CN115329975A

CN115329975A - 仿真方法、装置、设备及存储介质

Info

Publication number: CN115329975A
Application number: CN202210934698.9A
Authority: CN
Inventors: 贾朋; 晋力京
Original assignee: Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2022-08-04
Filing date: 2022-08-04
Publication date: 2022-11-11

Abstract

本公开提供了仿真方法及装置、设备及存储介质，涉及计算机领域，尤其涉及量子计算机、量子仿真领域。具体实现方案为：仿真得到至少两个本征频率组，其中，所述本征频率组包括目标参数值下的第一目标器件所对应的第一本征频率，以及所述目标参数值下的第二目标器件所对应的第二本征频率；其中，所述目标参数值为所述第一目标器件所对应的参数值；不同所述本征频率组所对应的目标参数值不同；所述第一目标器件和所述第二目标器件为量子芯片版图中的器件；至少基于所述至少两个本征频率组，得到所述量子芯片版图中所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度。如此，本公开方案适用性和实用性均强。

Description

仿真方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本公开涉及计算机领域，尤其涉及量子计算机、量子仿真领域。

背景技术

在整个量子芯片版图设计中，特征参数的设计是非常关键的一部分。比如，不同器件间耦合强度的设计是重中之重。因此，亟需一种方案以便捷地求得量子芯片版图中目标器件之间的耦合强度。

发明内容

本公开提供了一种仿真方法、装置、设备及存储介质。

根据本公开的一方面，提供了一种仿真方法，包括：

仿真得到至少两个本征频率组，其中，所述本征频率组包括目标参数值下的第一目标器件所对应的第一本征频率，以及所述目标参数值下的第二目标器件所对应的第二本征频率；其中，所述目标参数值为所述第一目标器件所对应的参数值；不同所述本征频率组所对应的目标参数值不同；所述第一目标器件和所述第二目标器件为量子芯片版图中的器件；

至少基于所述至少两个本征频率组，得到所述量子芯片版图中所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度。

根据本公开的另一方面，提供了一种仿真装置，包括：

仿真处理单元，用于仿真得到至少两个本征频率组，其中，所述本征频率组包括目标参数值下的第一目标器件所对应的第一本征频率，以及所述目标参数值下的第二目标器件所对应的第二本征频率；其中，所述目标参数值为所述第一目标器件所对应的参数值；不同所述本征频率组所对应的目标参数值不同；所述第一目标器件和所述第二目标器件为量子芯片版图中的器件；

数据处理单元，用于至少基于所述至少两个本征频率组，得到所述量子芯片版图中所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行本公开中任一实施例的方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，该计算机指令用于使该计算机执行根据本公开中任一实施例的方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现根据本公开中任一实施例的方法。

这样，本公开方案无需对量子芯片版图进行复杂的建模即可便捷地得到量子芯片版图中目标器件(比如第一目标器件和第二目标器件)之间的耦合强度，且对于量子芯片版图的规模没有限制，因此，适用性和实用性均强。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：

图1是根据本公开一实施例仿真方法的实现流程示意图一；

图2是根据本公开一实施例仿真方法的实现流程示意图二；

图3是根据本公开一实施例仿真方法的实现流程示意图三；

图4是根据本公开一实施例仿真方法的实现流程示意图四；

图5是根据本公开一实施例仿真方法在一具体示例中的实现流程示意图；

图6(a)是根据本公开一实施例量子芯片版图的结构示意图；

图6(b)是本公开方案得到的仿真结果与现有方案的仿真结果的对比图；

图7是根据本公开一实施例仿真装置的结构示意图；

图8是用来实现本公开实施例的仿真方法的电子设备的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。本文中术语“第一”、“第二”表示指代多个类似的技术用语并对其进行区分，并不是限定顺序的意思，或者限定只有两个的意思，例如，第一特征和第二特征，是指代有两类/两个特征，第一特征可以为一个或多个，第二特征也可以为一个或多个。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，缺少某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

随着后摩尔时代的到来，传统计算方式面临芯片制程对算力的制约。受益于量子叠加和纠缠等独特性质，量子计算被认为是新一代的信息处理技术。作为后摩尔时代的代表性技术，量子计算在处理复杂物理系统模拟、量子化学等复杂问题上有巨大的潜力。量子高潜应用的研发极大地推进了量子硬件的发展。在过去几十年中，人们对众多可以实现量子计算的技术路线进行了研究，包括离子阱，金刚石NV色心，核心磁共振，冷原子，超导量子电路等。其中，以超导量子电路为基础的超导量子计算有着退相干时间长，可扩展性强，微纳加工技术相对成熟等优势，被认为是最有可能率先实现实用化量子计算的技术方案。

作为超导量子计算的硬件载体，超导量子芯片的研发至关重要。构成超导量子芯片的基本单元是量子比特，其集成的数目直接影响着超导量子芯片的性能。近年来，国内外研究机构相继加入对超导量子芯片的研究，实现了从单量子比特到几十个甚至上百个量子比特的集成，并在特定算法的实现上展现了量子优越性。可见，规模化量子比特的集成是超导量子芯片的发展趋势。但是，随着量子比特数目的增多，超导量子芯片版图设计的挑战也越来越大。

