CN114072804A - 映射超导器件中的温度分布 - Google Patents

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Abstract

在此提供了关于确定和/或分析量子计算机装置在运行过程中经历的温度分布的技术。例如，在此描述的一个或多个实施例可以包括一种系统，该系统可以包括可以存储计算机可执行部件的存储器。该系统还可包括处理器，其可操作地耦合到存储器，并且可执行存储在存储器中的计算机可执行组件。计算机可执行部件可以包括区域组件，该区域组件可以从量子计算设备布局中限定多个温度区域。该计算机可执行部件还可以包括一个映射组件，该映射组件可以通过确定在该量子计算设备布局的操作过程中在该多个温度区域内实现的至少一个温度来生成一个表征温度分布的映射。

Description

映射超导器件中的温度分布
技术领域
本公开涉及映射一个或多个超导器件中的温度分布，并且更具体地涉及映射一个超导量子处理器在平面的和/或三维的尺度中展现的温度分布。
背景技术
通过在操作期间保持低于100毫开尔文(mK)的均匀温度分布，可以最大限度地延长量子计算设备(例如超导量子位)的使用寿命。用于确定量子计算装置的温度的常规技术包括使用定位在稀释冰箱中的一个或多个混合室内和/或附近的温度传感器。然而，虽然在稀释制冷器与量子计算装置之间可能存在不可忽略的距离。此外，量子计算设备的不同位置可能存在各种温差。因此，测量混合室处的温度在确定通过该一个或多个量子计算装置的温度分布方面可能是无效的。
因此，本领域需要解决上述问题。
发明内容
在此描述的一个或多个实施例中，描述了可以协助映射一个或多个超导器件中的温度分布的系统、计算机实施的方法、装置和/或计算机程序产品。
一种用于识别超导量子处理器所展示的温度分布的系统，该系统包括：存储器，该存储器存储计算机可执行部件；处理器，该处理器被可操作地连接到该存储器上并且执行存储在该存储器中的这些计算机可执行部件，其中，这些计算机可执行部件包括：区域组件组件，该区域组件从量子计算设备布局中限定了多个温度区域；以及映射组件，所述映射组件通过确定在所述量子计算设备布局的操作期间在所述多个温度区域内实现的至少一个温度来生成表征温度分布的映射。
从另一方面来看，本发明提供了一种系统，包括：存储器，该存储器存储计算机可执行部件处理器，该处理器被可操作地连接到该存储器上并且执行存储在该存储器中的这些计算机可执行部件，其中这些计算机可执行部件包括：温度估算组件，该温度估算组件基于超导谐振器所展示的频率偏移来确定在多个温度区域内实现的至少一个温度，该超导谐振器由于动力学电感的变化而被包括在量子计算设备布局内；以及映射组件，所述映射组件基于所述至少一个温度生成映射，所述映射表征在所述量子计算设备布局的操作期间实现的温度分布。
从另一方面来看，本发明提供了一种用于识别超导量子处理器所展现的温度分布的计算机实现的方法，该方法包括：通过可操作地耦合到处理器的系统来从量子计算设备布局定义多个温度区域；以及所述系统通过确定在所述量子计算设备布局的操作期间在所述多个温度区域内实现的至少一个温度来生成表征温度分布的图。
从另一方面来看，本发明提供了一种计算机实施的方法，该方法包括：由一个操作性地连接到处理器上的系统基于超导谐振器所展示的频率偏移来确定在多个温度区域内实现的至少一个温度，该超导谐振器由于动力学电感的变化而被包括在一个量子计算设备布局内；以及该系统基于该至少一个温度生成映射，该映射表征在该量子计算设备布局的一个操作过程中实现的一个温度分布。
从另一方面来看，本发明提供了一种用于分析超导量子处理器的温度的计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有体现在其中的多个程序指令，这些程序指令可由处理器执行以使得该处理器：通过可操作地耦合到处理器的系统，定义来自量子计算设备布局的多个温度区域；并且由系统通过确定在量子计算设备布局的操作期间在多个温度区域内实现的至少一个温度来生成表征温度分布的图。
从另一方面来看，本发明提供了一种用于识别超导量子处理器所展现的温度分布的计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可由处理电路读取并存储由处理电路执行的指令用于执行本发明的步骤的方法。
从另一方面来看，本发明提供一种存储在计算机可读介质上并且可加载到数字计算机的内部存储器中的计算机程序，该计算机程序包括当所述程序在计算机上运行时用于执行本发明的步骤的软件代码部分。
根据实施例，提供了一种系统。该系统可以包括存储器，该存储器可以存储计算机可执行部件。该系统还可包括处理器，其可操作地耦合到存储器，并且可执行存储在存储器中的计算机可执行组件。计算机可执行部件可以包括区域组件，该区域组件可以从量子计算设备布局中限定多个温度区域。该计算机可执行部件还可以包括映射组件，该映射组件可以通过确定在该量子计算设备布局的一个操作过程中在该多个温度区域内实现的至少一个温度来生成一个表征温度分布的映射。
根据实施例，提供了一种系统。该系统可以包括存储器，该存储器可以存储计算机可执行部件。该系统还可包括处理器，其可操作地耦合到存储器，并且可执行存储在存储器中的计算机可执行组件。这些计算机可执行部件可以包括一个温度估算组件，该温度估算组件可以基于由包括在一个量子计算设备布局中的一个超导谐振器由于动力学电感的变化而展现的一个频率偏移来确定在多个温度区域内实现的至少一个温度。这些计算机可执行部件还可以包括映射组件，该映射组件可以基于该至少一个温度生成映射，该映射表征在该量子计算设备布局的操作过程中实现的温度分布。
根据实施例，提供了一种计算机实现的方法。该计算机实现的方法可以包括由操作性地耦合至处理器的系统定义来自量子计算设备布局的多个温度区域。该计算机实现的方法还可以包括该系统通过确定在该量子计算设备布局的操作期间在该多个温度区域内实现的至少一个温度来生成表征温度分布的映射。
根据实施例，提供了一种计算机实现的方法。该计算机实现的方法可以包括通过操作性地连接到处理器上的系统基于超导共振器所展示的频率偏移来确定在多个温度区域内实现的至少一个温度，该超导共振器由于动力学电感的变化而被包括在量子计算设备布局内。该计算机实现的方法还可以包括由该系统基于该至少一个温度生成一个映射，该映射表征在该量子计算设备布局的操作过程中实现的温度分布。
根据实施例，提供了一种用于分析超导量子处理器的温度的计算机程序产品。该计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有体现在其中的程序指令。这些程序指令可以由处理器执行以使该处理器通过可操作地联接到该处理器上的系统限定来自量子计算设备布局的多个温度区域。这些程序指令可以进一步使该处理器由该系统通过确定在该量子计算设备布局的操作过程中在该多个温度区域内实现的至少一个温度来生成表征温度分布的映射。
附图说明
现在将参考优选实施例仅通过示例来描述本发明，如下图所示：
图1示出了根据在此描述的一个或多个实施例的示例性、非限制性系统的框图，该系统可以将一个或多个量子计算设备布局划分成多个温度区域。
图2示出了根据在此描述的一个或多个实施例的示例性非限制性区域生成过程的图，该过程可以包括将一个或多个量子计算设备布局划分为多个温度。
图3示出了根据本文描述的一个或多个实施例的示例非限制性系统的框图，该系统可以模拟一个或多个量子器件布局的操作以确定一个或多个超导谐振器在参考温度下呈现的估算频率。
图4展示了根据在此描述的一个或多个实施例的、可以测量一个或多个超导谐振器的工作频率的示例性、非限制性系统的框图。
图5示出根据在此描述的一个或多个实施例的示例性、非限制性系统的框图，该系统可以确定在操作过程中利用一个或多个量子计算设备布局的多个温度区域所实现的至少一个温度。
图6示出了根据在此描述的一个或多个实施例的可以生成一个或多个映射的示例性、非限制性系统的框图，该一个或多个映射可以表征由一个或多个量子计算设备布局所展现的温度分布。
图7展示了根据在此描述的一个或多个实施例，可以表征由一个或多个量子计算设备布局所展现的温度分布的示例性、非限制性映射图的图。
图8示出了根据在此描述的一个或多个实施例的示例性、非限制性系统的框图，该系统可以确定由一个或多个量子计算设备布局所展现的温度分布是否是均匀的。
图9根据在此所描述的一个或多个实施例展示了示例性、非限制性方法的流程图，该方法可以协助分析由一个或多个量子计算设备布局所展现的温度分布。
图10示出了根据在此所描述的一个或多个实施例的可以协助分析由一个或多个量子计算设备布局所展现的温度分布的示例性、非限制性方法的流程图。
图11示出根据在此所描述的一个或多个实施例的可以促进分析由一个或多个量子计算设备布局所展现的温度分布的示例性、非限制性方法的流程图。
图12根据在此所描述的一个或多个实施例展示了示例性、非限制性方法的流程图，该方法可以协助分析由一个或多个量子计算设备布局所展现的温度分布。
