲线；如图8所示。

步骤203-4：根据所述量子比特相干时间曲线确定量子比特相干时间。

具体的，测得的所述量子比特相干时间曲线并不能直接读出所述量子比特相干时间，需要进行振荡衰减函数拟合，通过所述振荡衰减函数拟合之后得到的衰减系数即所述量子比特弛豫时间T2^*。

与现有技术相比，本发明所述量子比特上设置有第一控制信号传输线和第二控制信号传输线；通过所述第一控制信号传输线施加单比特工作点电压的直流电压偏置信号，并通过第二控制信号传输线施加量子比特调控信号，测量量子比特装置的频率初值，进而通过第一控制信号先施加单比特点工作电压，通过第二控制信号传输线施加频率等于所述频率初值的量子比特调控信号，并对所述量子比特调控信号做分解处理得到第一量子比特调控分解信号和第二量子比特调控分解信号，并借助所述第一量子比特调控分解信号检测所述量子芯片的弛豫时间；借助所述二量子比特调控分解信号检测所述量子芯片的相干时间，本发明提供了一种量子比特装置工作参数的标准检测方法。

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 (10)

1.一种量子比特工作参数检测方法，适用于设置有多个量子比特的量子芯片，所述量子比特包括相互耦合的量子比特探测器和量子比特装置；所述量子比特探测器远离对应所述量子比特装置的一端均连接至集成设置在所述量子芯片上的一数据传输总线，所述数据传输总线用于接收量子比特读取信号和发射量子比特读取反馈信号；

所述量子比特装置上连接有第一控制信号传输线和第二控制信号传输线，所述第一控制信号传输线提供的第一控制信号包括直流电压偏置信号；所述第二控制信号传输线提供的第二控制信号包括量子比特调控信号；

其中，所述直流电压偏置信号用于控制所述量子比特装置的频率变化；所述量子比特调控信号用于控制所述量子比特装置的量子态变化；

其特征在于，所述方法包括：

针对待检测所述量子比特；

设置所述直流电压偏置信号为单比特工作点电压，设置所述量子比特读取信号的频率等于所述量子比特探测器的预设相干工作频率，并借助所述单比特工作点电压、该频率的所述量子比特读取信号、所述量子比特调控信号进行能谱实验，获得对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特装置的频率初值；

在以上设置的基础上，设置所述量子比特调控信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值，并借助该频率的所述量子比特调控信号、所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压、及对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特的弛豫时间和/或相干时间。

2.根据权利要求1所述的量子比特工作参数检测方法，其特征在于，所述设置所述直流电压偏置信号为单比特工作点电压，设置所述量子比特读取信号的频率等于所述量子比特探测器的预设相干工作频率，并借助该频率的所述量子比特读取信号、所述量子比特调控信号进行能谱实验，获得对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特装置的频率初值，具体包括：

同时施加所述直流电压偏置信号、所述量子比特读取信号以及具有第一预设频率范围第一量子比特调控信号；其中所述直流电压偏置信号设置为单比特工作点电压；

获得所述量子比特读取反馈信号随所述第一量子比特调控信号的变化曲线，并记为量子比特装置特征能谱曲线；

确定所述量子比特装置特征能谱曲线的峰值对应的频率，并记为所述量子比特装置的频率初值。

3.根据权利要求2所述的量子比特工作参数检测方法，其特征在于，所述第一预设频率范围覆盖所述量子芯片上的所有所述量子比特装置的预设工作频率范围。

4.根据权利要求1所述的量子比特工作参数检测方法，其特征在于，所述设置所述量子比特调控信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值，并借助该频率的所述量子比特调控信号、所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压、及对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特装置的弛豫时间，具体包括：

确定第一量子比特调控分解信号；其中，所述第一量子比特调控分解信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值，所述第一量子比特调控分解信号的幅度用于控制所述量子比特装置中量子态发生翻转；

施加所述量子比特读取信号、所述第一量子比特调控分解信号和所述单比特工作点电压；其中：所述量子比特读取信号具有不同的触发延时参数；

获得所述量子比特读取反馈信号随所述量子比特读取信号的所述触发延时参数的变化曲线，记为量子比特弛豫时间曲线；

根据所述量子比特弛豫时间曲线确定量子比特弛豫时间。

5.根据权利要求4所述的量子比特工作参数检测方法，其特征在于，所述根据所述量子比特弛豫时间曲线确定量子比特弛豫时间，具体包括：

对所述量子比特弛豫时间曲线进行衰减函数拟合，确定所述衰减函数的衰减系数为量子比特弛豫时间。

6.根据权利要求4所述的量子比特工作参数检测方法，其特征在于，所述确定第一量子比特调控分解信号具体包括：

设置具有幅度值参数的预设量子比特调控信号；其中，所述预设量子比特调控信号的所述幅度值参数为在幅度范围区间A呈等差数列递增的系列值；所述预设量子比特调控信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值；

施加所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压和所述预设量子比特调控信号时，获得所述量子比特读取反馈信号随所述预设量子比特调控信号的所述幅度值参数的变化曲线，记为Rabi实验振荡衰减曲线；

根据所述Rabi实验振荡衰减曲线确定第一次实现量子比特装置中量子态发生翻转的所述预设量子比特调控信号的幅度值参数具体值，记为π脉冲测量幅度值。

7.根据权利要求6所述的量子比特工作参数检测方法，其特征在于，所述确定第一量子比特调控分解信号还包括：

根据所述π脉冲测量幅度值和预设条件的比较调整所述预设量子比特调控信号的功率。

8.根据权利要求7所述的量子比特工作参数检测方法，其特征在于，

若所述π脉冲测量幅度值位于所述幅度范围区间A的第一梯度，则提高所述预设量子比特调控信号的功率；

若所述π脉冲测量幅度值位于所述幅度范围区间A的第二梯度，则不做任何操作；

若所述π脉冲测量幅度值位于所述幅度范围区间A的第三梯度，则减小所述预设量子比特调控信号的功率。

9.根据权利要求1所述的量子比特工作参数检测方法，其特征在于，所述设置所述量子比特调控信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值，并借助该频率的所述量子比特调控信号、所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压、及对应的所述量子比特读取反馈信号，检测所述量子比特装置的相干时间，具体包括：

确定两个具有间隔延时参数的第二量子比特调控分解信号；其中，所述第二量子比特调控分解信号的频率等于所述量子比特装置的频率初值，所述第二量子比特调控分解信号的幅度等于控制所述量子比特装置中量子态发生翻转变化的所需要的量子比特调控分解信号的幅度的一半；

在施加所述量子比特读取信号、所述单比特工作点电压的时候，依次施加具有间隔延时参数的两个所述第二量子比特调控分解信号；

获得所述量子比特读取反馈信号随两个所述第二量子比特调控分解信号之间的所述间隔延时参数的变化曲线，记为量子比特相干时间曲线；

根据所述量子比特相干时间曲线确定量子比特相干时间。

10.根据权利要求9所述的量子比特工作参数检测方法，其特征在于，所述根据所述量子比特相干时间曲线确定量子比特相干时间，具体包括：

对所述量子比特相干时间曲线进行振荡衰减函数拟合，确定所述振荡衰减函数的衰减系数为量子比特相干时间。

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