量子芯片版图(或超导量子芯片版图)的设计包括对其中器件的特征参数设计、位置布局、布线研发等。其中器件的特征参数设计是量子芯片版图设计中的重中之重，决定了整个量子芯片的最终性能。具体而言，特征参数主要包括量子比特、读取腔及滤波器等器件的频率，各器件的品质因子，器件间的耦合强度等。其中各器件的频率、品质因子等参数可以通过电磁仿真的手段得到相对较为准确的数值。但器件间耦合强度的求解则较为复杂，目前业内主要使用对量子芯片版图进行等效电路建模的方式进行计算。这种方法在比特数目较少的版图中较为适用，但是随着量子比特数目的增多，等效电路的建模过程会变得复杂且低效。因此，急需一种高效且准确的方法来对量子芯片版图中目标器件间的耦合强度进行求解，如此来提高量子芯片版图设计的效率。

基于此，本公开方案提出一种精准求解超导量子芯片版图中不同器件间耦合强度的方案。

具体地，图1是根据本公开一实施例仿真方法的实现流程示意图一。该方法可选地可以应用于经典计算设备中，比如，个人电脑、服务器、服务器集群等任何具有经典计算能力的电子设备。进一步地，该方法包括以下内容的至少部分内容。具体地，如图1所示，该方法包括：

步骤S101：仿真得到至少两个本征频率组，其中，所述本征频率组包括目标参数值下的第一目标器件所对应的第一本征频率，以及所述目标参数值下的第二目标器件所对应的第二本征频率；其中，所述目标参数值为所述第一目标器件所对应的参数值；不同所述本征频率组所对应的目标参数值不同；所述第一目标器件和所述第二目标器件为量子芯片版图中的器件。

本申请方案中，每个所述本征频率组所包含的第一本征频率和第二本征频率，均是在目标参数值下所对应的本征频率。而且，不同本征频率组所对应的目标参数值不同。举例来说，所述两个本征频率组中的第一组包括在第一参数值下的第一目标器件所对应的第一本征频率，以及第一参数值下的第二目标器件所对应的第二本征频率。相应地，所述两个本征频率组中的第二组包括在第二参数值下的第一目标器件所对应的第一本征频率，以及第二参数值下的第二目标器件所对应的第二本征频率；而且，所述第一参数值和第二参数值不同。

可以理解的是，不同本征频率组是在不同仿真流程中得到的；进一步地，同一本征频率组中的不同本征频率，即一个本征频率组中的第一本征频率和第二本征频率，可以是在一次仿真流程中得到的，也可以是不同仿真流程中得到的，比如，一次仿真过程，得到第一频率信息，另外一次仿真过程得到第二频率信息等，本公开方案对此不作限制。

步骤S102：至少基于所述至少两个本征频率组，得到所述量子芯片版图中所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度。

这样，本公开方案无需对量子芯片版图进行复杂的建模即可便捷地得到量子芯片版图中目标器件(比如第一目标器件和第二目标器件)之间的耦合强度，且对于量子芯片版图的规模没有限制，因此，更适用于量子芯片版图中量子比特数目较多的场景。

需要说明的是，本公开方案所述的版图能够描述真实量子芯片(或超导量子芯片)中物理结构的几何形状，包含但不限于各物理结构在量子芯片上的形状、面积和位置等。比如，量子芯片版图描述有量子比特、耦合器件、读取腔等各器件的位置、以及连接关系等。

在一具体示例中，所述量子芯片版图还可以具体为超导量子芯片的版图。这里，超导量子芯片指由超导材料制备而成的量子芯片。比如，所述超导量子芯片中所有元器件(比如量子比特、耦合器件等)均由超导材料制备而成。

进一步地，在本公开方案应用于超导量子芯片版图的情况下，本公开方案还可适用于任意规模的超导量子芯片，比如，随着量子比特数目的增加，本公开方案仍然适用。

可以理解的是，所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度，与目标参数的取值相关。举例来说，在所述目标参数的取值为第一参数值的情况下仿真得到的所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度，与所述目标参数的取值为第二参数值的情况下仿真得到的所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度，可能不同。

可以理解的是，本公开方案中，所述第一目标器件为目标参数可调的器件。比如，所述第一目标器件的目标参数从第一参数值调整为第二参数值等。

在一具体示例中，所述目标参数为等效电感。此时，目标参数值则具体为电感值；进一步地，仿真得到的所述本征频率组包括电感值下的第一目标器件所对应的第一本征频率，以及电感值下的第二目标器件所对应的第二本征频率。进一步地，在等效电感为第一电感值下，仿真得到的所述两个本征频率组中第一组包括在第一电感值下的第一目标器件所对应的第一本征频率，以及第一电感值下的第二目标器件所对应的第二本征频率；在等效电感为第二电感值下，仿真得到的所述两个本征频率组中的第二组包括第二电感值下的第一目标器件所对应的第一本征频率，以及第二电感值下的第二目标器件所对应的第二本征频率；其中，所述第一电感值与所述第二电感值不同。