图13描绘了根据本文描述的一个或多个实施例的云计算环境。
图14描绘了根据本文描述的一个或多个实施例的抽象模型层。
图15示出其中可促进本文所述的一个或多个实施例的示例性非限制性操作环境的框图。
具体实施方式
以下详细描述仅是说明性的，并非旨在限制实施例和/或实施例的应用或使用。此外，无意受前述背景或发明内容部分或详细说明部分中呈现的任何明示或暗示信息的约束。
现在参考附图描述一个或多个实施例，其中相同的附图标记在全文中用于指代相同的元件。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对一个或多个实施例的更透彻理解。然而，明显的是，在各种情况下，可以在没有这些具体细节的情况下实践一个或多个实施例。
本发明的不同实施例可以涉及计算机处理系统、计算机实施的方法、装置和/或计算机程序产品，这些方法、装置和/或计算机程序产品协助由一个或多个量子计算设备布局所展现的温度分布的高效、有效并且自主(例如，没有直接的人工指导)的确定。一个或多个实施例可以包括将一个或多个量子计算设备布局划分成多个温度区域。进一步，可确定一个或多个温度区域内的温度。例如，该一个或多个温度区域内的温度可以基于由包含在该一个或多个量子计算设备布局中的一个或多个超导谐振器由于动力学电感的变化而展现的一个频率偏移来确定。另外，可以基于所确定的温度区域的温度来生成一个或多个映射，以便表征一个或多个量子计算设备布局在操作期间所展现的温度分布。不同实施例还可以包括分析一个或多个生成的映射以确定温度区域之间的任何温差是否超过定义的阈值。此外，在此描述的一个或多个实施例可以推荐对该一个或多个超导谐振器进行重新定位以改变由该一个或多个映射描绘的温度分布。
该计算机处理系统、计算机实施的方法、装置和/或计算机程序产品采用硬件和/或软件来解决本质上高度技术性问题(例如，确定一个或多个量子计算装置的温度分布)、这些问题是不是抽象的，不能作为人类的一组心理行为来执行。例如，个体不能容易地模拟量子计算装置的标准运行条件、测量超导谐振器的运行频率、和/或如在此描述的各种实施例所执行的映射温度分布。
图1示出了可以确定由一个或多个量子计算设备布局所展现的温度分布的示例性、非限制性系统100的框图。为了简洁起见，省略对在此描述的其他实施例中采用的相似元件的重复描述。本发明的各个实施例中的系统(例如，系统100等)、装置或过程的方面可以构成体现在一个或多个机器内(例如，体现在与一个或多个机器相关联的一个或多个计算机可读介质(或介质)中)的一个或多个机器可执行组件。这样的组件在由一个或多个机器(例如，计算机、计算设备、虚拟机等)执行时可使得机器执行所描述的操作。
如图1所示，系统100可以包括一个或多个服务器102、一个或多个网络104和/或一个或多个输入设备106。服务器102可以包括温度分布组件108。温度分布组件108还可以包括通信组件110和/或区域组件112。此外，服务器102可以包括至少一个存储器116或者以其他方式与至少一个存储器116相关联。服务器102还可以包括系统总线118，系统总线118可以耦合到不同组件，例如但不限于温度分布组件108和相关联的组件、存储器116和/或处理器120。虽然在图1中示出了服务器102，但是在其他实施方式中，各种类型的多个设备可以与图1中示出的特征相关联或包括图1中示出的特征。进一步，服务器102可与一个或多个云计算环境通信。
一个或多个网络104可包括有线和无线网络，包括但不限于蜂窝网络、广域网(WAN)(例如，互联网)或局域网(LAN)。例如，服务器102可以使用几乎任何期望的有线或无线技术与一个或多个输入设备106通信(反之亦然)，所述有线或无线技术包括例如但不限于：蜂窝、WAN、无线保真(Wi-Fi)、Wi-Max、WLAN、蓝牙技术、其组合和/或类似物。进一步，尽管在示出的实施例中，温度分布组件108可以被提供在一个或多个服务器102上，但应当理解，系统100的架构不限于此。例如，温度分布组件108或温度分布组件108的一个或多个组件可位于另一计算机设备(诸如另一服务器设备、客户端设备等)处。
一个或多个输入设备106可以包括一个或多个计算机化设备，所述计算机化设备可以包括但不限于：个人计算机、台式计算机、膝上型计算机、蜂窝电话(例如，智能电话)、计算机化平板(例如，包括处理器)、智能手表、键盘、触摸屏、鼠标、其组合和/或类似物。系统100的用户可以使用一个或多个输入设备106来将数据输入到系统100中，从而与服务器102共享(例如，经由直接连接和/或经由一个或多个网络104)所述数据。例如，一个或多个输入设备106可以向通信组件110发送数据(例如，经由直接连接和/或经由一个或多个网络104)。另外，一个或多个输入设备106可以包括一个或多个显示器，所述一个或多个显示器可以向用户呈现由系统100生成的一个或多个输出。例如，一个或多个显示器可以包括但不限于：阴极管显示器(“CRT”)、发光二极管显示器(“LED”)、电致发光显示器(“ELD”)、等离子体显示面板(“PDP”)、液晶显示器(“LCD”)、有机发光二极管显示器(“OLED”)、其组合等。
系统100的用户可以使用该一个或多个输入装置106和/或该一个或多个网络104将一个或多个量子计算设备布局输入到系统100中。例如，一个或多个量子计算设备布局可以考虑一个主题量子计算设备的一个或多个特征的位置、连通性、和/或特性。可以包括在该一个或多个量子计算设备布局中的示例量子计算装置特征可以包括但不限于：量子位、传输线、衬底、其组合、和/或类似物。例如，该一个或多个量子计算设备布局可以描绘在电介质衬底上的一个或多个量子位和/或传输线的位置和/或连接性。在进一步的实例中，由该一个或多个量子计算设备布局描绘的特性可以包括但不限于：包含在一个或多个特征内的材料(例如，一个或多个量子位和/或传输线的材料成分)、一个或多个特征的物理特性、一个或多个特征的结构、它们的组合等等。
例如，该一个或多个量子计算设备布局可以表征一个或多个超导量子处理器。该一个或多个量子计算设备布局可以描绘包括在该一个或多个超导量子处理器内的一个或多个特征的位置、连通性、和/或特性。例如，一个或多个量子计算设备布局可以描绘出包括在该一个或多个超导量子处理器内的一个或多个传输线可以是在大于或等于1千兆赫(GHz)并且小于或等于10GHz的频率范围内运行的超导微波谐振器。进一步，如由该一个或多个量子计算机装置布局所描述的，该一个或多个超导量子处理器的超导谐振器可以是微带传输线和/或共面波导传输线。此外，该一个或多个量子计算机装置布局可以描绘该一个或多个超导谐振器的材料成分。可以包括在该一个或多个超导谐振器内的示例材料可以包括但不限于：纯I型金属(例如，遵循巴德森-库珀-施里弗(“BCS”)理论)，如铝；纯11型金属(例如，BCS理论)，诸如铌；高热导率电介质，诸如硅；其组合，和/或类似物。在不同的实施例中，该一个或多个超导量子处理器可以包括多个器件层，其中该一个或多个量子计算设备布局可以描绘包括在每个器件层上的该一个或多个特征的位置、连通性、和/或特性。
通信组件110可以接收经由一个或多个输入设备106输入的一个或多个量子计算设备布局，并且与系统100的一个或多个组件共享该一个或多个量子计算设备布局。例如，通信组件110可以与区域组件112共享一个或多个量子计算设备布局。
区域组件112可以将一个或多个量子计算设备布局划分成多个温度区域。温度区域可以由一个或多个多边形或非多边形形状(例如，矩形、正方形、圆形、三角形等)限定。进一步，区域组件112可以将一个或多个参考标题分配给多个温度区域。在一个或多个实施例中，这些温度区域可以被定位成在该一个或多个量子计算设备布局上彼此相邻。在一个或多个实施例中，这些温度区域中的一个或多个可以在该一个或多个量子计算设备布局上彼此重叠。另外，包括在对应的温度区域内的一个或多个量子计算设备布局的总面积在多个温度区域之间可以是均匀的或不均匀的。
在不同实施例中，区域组件112可以生成温度区域和/或基于一个或多个热生成元件在一个或多个量子计算设备布局中的位置来确定温度区域相对于一个或多个量子计算设备布局的位置。例如，区域组件112可以基于包括在一个或多个量子计算设备布局内的一个或多个传输线的位置来将一个或多个量子计算设备布局划分成温度区域。另外，区域组件112可以基于一个或多个量子计算设备布局中的发热元件的数量来生成温度区域和/或确定温度区域在一个或多个量子计算设备布局内的位置。例如，区域组件112可以将一个或多个量子计算设备布局划分成温度区域，使得每个温度区域包括限定数量的生热元件。例如，区域组件112可以将一个或多个量子计算设备布局划分为温度区域，使得每个温度区域包括一个或多个量子计算设备布局内包括的传输线。在另一实例中，区域组件112可以将一个或多个量子计算设备布局划分成温度区域，使得每个温度区域包括一个或多个量子计算设备布局内包括的多条传输线。