在另一具体示例中，所述第一目标器件为量子芯片版图(比如超导量子芯片版图)中等效电感可调的器件；进一步地，所述第一目标器件为包含有电感可调组件的器件，比如，为具有约瑟夫森结的器件；具体地，在一示例中，所述第一目标器件为量子芯片版图(比如超导量子芯片版图)中具有约瑟夫森结的量子比特、或具有约瑟夫森结的耦合器。

需要说明的是，实际应用中，还可以有其他结构来替代约瑟夫森结，并作为器件的可调电感，本公开方案对此不作限制。

在本公开方案中的一具体示例中，所述第二目标器件为目标参数可调的器件，或为目标参数不可调的器件。

在一具体示例中，所述目标参数为等效电感。进一步地，所述第二目标器件，为量子芯片版图(比如超导量子芯片版图)中等效电感可调的器件；进一步地，所述第二目标器件为包含有电感可调组件的器件，比如，为具有约瑟夫森结的器件；具体地，在一示例中，所述第二目标器件为量子芯片版图(比如超导量子芯片版图)中具有约瑟夫森结的量子比特、或具有约瑟夫森结的耦合器。此时，本公开方案能够仿真得到两量子比特或者量子比特与耦合器之间的耦合强度。

或者，在另一具体示例中，所述第二目标器件，为量子芯片版图(比如超导量子芯片版图)中等效电感不可调的器件。比如，为量子芯片版图(比如超导量子芯片版图)中读取谐振腔或滤波器等。此时，本公开方案能够仿真得到量子比特与其他器件之间的耦合强度等。

这里，需要说明的是，当所述第二目标器件为目标参数可调(比如电感可调)的器件的情况下，该示例中，第二目标器件的目标参数(比如等效电感)也为固定值，换言之，该示例中，仅需调整第一目标器件的目标参数的取值，而无需调整第二目标器件的目标参数的取值。

这样，能够进一步丰富本公开方案的适用场景，进而进一步提升本公开方案的适用性。

在本公开方案中的一具体示例中，还提供了一种仿真方法，图2是根据本申请一实施例仿真方法的示意性流程图二。该方法可选地可以应用于经典计算设备，比如，个人电脑、服务器、服务器集群等具有经典计算能力的电子设备中。可以理解的是，以上图1所示方法的相关内容，也可以应用于该示例中，该示例对相关联内容不再赘述。

进一步地，该方法包括以下内容的至少部分内容。具体地，如图2所示，包括：

步骤S201：仿真得到所述量子芯片版图所对应的电场分布。

步骤S202：基于所述量子芯片版图所对应的电场分布确定不存在目标寄生模式的情况下，基于所述量子芯片版图所对应的电场分布，得到所述第一目标器件所对应的本征频率范围，以及第二目标器件所对应的本征频率范围，并执行步骤S204。

步骤S203：基于所述量子芯片版图所对应的电场分布确定存在所述目标寄生模式的情况下，对所述量子芯片版图的结构参数进行调整，并在调整后重新仿真得到所述量子芯片版图所对应的电场分布，直至基于所述量子芯片版图所对应的电场分布确定不存在所述寄生模式为止。进一步地，在确定不存在所述寄生模式的情况下，执行步骤S202。

本示例中，寄生模式(或称寄生频率)指在电磁仿真过程中量子芯片版图的芯片模式(chip mode)或者结构模式，该模式(也即频率)弥散在超导量子芯片版图上，而并非集中到某个器件上。因此，若寄生模式与目标器件(比如第一目标器件或第二目标器件)的模式(或频率)很难辨别，则会影响后续对目标器件的频率的判断，因此，需要对所述量子芯片版图的结构参数进行调整，以将寄生模式远离目标器件，即远离第一目标器件和第二目标器件，比如，调整至寄生模式位于第一目标器件的频率和/或第二目标器件的频率的预设范围之外。

在一具体示例中，可以通过调整量子芯片版图中真空层的尺寸，来使寄生模式远离第一目标器件和/或第二目标器件模式，并得到寄生模式远离第一目标器件的频率以及远离第二目标器件的频率的模式的版图。进而基于重新得到的量子芯片版图进行仿真，以在消除寄生模式影响的量子芯片版图的基础上，仿真得到第一目标器件与第二目标器件之间的耦合强度。

在一具体示例中，基于量子芯片版图所对应的电场分布，确定存在与第一目标器件和/或第二目标器件的频率相近的寄生模式，则认为存在所述目标寄生模式。比如，基于量子芯片版图所对应的电场分布，确定在第一目标器件和/或第二目标器件的频率的预设范围内存在寄生模式，则认为存在目标寄生模式。

进一步地，在一具体示例中，基于量子芯片版图所对应的电场分布，确定不存在与第一目标器件以及第二目标器件的频率相近的寄生模式，则认为不存在所述目标寄生模式。比如，基于量子芯片版图所对应的电场分布，确定在第一目标器件的频率的预设范围内不存在寄生模式，以及确定在第二目标器件的频率的预设范围内不存在寄生模式，则认为不存在目标寄生模式。

步骤S204：基于所述第一目标器件所对应的本征频率范围，以及所述第二目标器件所对应的本征频率范围，仿真得到至少两个本征频率组。

在一具体示例中，基于所述第一目标器件所对应的本征频率范围，以及所述第二目标器件所对应的本征频率范围，仿真得到所述至少两个本征频率组中的第一组，该第一组包含第一参数值下的、所述第一目标器件所对应的第一本征频率，以及所述第一参数值下的第二目标器件所对应的第二本征频率；进一步地，基于所述第一目标器件所对应的本征频率范围，以及所述第二目标器件所对应的本征频率范围，仿真得到所述至少两个本征频率组中的第二组，该第二组包含第二参数值下的、所述第一目标器件所对应的第一本征频率，以及所述第二参数值下的第二目标器件所对应的第二本征频率；这里，所述第一参数值、第二参数值均为第一目标器件的目标参数的取值，而且，所述第一参数值与所述第二参数值不同。

步骤S205：至少基于所述至少两个本征频率组，得到所述量子芯片版图中所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度。

这样，提供了一种先粗略仿真得到第一目标器件所对应的本征频率范围，以及所述第二目标器件所对应的本征频率范围，进而在得到的本征频率范围内，精细化仿真得到至少两个本征频率组，进而得到所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度，有效提升了仿真效率，同时，也提升了结果的准确度。

在本公开方案的一具体示例中，还提供了一种仿真方法，图3是根据本申请一实施例仿真方法的示意性流程图三。该方法可选地可以应用于经典计算设备，比如，个人电脑、服务器、服务器集群等具有经典计算能力的电子设备中。可以理解的是，以上图1和图2所示方法的相关内容，也可以应用于该示例中，该示例对相关联内容不再赘述。

进一步地，该方法包括以下内容的至少部分内容。具体地，如图3所示，包括：

步骤S301：仿真得到至少两个本征频率组，其中，所述本征频率组包括目标参数值下的第一目标器件所对应的第一本征频率，以及所述目标参数值下的第二目标器件所对应的第二本征频率；其中，所述目标参数值为所述第一目标器件所对应的参数值；不同所述本征频率组所对应的目标参数值不同；所述第一目标器件和所述第二目标器件为量子芯片版图中的器件。

可以理解的是，可以采用上述图1或图2所示的方法仿真得到至少两个本征频率组，可参照以上描述，此处不再赘述。

步骤S302：至少基于所述至少两个本征频率组，得到所述第一目标器件的目标第一裸态频率，以及所述第二目标器件的目标第二裸态频率。

在一具体示例中，该步骤S302具体包括：

基于所述至少两个本征频率组，以及所述至少两个目标参数值，得到所述第一目标器件与第二目标器件之间所对应的互感电容值，以及用于对所述第一目标器件的目标参数进行修正的参数修正值；

基于所述互感电容值、所述参数修正值，以及所述至少两个本征频率组中的至少一组，得到所述第一目标器件的目标第一裸态频率，以及所述第二目标器件的目标第二裸态频率。

可以理解的是，得到的目标第一裸态频率和目标第二裸态频率，与第一目标器件的目标参数的取值相关，比如，在一示例中，基于所述互感电容值、所述参数修正值，以及所述至少两个本征频率组中第一组，则可得到第一参数值所对应的第一目标器件的目标第一裸态频率、以及第一参数值下的第二目标器件的目标第二裸态频率。

举例来说，以目标参数为等效电感为例，此时，第一组对应的第一参数值则可具体为第一电感值(记为L₁)，第二组对应的第二参数值则可具体为第二电感值(记为N·L₁，表示在L₁的基础上调整而得)，所述参数修正值可具体为电感修正值。进一步地，基于量子芯片(如超导量子芯片)中不同器件的本征频率与裸态频率间“平方和不变”的原理，可得到如下方程组：

其中，所述

分别为第一组所包含的第一电感值(即L₁)下的第一目标器件的第一本征频率、以及第一电感值(即L₁)下的第二目标器件的第二本征频率。ω₊′，ω_-′分别为第二组所包含的第二电感值(即N·L₁)下的第一目标器件的第一本征频率、以及第二电感值(即N·L₁)下的第二目标器件的第二本征频率。所述C为第一目标器件和第二目标器件之间的互感电容，也即互感电容值。所述δ为用于对所述第一目标器件的等效电感进行修正的电感修正值。

进一步地，

其中，所述L₂为第二目标器件的等效电感，所述C为第一目标器件和第二目标器件之间的互感电容，也即互感电容值。

基于此，在仿真得到

以及ω₊′，ω_-′，同时，

L₁、N·L₁、L₂均为已知数的基础上，即可基于上述方程组得到第一电感值L₁下的第二目标器件的目标第二裸态频率。

进一步地，基于

即可得到第一电感值L₁下的第一目标器件的目标第一裸态频率。

这样，通过引入电感修正值来提高得到的裸态频率，比如第一目标裸态频率和目标第二裸态频率的准确性；对于量子芯片(或者超导量子芯片)的设计、仿真以及验证均有重要指导意义。