图2示出了根据本文描述的一个或多个实施方式的可以由区域组件112实现的示例性、非限制性区域生成过程200的示图。为了简洁起见，省略对在此描述的其他实施例中采用的相似元件的重复描述。如图2所示，一种示例性量子计算设备布局202可以包括位于一个介电基底208上的一个或多个量子位204和/或传输线206(例如，超导谐振器)。
例如，区域组件112可以通过将示范性量子计算设备布局202划分为九个温度区域来实施图2中描绘的示范性区域生成过程20。如图2所示，这九个温度区域可以由粗线描绘和/或可以定义示例性量子计算设备布局202的不同部分。此外，区域组件112可以生成用于相应的温度区域(例如，如图2所示)的参考标题(例如，参考标号1至9)。另外，区域组件112可以通过将示例性量子计算设备布局202划分为温度区域使得每个温度区域包括传输线206(例如，发热元件)来执行图2的示例性区域生成过程200。图2还举例说明了由温度区域包围的示例性量子计算设备布局202的面积的量可以变化。虽然图2描绘了共享矩形形状的温度区域，但是本领域普通技术人员将认识到，温度区域的架构不限于此。例如，在不同实施例中，温度区域中的一个或多个可以由第一形状表征，而一个或多个其他温度区域可以由第二形状表征。
图3示出根据本文描述的一个或多个实施例的还包括仿真组件302的示例非限制性系统100的图。为了简洁起见，省略对在此描述的其他实施例中采用的相似元件的重复描述。在不同实施例中，模拟组件302可以促进对由区域组件112定义的温度区域内的操作温度的一个或多个确定。
在一个或多个实施例中，模拟组件302可以模拟一个或多个量子计算设备布局的操作，以确定在参考温度下由一个或多个量子计算设备布局的一个或多个传输线所展现的估算频率。模拟组件302可以为由一个或多个量子计算设备布局表征的量子设备采取标准操作条件。例如，热能可以低于量子能级间距以防止热噪声，和/或量子能级间距可以低于超导能隙以防止产生准粒子。另外，在一个或多个实施例中，该仿真部件302可以假定该一个或多个主体传输线可以是具有大于或等于1GHz且小于或等于10GHz的工作频率的超导谐振器。
在不同的实施例中，该模拟组件302可以使用完美的电导体(“PEC”)模型来确定该目标超导谐振器在参考温度下的估算频率。该参考温度可以是超导谐振器的动力学电感值已知的温度。例如，参考温度可以是零开尔文(K)。例如，该仿真部件302可以根据以下给出的等式1来确定该超导谐振器的仿真频率(例如，由“f1”表示)。
Figure BDA0003454701390000081
其中“L”可以表示该超导谐振器的电感，和/或“C”可以表示该超导谐振器的电容。
然而，该模拟的运行可能缺乏对该超导谐振器经历的动力学电感(例如，超导量子效应)的计量。在一个或多个实施例中，该仿真部件302可以进一步调整该仿真频率(例如，由“f1”表示)以确定该超导谐振器的估算频率(例如，由“f0”表示)。例如，仿真组件302可以根据下面呈现的等式2和/或3来确定估算频率(例如，由“f0”表示)。
Figure BDA0003454701390000091
LT0＝L+Lk(0) (3)
其中“Lk(0)”可以表示该超导谐振器在0K的参考温度下的动力学电感。
图4示出根据本文描述的一个或多个实施例的还包括测量组件402的示例非限制性系统100的图。为了简洁起见，省略对在此描述的其他实施例中采用的相似元件的重复描述。在不同实施例中，测量组件402可以进一步促进对由区域组件112限定的温度区域内的操作温度的一个或多个确定。
在一个或多个实施例中，测量组件402可以测量包括在该一个或多个量子计算设备布局中的该一个或多个受试超导谐振器的实际工作频率(例如，由“f”表示)。例如，测量组件402可以将一个或多个微波信号施加到该一个或多个超导谐振器上以便促进操作频率的测量(例如，由“f”表示)。可以被包括在测量组件402内和/或与测量组件402通信的示例传感器和/或测量技术可以包括但不限于：网络和/或向量分析器(“VNA”)、示波器、Raby干涉测量、Ramsey干涉测量、其组合和/或类似物。进一步地，所测量的工作频率(例如，由“f”表示)可以由以下呈现的等式4和/或5表征。
Figure BDA0003454701390000092
LT＝L+Lk(T) (5)
其中“T”可以表示该超导谐振器的一个工作温度(例如，在该一个或多个量子计算设备布局的工作过程中由该超导谐振器实现的一个温度)，和/或“Lk(T)”可以表示在该工作温度下由该超导谐振器经历的动力学电感。
至少因为动力学电感随温度升高而增大，(例如，由测量组件402测量的)所测量的工作频率可以小于(例如，由仿真组件302确定的)所估算频率。例如，该一个或多个主体超导谐振器运行的温度可以大于用于确定该估算频率的参考温度。其中测量的操作频率大于估算频率的实例可以指示由仿真组件302执行的仿真中的误差和/或需要利用较低的参考温度。在一个或多个实施例中，由仿真组件302执行的仿真和/或确定可以响应于所测量的工作频率大于所估算频率而被重复和/或改变。
图5示出了根据本文所述的一个或多个实施例的示例非限制性系统100的图，该系统100进一步包括温度估计组件502。为了简洁起见，省略对在此描述的其他实施例中采用的相似元件的重复描述。在不同实施例中，温度估计组件502可以确定在操作期间通过一个或多个量子计算设备布局在一个或多个温度区域内实现的操作温度。
例如，温度估算组件502可以确定在该一个或多个量子计算设备布局的工作过程中由该一个或多个受试超导谐振器实现的工作温度(例如，由“T”表示)。温度估计部件502可以基于所测量的该一个或多个超导谐振器的工作频率(例如，由“f”表示)和/或所估算频率(例如，由“f0””表示)来确定这些超导谐振器的工作温度(例如，由“T”表示)。例如，温度估算组件502可以根据以下给出的等式6和/或7确定这些超导谐振器的工作温度(例如，由“T”表示)。
Figure BDA0003454701390000101
Figure BDA0003454701390000102
其中“kb”可以表示玻尔兹曼常数，
Figure BDA0003454701390000103
可以表示普朗克常数，“Terr”可以表示基于由于微波信号被施加到该一个或多个超导谐振器上的量子能量变化的温度测量误差的上限(例如，以便有助于测量工作频率)，和/或“TC”可以表示超导材料的临界温度(例如，低于该温度该材料变成超导体的温度)。而且，温度可以以开尔文为单位表示。
在一个或多个实施例中，温度估算组件502可以基于所确定的该一个或多个超导谐振器(例如，由“T”表示)的工作温度来进一步确定在该一个或多个温度区域内实现的工作温度。例如，在第一温度区域包括单一的第一传输线(例如，超导谐振器)的情况下，该温度估计部件502可以确定在该一个或多个量子计算设备布局的运行期间在该第一温度区域内实现的运行温度可以等于或大于该第一传输线的运行温度(例如，如根据等式6和/或7确定的)。
在另一个实例中，其中，第二温度区域包括第二传输线(例如，超导谐振器)和第三传输线(例如，超导谐振器)，该温度估计部件502可以确定在该一个或多个量子计算设备布局的运行过程中在该第二温度区域内实现的操作温度可以是该第二和第三传输线两者的操作温度的函数。
图6示出了根据本文中描述的一个或多个实施方式的进一步包括映射组件602的示例非限制性系统100的示图。为了简洁起见，省略对在此描述的其他实施例中采用的相似元件的重复描述。在不同实施例中，映射组件602可以生成一个或多个映射，该一个或多个映射可以表征在量子计算设备布局的操作期间实现的温度分布。
映射组件602可以基于以下各项生成所述一个或多个映射：(例如，由通信组件110接收的)所述一个或多个量子计算设备布局、(例如，由区域组件112定义的)所述一个或多个温度区域、和/或在每个温度区域内实现的所述一个或多个操作温度(例如，如由温度估计组件502所确定的)。例如，映射组件602生成的一个或多个映射可以描绘每个温度区域内的温度分布(例如，由此描绘贯穿一个或多个量子计算设备布局的温度分布)，其中，温度区域内的操作温度可以从热生成特征消散。例如，这些温度区域可以包括贯穿这些温度区域的不同部分变化的温度，因为由这些温度区域内的一个或多个超导谐振器产生的热量消散到周围环境和/或特征中。在一个或多个实施例中，映射组件602可以基于被包括在一个或多个量子计算设备布局中的一个或多个特性(例如，围绕一个或多个热生成特征的材料成分)来考虑散热。进一步，该映射组件602可以进一步基于该一个或多个量子计算设备布局的一个或多个特征(例如，超导谐振器)的一个或多个工作温度，将该散热关联到一个或多个温度分布中。
在一个或多个实施例中，该一个或多个映射可以包括叠加到该一个或多个量子计算设备布局和/或温度区域上的操作温度和/或操作温度分布。另外，该一个或多个映射可以描绘在每个温度区域内实现的最高温度(例如，具有温度区域的一个或多个超导谐振器的最高工作温度)和/或在温度区域内实现的平均温度。在不同实施例中，该一个或多个量子计算设备布局可以考虑多个设备层和/或映射组件602可以生成关于这些设备层中的一个或多个的映射。