步骤S303：基于所述第一目标器件的目标第一裸态频率、所述第二目标器件的目标第二裸态频率、以及所述至少两个本征频率组中第一组所对应的第一本征频率和第二本征频率，得到所述第一组所对应的第一参数值下的、所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度。

这里，在得到第一参数值下的第一目标器件的目标第一裸态频率、以及第一参数值下的第二目标器件的目标第二裸态频率的基础上，即可得到第一参数值下的、所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度。

举例来说，继续以目标参数为等效电感为例，在得到第一电感值L₁下的第二目标器件的目标第二裸态频率，以及第一电感值L₁下的第一目标器件的目标第一裸态频率的基础上，即可基于如下公式，得到第一参数值(如第一电感值L₁)下的第一目标器件与第二目标器件之间的耦合强度g：

其中，ω₁为第一参数值(如第一电感值L₁)下的第一目标器件的目标第一裸态频率，ω₂为第一参数值(如第一电感值L₁)下的第二目标器件的目标第二裸态频率；

为第一参数值(如第一电感值L₁)下的第一目标器件的第一本征频率；

为第一参数值(如第一电感值L₁)下的第二目标器件的第二本征频率。

这样，通过引入电感修正值来提高结果的准确性，在提高得到的裸态频率的基础上，进一步提高得到第一参数值下的、所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度的准确性。对于量子芯片(或者超导量子芯片)的设计、仿真以及验证均有重要指导意义。

在本公开方案的一具体示例中，还提供了一种仿真方法，图4是根据本申请一实施例仿真方法的示意性流程图四。该方法可选地可以应用于经典计算设备，比如，个人电脑、服务器、服务器集群等具有经典计算能力的电子设备中。可以理解的是，以上图1、图2和图3所示方法的相关内容，也可以应用于该示例中，该示例对相关联内容不再赘述。

进一步地，该方法包括以下内容的至少部分内容。具体地，如图4所示，包括：

步骤S401：仿真得到至少两个本征频率组，其中，所述本征频率组包括目标参数值下的第一目标器件所对应的第一本征频率，以及所述目标参数值下的第二目标器件所对应的第二本征频率；其中，所述目标参数值为所述第一目标器件所对应的参数值；不同所述本征频率组所对应的目标参数值不同；所述第一目标器件和所述第二目标器件为量子芯片版图中的器件。

步骤S402：至少基于所述至少两个本征频率组，得到所述第一目标器件的目标第一裸态频率，以及所述第二目标器件的目标第二裸态频率。

在一具体示例中，该步骤S402具体包括：

可以理解的是，得到的目标第一裸态频率和目标第二裸态频率，与第一目标器件的目标参数的取值相关，比如，在一示例中，基于所述互感电容值、所述参数修正值，以及所述至少两个本征频率组中第二组，则可得到第二参数值所对应的第一目标器件的目标第一裸态频率、以及第二参数值下的第二目标器件的目标第二裸态频率。

其中，所述

进一步地，

基于此，在仿真得到

以及ω₊′，ω_-′，同时，

进一步地，基于ω₊′²+ω_-′²＝ω₁ ²+ω₂ ²，即可得到第二电感值N·L₁下的第一目标器件的目标第一裸态频率。

步骤S403：基于所述第一目标器件的目标第一裸态频率、所述第二目标器件的目标第二裸态频率、以及所述至少两个本征频率组中第二组所对应的第一本征频率和第二本征频率，得到所述第二组所对应的第二参数值下的、所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度。

这里，在得到第二参数值下的第一目标器件的目标第一裸态频率、以及第二参数值下的第二目标器件的目标第二裸态频率的基础上，即可得到第二参数值下的、所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度。

举例来说，继续以目标参数为等效电感为例，在得到第二电感值N·L₁下的第二目标器件的目标第二裸态频率，以及第二电感值N·L₁下的第一目标器件的目标第一裸态频率的基础上，即可基于如下公式，得到第二参数值(如第二电感值N·L₁)下的第一目标器件与第二目标器件之间的耦合强度g：

其中，ω₁为第二参数值(如第二电感值N·L₁)下的第一目标器件的目标第一裸态频率，ω₂为第二参数值(如第二电感值L₁)下的第二目标器件的目标第二裸态频率；ω₊′为第二参数值(如第二电感值N·L₁)下的第一目标器件的第一本征频率；ω_-′为第二参数值(如第二电感值N·L₁)下的第二目标器件的第二本征频率。

这样，通过引入电感修正值来提高结果的准确性，在提高得到的裸态频率的基础上，进一步提高得到第二参数值下的、所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度的准确性。对于量子芯片(或者超导量子芯片)的设计、仿真以及验证均有重要指导意义。

在本公开方案的一具体示例中，还可以采用如下方式，对得到的裸态频率进行验证，进而进一步提升结果的准确性；具体地，以上所述的基于所述互感电容值、所述参数修正值，以及所述至少两个本征频率组中的至少一组，得到所述第一目标器件的目标第一裸态频率，以及所述第二目标器件的目标第二裸态频率，具体包括：

基于所述互感电容值、所述参数修正值，以及所述至少两个本征频率组中的至少一组，得到第一目标器件的预期第一裸态频率，以及所述第二目标器件的预期第二裸态频率；

在确定所述预期第一裸态频率与所述预期第二裸态频率满足预设条件的情况下，将所述预期第一裸态频率作为所述第一目标器件的目标第一裸态频率，将所述预期第二裸态频率作为所述第二目标器件的目标第二裸态频率。

在一具体示例中，所述预设条件为至少为以下方式之一：

第一组内差和裸态频率差的差值大于预设阈值；

第二组内差和裸态频率差的差值大于预设阈值；

其中，所述裸态频率差为所述预期第一裸态频率与所述预期第二裸态频率之间的差值；所述第一组内差为所述至少两个本征频率组中第一组所对应的第一本征频率和第二本征频率的差值；所述第二组内差为所述至少两个本征频率组中的第二组所对应的第一本征频率和第二本征频率的差值。

在一具体示例中，基于所述互感电容值、所述参数修正值，以及所述至少两个本征频率组中的第一组，得到第一参数值下的第一目标器件的预期第一裸态频率，以及第一参数值下的所述第二目标器件的预期第二裸态频率；进一步地，在确定第一参数值下的预期第一裸态频率与预期第二裸态频率满足预设条件的情况下，将第一参数值下的预期第一裸态频率作为第一参数值下的所述第一目标器件的目标第一裸态频率，将第一参数值下的预期第二裸态频率作为第一参数值下的所述第二目标器件的目标第二裸态频率。

或者，在另一具体示例中，基于所述互感电容值、所述参数修正值，以及所述至少两个本征频率组中的第二组，得到第二参数值下的第一目标器件的预期第一裸态频率，以及第二参数值下的所述第二目标器件的预期第二裸态频率；进一步地，在确定第二参数值下的预期第一裸态频率与预期第二裸态频率满足预设条件的情况下，将第二参数值下的预期第一裸态频率作为第二参数值下的所述第一目标器件的目标第一裸态频率，将第二参数值下的预期第二裸态频率作为第二参数值下的所述第二目标器件的目标第二裸态频率。

也就是说，无论是第一参数值下得到的裸态频率，还是第二参数值下得到的裸态频率，均可以采用该示例所述的方式进行验证。如此，来进一步提升结果的准确性。

在本公开方案的一具体示例中，在确定所述预期第一裸态频率与所述预期第二裸态频率不满足所述预设条件的情况下，重新仿真得到至少两个本征频率组，直至重新得到的预期第一裸态频率与预期第二裸态频率满足所述预设条件为止。如此，来确保得到的裸态频率的结果的准确性，进而来确保得到的第一目标器件与第二目标器件之间的耦合强度的准确性。

在本公开方案的一具体示例中，可以采用如下方式，来确定预期第一裸态频率与预期第二裸态频率是否满足所述预设条件，具体包括：基于所述预期第一裸态频率与所述预期第二裸态频率，得到裸态频率差；在所述裸态频率差与第一组内差或第二组内差的差值大于预设阈值的情况下，确定所述预期第一裸态频率与所述预期第二裸态频率确定满足预设条件；

或者，在所述裸态频率差与第一组内差或第二组内差的差值小于等于预设阈值的情况下，确定所述预期第一裸态频率与所述预期第二裸态频率不满足预设条件；

其中，所述第一组内差为所述至少两个本征频率组中第一组所对应的第一本征频率和第二本征频率的差值；所述第二组内差为所述至少两个本征频率组中的第二组所对应的第一本征频率和第二本征频率的差值。

举例来说，基于第一参数值下的预期第一裸态频率与预期第二裸态频率，得到第一参数值对应的裸态频率差；在第一参数值对应的裸态频率差与第一组内差的差值大于预设阈值的情况下，确定第一参数值下的预期第一裸态频率与预期第二裸态频率确定满足所述预设条件。或者，在第一参数值对应的裸态频率差与第一组内差的差值小于等于预设阈值的情况下，确定第一参数值下的预期第一裸态频率与预期第二裸态频率确定不满足所述预设条件。

又比如，基于第二参数值下的预期第一裸态频率与预期第二裸态频率，得到第二参数值对应的裸态频率差；在第二参数值对应的裸态频率差与第二组内差的差值大于预设阈值的情况下，确定第二参数值下的预期第一裸态频率与预期第二裸态频率确定满足所述预设条件。或者，在第二参数值对应的裸态频率差与第二组内差的差值小于等于预设阈值的情况下，确定第二参数值下的预期第一裸态频率与预期第二裸态频率确定不满足所述预设条件。