图7示出了根据本文描述的一个或多个实施例的可以由映射组件602生成的示例非限制性映射700的图。为了简洁起见，省略对在此描述的其他实施例中采用的相似元件的重复描述。如图7所示，可以基于图2中所示的示例性量子计算设备布局202和/或温度区域生成示例性映射700。
图7描绘了一种示例性方式，其中由映射组件602生成的一个或多个映射可以描绘一个或多个温度区域内的一个或多个操作温度分布(例如，在一个或多个量子计算设备布局的操作期间经历的温度分布)。例如，可以经由表示温度标度的梯度方案来描绘一个或多个操作温度分布。
图8示出了根据本文描述的一个或多个实施方式的进一步包括优化组件802的示例性、非限制性系统100的示图。为了简洁起见，省略对在此描述的其他实施例中采用的相似元件的重复描述。在不同实施例中，优化组件802可以基于由映射组件602生成的一个或多个映射确定一个或多个量子计算设备布局是否可以实现均匀的温度分布。
在一个或多个实施例中，优化组件802可以比较在不同温度区域中实现的操作温度以确定该一个或多个量子计算设备布局的温度分布是均匀的还是不均匀的。例如，优化组件802可以基于相应温度区域内的操作温度之间的温度差小于或等于定义的阈值来确定该一个或多个量子计算设备布局的温度分布是均匀的。在另一个实例中，优化组件802可以基于对应的温度区域内的操作温度之间的温度差大于该定义的阈值来确定该一个或多个量子计算设备布局的温度分布是不均匀的。阈值可以由系统100的一个或多个用户经由一个或多个输入设备106来定义。例如，阈值可以具有10mK的示例值。
在不同实施例中，优化组件802可以响应于确定该一个或多个量子计算装置可以实现非均匀的温度分布而进一步生成一个或多个建议。该一个或多个建议可以考虑包括在该一个或多个量子计算设备布局内的一个或多个特征的重新定位。例如，推荐的重新定位可以改变该一个或多个量子计算设备布局的温度分布以便协助更均匀的温度分布。例如，这些推荐可以关于将主体量子计算布局的一个或多个特征从第一温度区域移动到一个或多个其他温度区域。
图9示出了根据在此所描述的一个或多个实施例可以促进确定一个或多个量子计算设备布局的温度分布的示例、非限制性方法900的流程图。为了简洁起见，省略对在此描述的其他实施例中采用的相似元件的重复描述。
在902处，方法900可以包括(例如，经由区域组件112)通过可操作地连接到一个或多个处理器120上的系统100从一个或多个量子计算设备布局中限定多个温度区域。如在此所述，该一个或多个量子计算设备布局可以描绘一个量子计算装置(例如，一个超导量子处理器)的一个或多个特征的定位、连通性、和/或特性。进一步，如本文所述，在902处的定义可以基于来自该一个或多个量子计算设备布局的一个或多个特征的定位。例如，可以基于该一个或多个量子计算设备布局的一条或多条传输线的位置和/或连接性来定义该一个或多个温度区域(例如，其中该一条或多条传输线可以是超导谐振器)。如本文所描述的，一个或多个温度区域可以通过各种尺寸和/或形状来表征。例如，902处的定义可根据本文中关于示范性区域产生过程200所描述的不同特征来执行。
在904处，方法900可以包括(例如，经由映射组件602)由系统100生成一个或多个映射，该一个或多个映射可以通过确定在一个或多个量子计算设备布局的操作期间在多个温度区域内实现的至少一个温度来表征一个或多个温度分布。例如，该至少一个温度可以包括可以在该一个或多个温度区域内实现的操作温度。在各实施例中，温度区域的操作温度可基于温度区域内的一个或多个发热元件的操作温度(诸如温度区域内的一个或多个传输线的操作温度)来确定。
通过确定在该多个温度区域内实现的温度，方法900可以生成一个或多个映射，这些映射描绘了在操作过程中该一个或多个量子计算设备布局所经历的温度分布。进一步，该一个或多个映射可以通过改变该一个或多个量子计算设备布局以实现温度分布的所希望的均匀性来促进延长一个或多个量子计算设备的寿命。
图10示出了根据在此描述的一个或多个实施例的可以促进确定一个或多个量子计算设备布局的温度分布的一个示例、非限制性方法1000的流程图。为了简洁起见，省略对在此描述的其他实施例中采用的相似元件的重复描述。
在1002处，方法1000可以包括(例如，经由区域组件112)通过可操作地连接到一个或多个处理器120上的系统100从一个或多个量子计算设备布局中限定多个温度区域。如在此所述，该一个或多个量子计算设备布局可以描绘一个量子计算装置(例如，一个超导量子处理器)的一个或多个特征的定位、连通性、和/或特性。进一步，如本文所述，在1002处的定义可以基于来自该一个或多个量子计算设备布局的一个或多个特征的定位。例如，可以基于该一个或多个量子计算设备布局的一条或多条传输线的位置和/或连接性来定义该一个或多个温度区域(例如，其中该一条或多条传输线可以是超导谐振器)。如本文所描述的，一个或多个温度区域可以通过各种尺寸和/或形状来表征。例如，1002处的定义可以根据本文关于示范性区域生成过程200所描述的不同特征来执行。
在1004处，方法1000可以包括由系统100确定(例如，通过模拟组件302)一个估算频率(例如，在此由“f0”表示)，该估算频率可以由该一个或多个量子计算设备布局的一个或多个超导谐振器在参考温度下展现。例如，该一个或多个超导谐振器可以是传输线，和/或在1004的确定可以根据等式1-3来执行。在不同实施例中，在1004处的确定可以包括使用一个或多个PEC模型来模拟该一个或多个超导谐振器的运行。另外，该参考温度可以是与该一个或多个超导谐振器的一个已知的动力学电感相关联的一个温度(例如，0K的参考温度)。
在1006处，方法1000可以包括由系统100测量(例如，通过测量组件402)在该量子计算设备布局的运行期间由该一个或多个超导谐振器所展现的运行频率(例如，在此由“f”表示)。例如，工作频率(例如，在本文中用“f”表示)可以由等式4和/或5表征。可以促进1006处的测量的一个或多个传感器和/或测量技术可以包括但不限于：网络和/或向量分析器(“VNA”)、示波器、Raby干涉测量、Ramsey干涉测量、其组合和/或类似物。
在1008处，方法1000可以包括由系统100生成(例如，经由映射组件602)一个或多个映射，所述一个或多个映射可以通过确定(例如，经由温度估计组件502)在所述一个或多个量子计算设备布局的操作期间在所述多个温度区域内实现的至少一个温度来表征一个或多个温度分布。例如，该至少一个温度可以包括可以在该一个或多个温度区域内实现的操作温度。在一个或多个实施例中，该一个或多个量子计算设备布局可以包括多个设备层，其中，在1008处的生成可以包括针对每个设备层生成一个或多个映射。
在各实施例中，温度区域的操作温度可基于温度区域内的一个或多个发热元件的操作温度(诸如温度区域内的一个或多个传输线的操作温度)来确定。进一步地，可以基于在1004处确定的估算频率(例如，在此由“f0”表示的)和/或在1006处测量的工作频率(例如，在此由“f”表示的)来确定该一条或多条传输线(例如，该一个或多个超导谐振器)的工作温度。例如，可以根据等式6和/或7来确定该一条或多条传输线(例如，超导谐振器)的工作温度；由此可以在1008处确定这些温度区域内的工作温度。
在1010，方法1000可以包括由系统100确定(例如，经由优化组件802)至少一个温度是否包括相差小于或等于定义的阈值的多个温度。例如，温度分布可以表征为均匀的，其中温度区域的操作温度相差小于或等于限定的阈值。在另一实例中，温度分布可被表征为不均匀的，其中温度区域的操作温度相差大于所定义的阈值的量。示例性阈值可以是10mK。在不同实施例中，方法1000还可包括响应于温度分布不均匀而生成一个或多个建议。例如，该一个或多个建议可以考虑主题量子计算设备布局中的一个或多个特征的重新定位以改变温度分布。
图11示出根据在此所描述的一个或多个实施例的可以促进确定一个或多个量子计算设备布局的温度分布的一个示例、非限制性方法1100的流程图。为了简洁起见，省略对在此描述的其他实施例中采用的相似元件的重复描述。
在1102，方法1100可以包括由可操作地耦合到一个或多个处理器120的系统100基于由包括在一个或多个量子计算设备布局中的一个或多个超导谐振器由于动力学电感的变化而展现的频率偏移来确定(例如，通过温度估计组件502)，在多个温度区域内实现的至少一个温度。例如，该频率偏移可以是该一个或多个超导谐振器在参考温度下的估算频率(例如，在此用“f0”表示)以及该一个或多个超导谐振器的测量的工作频率(例如，在此用“f”表示)的函数。例如，估算频率可以通过使用一个或多个PEC模型和/或根据等式1-3模拟量子计算装置的标准操作条件来确定。此外，测量的操作频率可以由等式4和/或5表征。此外，在这些温度区域内实现的温度可以是基于该一个或多个超导谐振器的一个或多个工作温度，该一个或多个工作温度进而可以通过频率偏移(例如，根据等式5和/或6)来确定。