如此，提供一种具体地、简便地准确性验证方案，以确保得到的裸态频率的结果的准确性，进而确保得到的第一目标器件与第二目标器件之间的耦合强度的准确性。

以下结合具体示例对本公开方案做进一步详细说明；具体地，本公开方案提出一种精准求解量子芯片中不同器件间耦合强度的解决方案。

具体而言，本公开方案基于量子芯片(如超导量子芯片)中不同器件的本征频率与裸态频率间“平方和不变”的原理求解不同器件间的耦合强度。运用本公开方案，能够仿真得到量子芯片(比如超导量子芯片)中两个量子比特间，或量子比特与读取腔间的耦合强度等。

以下从三个方面阐述本公开方案。第一部分，论述本公开方案求解耦合强度的原理；第二部分，论述本公开方案提出的量子芯片版图中不同器件间耦合强度的仿真步骤；第三部分，为了很好地展示本公开方案的普适性，将其应用到量子芯片版图中，以计算相邻两个量子比特间的耦合强度，同时，将结果与现有等效电路方法所得出的结果进行比较，如此，来验证本公开方案结果的准确性。

第一部分

该部分以超导量子芯片为例，对超导量子芯片中的目标器件间耦合强度进行一般性推理说明。

可以理解的是，以下推理过程也具有一般性，比如，同样适用于其他量子芯片，本公开方案对此不作具体限制。

超导量子芯片作为超导量子计算的实验载体，其设计、仿真、验证会对量子算法和应用最终效果产生直接影响，如何精确和高效地确定超导量子芯片版图中目标器件间的耦合强度变得至关重要。这里，超导量子芯片中的器件包括但并不限于量子比特、耦合器、读取谐振腔、滤波器、读取传输线、控制线等。

需要注意的是，本公开方案待确认耦合强度的两个目标器件中，需要至少一个目标器件是电感可调的。举例来说，在超导量子芯片版图的仿真过程中，通常会使用约瑟夫森结作为器件(比如量子比特)的等效电感，这里，具有约瑟夫森结结构的器件(比如量子比特)则为电感可调的器件；可以理解的是，约瑟夫森结作为器件的可调的等效电感，为一具体示例，实际应用中，还可以有其他结构来替代约瑟夫森结，并作为器件的可调电感，本公开方案对此不作限制。进一步地，所述超导量子芯片版图中还包括电感不可调的器件，如读取谐振腔等。基于此，本公开方案在两量子比特间，量子比特与读取腔间耦合强度的求解上有着求解流程简单，结果精准的优势。

在超导量子芯片版图中，两目标器件耦合后的本征频率的计算公式为：

其中，

分别为两目标器件在超导量子芯片版图中的本征频率(normalmode)，ω₁，ω₂分别对应的是两目标器件的裸态频率(bare mode)，g为两目标器件间的耦合强度。将

做平方加和处理后可以得到：

即两目标器件的本征频率的平方和与该两目标器件的裸态频率的平方和相等。

进一步地，对于上述公式(2)中的裸态频率ω，又有：

举例来说，以ω₁为两目标器件中第一目标器件的第一裸态频率，ω₂为两目标器件中第二目标器件的第二裸态频率为例，此时则有：

这里，L₁为第一目标器件的等效电感，L₂为第二目标器件的等效电感；C为第一目标器件和第二目标器件之间的互感电容。

进一步地，以第一目标器件为电感可调的器件为例，此时，所述超导量子芯片版图中所述第一目标器件设置有约瑟夫森结，通过对约瑟夫森结的调整即可调整所述第一目标器件的等效电感值(也即等效电感的电感值，以下均称为等效电感值)。

在实践过程中，两目标器件的本征频率，即

可以通过对超导量子芯片版图的电磁仿真得到。对于上述公式(2)右侧的第一裸态频率ω₁与第二裸态频率ω₂，可以在电磁仿真过程中通过对第一目标器件的约瑟夫森结的等效电感值的调整，并利用下述方程组来得到。

这里，本公开方案中，为了使仿真结果更加精准，引入电感可调的器件的电感修正值δ，比如，引入所述第一目标器件的电感修正值，用于对第一目标器件的等效电感进行修改；如此，得到下述方程组：

其中，

分别为在第一目标器件的等效电感值为L₁的情况下，两目标器件在超导量子芯片版图中的本征频率；ω₊′，ω_-′分别为在第一目标器件的等效电感值为N·L₁的情况下，两目标器件在超导量子芯片版图中的本征频率。

可以理解的是，上述方程组中，L₁通过赋值得到，为调整前的等效电感；相应地，所述N·L₁为在L₁的基础上调整后所得到的等效电感。理论上，所述N为正实数；这里，为了便于实际操作，所述N还可以具体为正整数。需要说明的是，本公开方案对N的取值不作具体限制。

进一步地，在仿真得到

以及ω₊′，ω_-′，同时，

L₁、N·L₁、L₂均为已知数的基础上，即可基于上述方程组得到等效电感值为L₁(或N·L₁)情况下的、两目标器件的裸态频率，即得到等效电感值为L₁(或N·L₁)情况下的第一裸态频率ω₁与第二裸态频率ω₂。