在1104处，方法1100可以包括由系统100基于该至少一个温度生成一个或多个映射(例如，经由映射组件602)，该一个或多个映射可以表征在该一个或多个量子计算设备布局的一个操作过程中实现的温度分布。例如，该一个或多个映射可以描绘叠加到在对应的温度区域内的一个或多个量子计算设备布局上的在1102处确定的一个或多个温度。例如，在1104处的生成可以根据在此关于示范性地映射700所描述的不同特征来执行。
图12根据在此所描述的一个或多个实施例展示了示例性、非限制性方法1200的流程图，该方法可以协助确定一个或多个量子计算设备布局的温度分布。为了简洁起见，省略对在此描述的其他实施例中采用的相似元件的重复描述。
在1202，该方法1200可以包括(例如，通过该区域组件112)由一个可操作地联接到一个或多个处理器120上的系统100基于一个或多个超导谐振器的一个或多个位置从一个或多个量子计算设备布局中限定多个温度区域。如在此所述，该一个或多个量子计算设备布局可以描绘一个量子计算装置(例如，一个超导量子处理器)的一个或多个特征的定位、连通性、和/或特性。在一个或多个实施例中，可以基于该一个或多个量子计算设备布局的一条或多条传输线的位置和/或连接性来定义该一个或多个温度区域(例如，其中该一条或多条传输线可以是超导谐振器)。如本文所描述的，一个或多个温度区域可以通过各种尺寸和/或形状来表征。例如，1002处的定义可以根据本文关于示范性区域生成过程200所描述的不同特征来执行。
在1204，方法1200可以包括由系统100确定(例如，通过模拟组件302)可以由一个或多个超导谐振器在参考温度下展现的估算频率(例如，在此由“f0”表示)。例如，该一个或多个超导谐振器可以是传输线，和/或1204的确定可以根据等式1-3来执行。在不同实施例中，在1204处的确定可以包括使用一个或多个PEC模型来模拟该一个或多个超导谐振器的运行。另外，该参考温度可以是与该一个或多个超导谐振器的已知的动力学电感相关联的温度(例如，0K的一个参考温度)。
在1206处，方法1200可以包括由系统100测量(例如，通过测量组件402)在该量子计算设备布局的运行期间由该一个或多个超导谐振器所展现的运行频率(例如，在此由“f”表示)，其中该估算频率和该运行频率的一个函数是由于动力学电感的变化而引起的一个频率偏移。例如，工作频率(例如，在本文中用“f”表示)可以由等式4和/或5表征。可以促进1006处的测量的一个或多个传感器和/或测量技术可以包括但不限于：网络和/或向量分析器(“VNA”)、示波器、Raby干涉测量、Ramsey干涉测量、其组合和/或类似物。
在1208，方法1200可以包括(例如，经由温度估计组件502)系统100基于频率偏移确定在多个温度区域内可以实现的至少一个温度。例如，该一个或多个超导谐振器的工作温度可以根据等式6和7基于该估算频率和该测量的工作频率来确定。进一步地，可以基于该一个或多个超导谐振器的工作温度确定这些温度区域的工作温度。例如，这些温度区域的工作温度可以是包括在这些温度区域内的超导共振器的总数的工作温度的函数。
在1210处，方法1200可以包括(例如，经由映射组件602)由系统100基于在1208处确定的可以表征温度分布的至少一个温度生成一个或多个映射，这可以在所述一个或多个量子计算设备布局的操作期间实现。例如，该一个或多个图可以描绘叠加到在对应的温度区域内的一个或多个量子计算设备布局上的在1102处确定的一个或多个温度。例如，1210处的生成可根据本文中关于示例性映射700描述的不同特征来执行。
在1212处，方法1200可以包括(例如，经由优化组件802)由系统100确定该至少一个温度是否包括相差小于或等于定义的阈值的多个温度。例如，温度分布可以表征为均匀的，其中温度区域的操作温度相差小于或等于限定的阈值。在另一实例中，温度分布可被表征为不均匀的，其中温度区域的操作温度相差大于所定义的阈值的量。示例性阈值可以是10mK。在不同实施例中，方法1200还可以包括响应于温度分布不均匀而生成一个或多个建议。例如，该一个或多个建议可以考虑主题量子计算设备布局中的一个或多个特征的重新定位以改变温度分布。
应当理解，虽然本公开包括关于云计算的详细描述，但是本文所引用的教导的实现不限于云计算环境。相反，本发明的实施例能够结合现在已知的或以后开发的任何其他类型的计算环境来实现。为了简洁起见，省略对在此描述的其他实施例中采用的相似元件的重复描述。
云计算是一种服务交付模型，用于实现对共享的可配置计算资源池(例如，网络、网络带宽、服务器、处理、内存、存储、应用程序、虚拟机和服务)的便捷、按需网络访问。可以通过最少的管理工作或与服务提供商的交互来快速配置和发布。该云模型可以包括至少五个特性、至少三个服务模式和至少四个部署模型。
特性如下：
按需自助服务：云消费者可以单方面地根据需要自动地提供计算能力，诸如服务器时间和网络存储，而不需要与服务提供商进行人工交互。
广泛的网络接入：功能可通过网络获得并且通过标准机制接入，该标准机制促进异构瘦客户机平台或胖客户机平台(例如，移动电话、膝上型计算机和PDA)的使用。
资源池化：提供者的计算资源被池化，使用多租户模型为多个消费者服务，不同的物理和虚拟资源根据需求动态分配和重新分配。存在位置独立性，因为消费者通常无法控制或了解所提供资源的确切位置，但可能能够在更高的抽象级别(例如，国家、州或数据中心)指定位置。
快速弹性：能力可以快速弹性地配置，在某些情况下是自动的，以快速向外扩展并快速释放以快速收缩。对于消费者而言，可用于配置的功能通常似乎是无限的，并且可以随时购买任何数量。
可测量的服务：云系统通过在适合服务类型(例如，存储、处理、带宽和活动用户帐户)的某种抽象级别上利用计量功能来自动控制和优化资源使用。可以监视、控制和报告资源使用情况，从而为所用服务的提供者和消费者提供透明度。
服务模型如下：
软件即服务(SaaS)：提供给消费者的能力是使用在云基础设施上运行的提供者的应用程序。可通过诸如web浏览器(例如，基于web的电子邮件)之类的瘦客户端接口从不同客户端设备访问应用。消费者不管理或控制包括网络、服务器、操作系统、存储或甚至单独的应用能力的底层云基础设施，但有限的用户特定应用程序配置设置可能除外。
平台即服务(PaaS)：提供给消费者的能力是将消费者创建的或获取的使用由提供商支持的编程语言和工具创建的应用部署到云基础设施上。消费者不管理或控制包括网络、服务器、操作系统或存储的底层云基础设施，但可以控制部署的应用程序和可能的应用程序托管环境配置。
基础设施即服务(IaaS)：提供给消费者的能力是提供处理、存储、网络和消费者能够部署和运行任意软件的其他基本计算资源，所述软件可以包括操作系统和应用。消费者不管理或控制底层云基础设施，但可以控制操作系统、存储、部署的应用程序，以及可能对选定网络组件(例如主机防火墙)的有限控制。
部署模型如下：
私有云：云基础架构专为组织运作。它可以由组织或第三方管理，并且可以存在于内部或外部。
社区云：云基础架构被若干组织共享并支持共同关注点(例如，任务、安全要求、策略、和合规性考虑)的特定社区。它可以由组织或第三方管理，并且可以存在于内部或外部。
公共云：使云基础架构对公众或大型行业组可用，并且由销售云服务的组织拥有。
混合云：云基础架构是两个或多个云(私有、社区或公共)的组合，这些云保持唯一实体但通过使数据和应用能够移植的标准化或专有技术(例如，云突发以用于云之间的负载平衡)绑定在一起。
云计算环境是面向服务的，侧重于无状态、低耦合、模块化和语义互操作性。云计算的核心是包括互连节点网络的基础设施。
现在参见图13，描述了说明性云计算环境1300。如图所示，云计算环境1300包括一个或多个云计算节点1302，云消费者使用的本地计算设备(诸如例如个人数字助理(PDA)或蜂窝电话1304、台式计算机1306、膝上型计算机1308和/或汽车计算机系统1310)可以与云计算节点1302通信。节点1302可彼此通信。它们可以物理地或虚拟地分组(未示出)在一个或多个网络中，诸如如上所述的私有云、社区云、公共云或混合云、或其组合。这允许云计算环境1300提供基础设施、平台和/或软件作为云消费者不需要为其维护本地计算设备上的资源的服务。应当理解，图13中所示的计算装置1304至1310的类型仅旨在是说明性的，并且计算节点1302和云计算环境1300可以通过任何类型的网络和/或网络可寻址连接(例如，使用网络浏览器)与任何类型的计算机化装置通信。
现在参见图14，示出了由云计算环境1300(图13)提供的一组功能抽象层。为了简洁起见，省略对在此描述的其他实施例中采用的相似元件的重复描述。应提前理解，图14中所示的组件、层和功能仅旨在是说明性的，并且本发明的实施例不限于此。如所描述，提供以下层和对应功能。
硬件和软件层1402包括硬件和软件组件。硬件组件的示例包括：大型机1404；基于RISC(精简指令集计算机)架构的服务器1406；服务器1408；刀片服务器1410；存储设备1412；以及网络和网络组件1414。在一些实施例中，软件组件包括网络应用服务器软件1416和数据库软件1418。
虚拟化层1420提供抽象层，从该抽象层可以提供虚拟实体的以下示例：虚拟服务器1422；虚拟存储1424；虚拟网络1426，包括虚拟专用网络；虚拟应用和操作系统1428；以及虚拟客户端1430。
在一个示例中，管理层1432可提供以下描述的功能。资源供应1434提供计算资源和用于在云计算环境内执行任务的其他资源的动态采购。计量和定价1436在云计算环境内利用资源时提供成本跟踪，并为这些资源的消费开账单或发票。在一个示例中，这些资源可以包括应用软件许可证。安全性为云消费者和任务提供身份验证，以及为数据和其他资源提供保护。用户门户1438为消费者和系统管理员提供对云计算环境的访问。服务水平管理1440提供云计算资源分配和管理，使得满足所需的服务水平。服务水平协议(SLA)规划和履行1442为云计算资源提供预安排和采购，根据该SLA预期该云计算资源的未来要求。
工作负载层1444提供可以利用云计算环境的功能的示例。可以从该层提供的工作负荷和功能的示例包括：映射和导航1446；软件开发和生命周期管理1448；虚拟教室教育交付1450；数据分析处理1452；事务处理1454；以及温度分布分析1456。本发明的不同实施例可以利用参见图13和图14所描述的云计算环境来确定和/或分析在一个或多个量子计算设备布局的运行过程中可以实现的温度分布。
本发明可以是任何可能的技术细节集成度的系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可包括其上具有用于使处理器执行本发明的各方面的计算机可读程序指令的计算机可读存储介质(或多个介质)。计算机可读存储介质可为可保留和存储供指令执行装置使用的指令的有形装置。计算机可读存储介质可以是，例如但不限于，电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备、或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非穷尽列表包括以下各项：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用盘(DVD)、记忆棒、软盘、诸如穿孔卡之类的机械编码设备或具有记录在其上的指令的槽中的凸出结构、以及上述各项的任何合适的组合。如本文所使用的计算机可读存储介质不应被解释为暂时性信号本身，例如无线电波或其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒体传播的电磁波(例如，穿过光纤电缆的光脉冲)或通过电线发射的电信号。
本文中所描述的计算机可读程序指令可以经由网络(例如，互联网、局域网、广域网和/或无线网络)从计算机可读存储介质下载到相应的计算/处理设备，或者下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光传输纤维、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或网络接口接收来自网络的计算机可读程序指令，并转发计算机可读程序指令以存储在相应计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、集成电路的配置数据、或以一种或多种程序设计语言的任何组合编写的源代码或目标代码，这些程序设计语言包括面向对象的程序设计语言(诸如Smalltalk、C++等)和过程程序设计语言(诸如“C”程序设计语言或类似程序设计语言)。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分在用户计算机上执行、作为独立软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接至用户计算机，或者可连接至外部计算机(例如，使用互联网服务提供商通过互联网)。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来使电子电路个性化来执行计算机可读程序指令，以便执行本发明的各方面。
下面将参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现在流程图和/或框图的或多个框中指定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置、和/或其他设备以特定方式工作，从而，其中存储有指令的计算机可读存储介质包括包含实现流程图和/或框图中的或多个方框中规定的功能/动作的方面的指令的制造品。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的处理，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图示出了根据本发明的不同实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。对此，流程图或框图中的每个框可表示指令的模块、段或部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些备选实现中，框中标注的功能可以不按照图中标注的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，连续示出的两个块实际上可以基本上同时执行，或者这些块有时可以以相反的顺序执行。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作或执行专用硬件与计算机指令的组合的基于专用硬件的系统来实现。
为了提供用于所公开的主题的各方面的上下文，图15以及以下讨论旨在提供对其中可实现所公开的主题的各方面的合适环境的一般描述。图15示出其中可促进本文所述的一个或多个实施例的示例非限制性操作环境的框图。为了简洁起见，省略对在此描述的其他实施例中采用的相似元件的重复描述。参考图15，用于实施本公开的各个方面的合适的操作环境1500可以包括计算机1512。计算机1512还可以包括处理单元1514、系统存储器1516以及系统总线1518。系统总线1518可以可操作地将包括但不限于系统存储器1516的系统部件耦合到处理单元1514。处理单元1514可以是不同可用处理器中的任何处理器。双微处理器和其他多处理器架构也可以被用作处理单元1514。系统总线1518可以是若干类型的总线结构中的任何一种，包括存储器总线或存储器控制器、外围总线或外部总线、和/或使用任何各种可用总线架构的局部总线，包括但不限于工业标准架构(ISA)、微通道架构(MSA)、扩展ISA(EISA)、智能驱动电子器件(IDE)、VESA局部总线(VLB)、外围组件互连(PCI)、卡总线、通用串行总线(USB)、高级图形端口(AGP)、火线、和小型计算机系统接口(SCSI)。系统存储器1516还可包括易失性存储器1520和非易失性存储器1522。基本输入/输出系统(BIOS)(包含诸如在启动期间在计算机1512内的元件之间传输信息的基本例程)可以存储在非易失性存储器1522中。作为示例而非限制，非易失性存储器1522可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存、或非易失性随机存取存储器(RAM)(例如，铁电RAM(FeRAM))。易失性存储器1520还可以包括充当外部高速缓冲存储器的随机存取存储器(RAM)。作为说明而非限制，RAM可以以许多形式获得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、SynchlinkDRAM(SLDRAM)、直接RambusRAM(DRRAM)、直接Rambus动态RAM(DRDRAM)和Rambus动态RAM。
计算机1512还可以包括可移动/不可移动、易失性/非易失性计算机存储介质。图15示出了例如盘存储装置1524。盘存储装置1524还可以包括但不限于像磁盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、Jaz驱动器、Zip驱动器、LS-100驱动器、闪存卡、或记忆棒的装置。磁盘存储器1524还可以包括单独或与其他存储介质组合的存储介质，包括但不限于光盘驱动器，如光盘ROM设备(CD-ROM)、CD可记录驱动器(CD-R驱动器)、CD可重写驱动器(CD-RW驱动器)或数字通用磁盘ROM驱动器(DVD-ROM)。为了促进盘存储装置1524与系统总线1518的连接，可以使用可移除或不可移除接口，诸如接口1526。图15还描绘了可充当用户与在合适的操作环境1500中描述的基本计算机资源之间的中介的软件。这样的软件还可以包括例如操作系统1528。可以存储在磁盘存储装置1524上的操作系统1528用于控制和分配计算机1512的资源。系统应用1530可以利用由操作系统1528通过例如存储在系统存储器1516中或存储在磁盘存储装置1524上的程序模块1532和程序数据1534对资源的管理。应当理解，本公开可用不同操作系统或操作系统的组合来实现。用户通过一个或多个输入设备1536将命令或信息输入到计算机1512中。输入设备1536可以包括但不限于定点设备，如鼠标、轨迹球、指示笔、触摸板、键盘、麦克风、操纵杆、游戏板、圆盘式卫星天线、扫描仪、TV调谐器卡、数码相机、数码摄像机、网络相机等。这些和其他输入设备可以经由一个或多个接口端口1538通过系统总线1518连接至处理单元1514。一个或多个接口端口1538可包括例如串行端口、并行端口、游戏端口和通用串行总线(USB)。一个或多个输出设备1540可以使用与输入设备1536相同类型的端口中的一些端口。因此，例如，USB端口可以用于向计算机1512提供输入，以及从计算机1512向输出设备1540输出信息。可以提供输出适配器1542以示出除了需要特殊适配器的其他输出设备1540之外，还存在一些输出设备1540，如监视器、扬声器和打印机。作为说明而非限制，输出适配器1542可以包括提供输出设备1540与系统总线1518之间的连接装置的视频和声卡。应当注意，其他设备和/或设备的系统提供输入和输出能力两者，诸如一个或多个远程计算机1544。
计算机1512可以使用到一个或多个远程计算机(诸如远程计算机1544)的逻辑连接在联网环境中操作。远程计算机1544可以是计算机、服务器、路由器、网络PC、工作站、基于微处理器的电器、对等设备或其他公共网络节点等，并且通常还可包括相对于计算机1512描述的许多或所有元件。为了简洁的目的，仅存储器存储设备1546被示为具有远程计算机1544。远程计算机1544可以通过网络接口1548逻辑地连接到计算机1512并且然后经由通信连接1550物理地连接。进一步，操作可跨多个(本地和远程)系统分布。网络接口1548可包括有线和/或无线通信网络，诸如局域网(LAN)、广域网(WAN)、蜂窝网络等。LAN技术包括光纤分布式数据接口(FDDI)、铜线分布式数据接口(CDDI)、以太网、令牌环等。WAN技术包括但不限于点对点链路、电路交换网络(如综合业务数字网(ISDN))及其变型、分组交换网络和数字用户线路(DSL)。一个或多个通信连接1550是指用于将网络接口1548连接至系统总线1518的硬件/软件。尽管为了说明清晰起见，通信连接1550被示出为在计算机1512内部，但它也可以在计算机1512的外部。仅出于示范性目的，用于连接到网络接口1548的硬件/软件还可包括内部和外部技术，诸如调制解调器，包括常规电话级调制解调器、电缆调制解调器和DSL调制解调器、ISDN适配器和以太网卡。
本发明的实施例可以是处于任何可能的技术细节集成度的系统、方法、装置和/或计算机程序产品。计算机程序产品可包括其上具有用于使处理器执行本发明的各方面的计算机可读程序指令的计算机可读存储介质(或多个介质)。计算机可读存储介质可为可保留和存储供指令执行装置使用的指令的有形装置。计算机可读存储介质可以是，例如但不限于，电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备、或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非穷尽列表还可以包括以下各项：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用盘(DVD)、记忆棒、软盘、诸如穿孔卡之类的机械编码设备或具有记录在其上的指令的槽中的凸出结构、以及上述各项的任何合适的组合。如本文所使用的计算机可读存储介质不应被解释为暂时性信号本身，例如无线电波或其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒体传播的电磁波(例如，穿过光纤电缆的光脉冲)或通过电线发射的电信号。
本文中所描述的计算机可读程序指令可以经由网络(例如，互联网、局域网、广域网和/或无线网络)从计算机可读存储介质下载到相应的计算/处理设备，或者下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光传输纤维、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或网络接口接收来自网络的计算机可读程序指令，并转发计算机可读程序指令以存储在相应计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。用于执行本发明的各个方面的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、集成电路的配置数据、或者以一种或多种编程语言的任何组合编写的源代码或者目标代码，该一种或多种编程语言包括面向对象的编程语言(诸如Smalltalk、C++等)和过程编程语言(诸如“C”编程语言或类似编程语言)。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分在用户计算机上执行、作为独立软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接至用户计算机，或者可连接至外部计算机(例如，使用互联网服务提供商通过互联网)。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来定制该电子电路来执行计算机可读程序指令，以便执行本发明的多个方面。
下面将参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。这些计算机可读程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现在流程图和/或框图的或多个框中指定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置、和/或其他设备以特定方式工作，从而，其中存储有指令的计算机可读存储介质包括包含实现流程图和/或框图中的或多个方框中规定的功能/动作的方面的指令的制造品。也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作动作，以产生计算机实现的处理，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的指令实现在流程图和/或框图的或多个框中指定的功能/动作。
附图中的流程图和框图示出了根据本发明的不同实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。对此，流程图或框图中的每个框可表示指令的模块、段或部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些备选实现中，框中标注的功能可以不按照图中标注的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，连续示出的两个块实际上可以基本上同时执行，或者这些块有时可以以相反的顺序执行。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作或执行专用硬件与计算机指令的组合的专用的基于硬件的系统来实现。
虽然上文已经在运行在计算机和/或计算机上的计算机程序产品的计算机可执行指令的一般上下文中描述了主题，但本领域技术人员将认识到，本公开还可或与其他程序模块组合实现。通常，程序模块包括执行特定任务和/或实现特定抽象数据类型的例程、程序、组件、数据结构等。此外，本领域的技术人员将认识到，本发明的计算机实现的方法可以用其他计算机系统配置来实践，包括单处理器或多处理器计算机系统、小型计算设备、大型计算机、以及计算机、手持式计算设备(例如，PDA、电话)、基于微处理器或可编程的消费者或工业电子产品等。所展示的方面还可以在分布式计算环境中实现，其中，任务由通过通信网络链接的远程处理设备来执行。然而，本发明的一些(如果不是全部的话)方面可在独立计算机上实践。在分布式计算环境中，程序模块可以位于本地和远程存储器存储设备两者中。
如在本申请中所使用的，术语“组件”、“系统”、“平台”、“接口”等可以指和/或可以包括计算机相关实体或与具有一个或多个特定功能的操作机器相关的实体。本文公开的实体可以是硬件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件。例如，组件可以是但不限于在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或计算机。作为说明，在服务器上运行的应用和服务器两者都可以是组件。一个或多个组件可以驻留在进程和/或执行的线程内，并且组件可以位于一个计算机上和/或分布在两个或更多个计算机之间。在另一实例中，相应组件可从具有存储于其上的不同数据结构的不同计算机可读介质执行。组件可以经由本地和/或远程进程通信，诸如根据具有一个或多个数据分组的信号(例如，来自与本地系统、分布式系统中的另一组件进行交互的一个组件的数据，和/或经由该信号跨诸如互联网之类的网络与其他系统进行交互的一个组件的数据)。作为另一示例，组件可以是具有由电气或电子电路操作的机械部件提供的特定功能的装置，该电气或电子电路由处理器执行的软件或固件应用操作。在这样的情况下，处理器可以在装置的内部或外部，并且可以执行软件或固件应用的至少一部分。作为又一示例，组件可以是通过没有机械部件的电子组件来提供特定功能的装置，其中电子组件可以包括处理器或用于执行至少部分地赋予电子组件的功能的软件或固件的其他装置。在一方面中，组件可经由例如云计算系统内的虚拟机来仿真电子组件。
此外，术语“或”旨在意指包括性的“或”而不是排他性的“或”。也就是说，除非另外指明，或从上下文清楚，“X采用A或B”旨在意指任何自然的包含性排列。即，如果X采用A；X采用B；或X采用A和B两者，则在任何前述情况下满足“X采用A或B”。此外，如主题说明书和附图中所使用的冠词“一个(a)”和“一种(an)”通常应被解释为意指“一个或多个”，除非另外说明或从上下文清楚指向单数形式。如本文所使用的，术语“实例”和/或“示例性”用于表示用作实例、例子或例证。为了避免疑问，在此披露的主题不受此类实例的限制。此外，本文中描述为“实例”和/或“示例性”的任何方面或设计不一定被解释为优于或优于其他方面或设计，也不意味着排除本领域普通技术人员已知的等效的示例性结构和技术。
如在本说明书中所采用的，术语“处理器”可以指基本上任何计算处理单元或装置，包括但不限于单核处理器；具有软件多线程执行能力的单处理器；多核处理器；具有软件多线程执行能力的多核处理器；具有硬件多线程技术的多核处理器；并行平台；以及具有分布式共享存储器的并行平台。另外，处理器可指代经设计以执行本文中所描述的功能的集成电路、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑控制器(PLC)、复杂可编程逻辑装置(CPLD)、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合。进一步，处理器可以利用纳米级架构，诸如但不限于基于分子和量子点的晶体管、开关和门，以便优化空间使用或增强用户设备的性能。处理器还可以被实现为计算处理单元的组合。在本公开中，诸如与组件的操作和功能相关的“存储”、“存储”、“数据存储”、“数据存储”、“数据库”和基本上任何其他信息存储组件的术语用于指“存储器组件”、“体现在“存储器”中的实体、或包括存储器的组件。应当理解，本文所描述的存储器和/或存储器部件可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为示例而非限制，非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除ROM(EEPROM)、闪存、或非易失性随机存取存储器(RAM)(例如，铁电RAM(FeRAM))。易失性存储器可包括例如可充当外部高速缓冲存储器的RAM。作为说明而非限制，RAM可以以许多形式获得，诸如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDRSDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、SynchlinkDRAM(SLDRAM)、直接RambusRAM(DRRAM)、直接Rambus动态RAM(DRDRAM)和Rambus动态RAM(RDRAM)。另外，本文所揭示的系统或计算机实施的方法的存储器组件既定包含(但不限于)这些和任何其他合适类型的存储器。
以上已经描述的内容仅包括系统、计算机程序产品和计算机实现的方法的示例。当然，为了描述本公开的目的，不可能描述组件、产品和/或计算机实现方法的每个可想象的组合，但是本领域普通技术人员可以认识到，本公开的许多进一步的组合和置换是可能的。此外，在详细说明、权利要求、附件以及附图中使用术语“包括”、“具有”、“拥有”等的程度上，这些术语旨在以类似于术语“包含”的方式是包括性的，因为在权利要求中采用“包含”作为过渡词时，解释“包含”。已经出于说明的目的呈现了不同实施例的描述，但并不旨在是详尽的或限于所公开的实施例。在不脱离所描述的实施例的范围的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。这里使用的术语被选择来最好地解释实施例的原理、实际应用或对在市场中找到的技术的技术改进，或者使得本领域普通技术人员能够理解这里公开的实施例。

Claims (15)

1.一种用于识别超导量子处理器表现出的温度分布的系统，所述系统包括：
存储计算机可执行组件的存储器；
处理器，其可操作地耦合到所述存储器，并且执行存储在所述存储器中的所述计算机可执行组件，其中所述计算机可执行组件包括：
区域组件，所述区域组件从量子计算设备布局中限定多个温度区域；以及
映射组件，所述映射组件通过确定在该量子计算设备布局的操作过程中在该多个温度区域内实现的至少一个温度来生成表征温度分布的映射。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述区域组件基于包括在所述量子计算设备布局内的超导谐振器的位置，将所述量子计算设备布局划分为所述多个温度区域。
3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，进一步包括：
模拟组件，该模拟组件确定该量子计算设备布局的超导谐振器在参考温度下所展示的估算频率；以及
测量组件，该测量组件在该量子计算设备布局的操作过程中测量由该超导谐振器展现的实际频率。
4.根据权利要求3所述的系统，进一步包括：
温度估算组件，该温度估算组件基于在该参考温度下的估算频率与该实际频率之间的定义的关系来确定在该多个温度区域内实现的所述至少一个温度。
5.根据权利要求4所述的系统，进一步包括：
优化组件，所述优化组件确定所述至少一个温度是否包括相差小于或等于定义的阈值的多个温度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，包括：
一个温度估算组件，该温度估算组件基于一个超导共振器所展示的频率偏移来确定在多个温度区域内实现的至少一个温度，该超导共振器由于动力学电感的变化而被包括在一个量子计算设备布局内。
7.一种用于识别超导量子处理器表现出的温度分布的计算机实现的方法，所述方法包括：
通过可操作地耦合到处理器的系统定义来自量子计算设备布局的多个温度区域；以及
由所述系统通过确定在所述量子计算设备布局的操作期间在所述多个温度区域内实现的至少一个温度来生成表征温度分布的映射。
8.根据权利要求7所述的计算机实施的方法，其中，将所述量子计算设备布局划分为所述多个温度区域是基于包括在所述量子计算设备布局内的超导谐振器的位置。
9.根据权利要求7或8所述的计算机实现的方法，进一步包括：
由该系统确定在参考温度下该量子计算设备布局的超导谐振器所展现的估算频率；并且
由该系统测量该超导谐振器在该量子计算设备布局的操作过程中所展现的工作频率。
10.根据权利要求9所述的计算机实施方法，其中，通过在所述参考温度下的估算频率与所述操作频率之间的限定关系来促进确定所述至少一个温度。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的计算机实现的方法，进一步包括：
由所述系统确定所述至少一个温度是否包括相差小于或等于定义的阈值的多个温度。
12.根据权利要求11所述的计算机实现方法，其中，所述至少一个温度包括相差大于限定阈值的所述多个温度，并且其中，所述计算机实现方法进一步包括：
由该系统推荐该量子计算设备布局的特征的重新定位以改变该温度分布。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的计算机实现的方法，包括：
由一个可操作地联接到处理器上的系统基于一个超导谐振器所展示的频率偏移来确定在多个温度区域内实现的至少一个温度，该超导谐振器由于动力学电感的变化而被包括在量子计算设备布局内。
14.一种用于识别由超导量子处理器表现出的温度分布的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：
计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质可由处理电路读取并且存储用于由所述处理电路执行以执行根据权利要求7至13中任一项所述的方法的指令。
15.一种计算机程序，存储在计算机可读介质上并可加载到数字计算机的内部存储器中，所述计算机程序包括软件代码部分，当所述程序在计算机上运行时，所述软件代码部分用于执行根据权利要求7至13中任一项所述的方法。
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