进一步地，在得到等效电感值为L₁(或N·L₁)情况下的第一裸态频率ω₁与第二裸态频率ω₂之后，即可通过公式(4)得到两目标器件的耦合强度g：

或者，

第二部分

该示例中，所述第一目标器件为电感可调的器件，比如，为具有约瑟夫森结的量子比特；第二目标器件为电感可调或不可调的器件。需要说明的是，当所述第二目标器件为电感可调的器件的情况下，该示例中，第二目标器件的等效电感也为固定值，换言之，该示例中，仅需调整第一目标器件的等效电感，而不需要调整第二目标器件的等效电感。

进一步地，以下给出本公开方案仿真得到两目标器件的耦合强度的具体步骤，如图5所示，包括：

步骤1：粗略仿真，检测所述超导量子芯片是否存在与目标器件(比如第一目标器件或第二目标器件)频率相近的寄生模式(也即目标寄生模式)；进一步地，若存在与目标器件(比如第一目标器件或第二目标器件)频率相近的寄生模式，则执行步骤2；若不存在寄生模式，或不存在与目标器件(比如第一目标器件或第二目标器件)频率相近的寄生模式，则执行步骤3。

该示例中，所述寄生模式指在电磁仿真过程中超导量子芯片版图的芯片模式(chip mode)或者结构模式，该模式(也即频率)弥散在超导量子芯片版图上，而并非集中到某个器件上。

这里，若存在与目标器件(比如第一目标器件或第二目标器件)频率相近的寄生模式，则会影响精细化仿真流程中对目标器件的频率的判断；相反，若超导量子芯片版图中未出现寄生模式，或者出现的寄生模式与目标器件的频率差较大(比如大于1GHz)，此时，即便存在寄生模式，也不会影响后续步骤4精细化仿真过程中对目标器件的频率的判断。

步骤2：调整超导量子芯片版图的结构，以消除寄生模式对目标器件的频率的影响，得到寄生模式远离目标器件的模式的超导量子芯片版图，执行步骤3。

具体地，若寄生模式与目标器件的模式(或频率)很难辨别，则需要调整超导量子芯片版图中真空层的尺寸，以使寄生模式远离目标器件，并得到寄生模式远离目标器件的模式的版图。

步骤3：粗略仿真，确定两目标器件的本征频率范围。

需要说明的是，粗略仿真目的是初步确定目标器件的频率范围，比如，确定第一目标器件的频率范围，以及第二目标器件的频率范围。

具体地，实际应用中，可通过仿真结果的电场分布来识别出是否存在与目标器件(比如第一目标器件或第二目标器件)频率相近的寄生模式；而且，在确定不存在寄生模式，或者不存在与目标器件(比如第一目标器件或第二目标器件)频率相近的寄生模式的情况下，基于仿真结果的电场分布，识别得到第一目标器件的频率范围，以及第二目标器件的频率范围。

这里，实际应用中，可根据实际情况，选择5个或者10个频率，输入至电磁仿真系统，进行仿真处理；同时，收敛精度可为10％，收敛次数可为2次。

可以理解的是，该粗略仿真的步骤中，为了提高仿真效率，还可将仿真精度设置得低一些，低于后续精细化仿真的仿真精度。

需要说明的是，该示例的粗略仿真过程中所输入相关参数，如频率个数、收敛精度、收敛次数等仅为示例性说明，实际应用中，还可以基于实际需求而调整，本公开方案对此不作限制。

步骤4：第一次精细化仿真，即基于步骤3所确定的本征频率范围进行精细化仿真，得到第一目标器件在等效电感取值为第一参数值(比如L₁)的情况下的、两目标器件的本征频率；举例来说，仿真得到第一目标器件在等效电感取值为第一参数值(比如L₁)下的、第一目标器件的第一本征频率

以及第一目标器件在等效电感取值为第一参数值(比如L₁)下的、第二目标器件的第二本征频率

这里，为了保证仿真结果的精度，可以只选取一个模式进行仿真，比如，从所述第一目标器件的频率范围中选取出一个频率，输入至电磁仿真系统(比如电磁仿真软件)中，得到第一目标器件的第一本征频率

同理，从所述第二目标器件的频率范围中选取出一个频率，输入至电磁仿真系统中，得到第二目标器件的第二本征频率

如此，将关心的两个目标器件的本征频率依次仿真出来。

需要说明的是，第一本征频率

和第二本征频率

可以是一次仿真流程中得到的，也可以是不同仿真流程中得到的，比如，一次仿真过程，得到第一本征频率

另外一次仿真过程得到第二本征频率

等，本公开方案对此不作限制。

该示例中，为了保证仿真精度，收敛精度可以低于0.05％，仿真次数可为2次。

需要说明的，该示例的精确仿真过程中所输入的相关参数，如收敛精度、收敛次数等仅为示例性说明，实际应用中，还可以基于实际需求而调整，本公开方案对此不作限制。

步骤5：调整第一目标器件的等效电感的数值，并在调整后进行第二次精细化仿真，得到第一目标器件在等效电感取值为第二参数值(比如N·L₁)的情况下的、两目标器件的本征频率；举例来说，仿真得到第一目标器件在等效电感取值为第二参数值(比如N·L₁)下的、第一目标器件的第一本征频率ω₊′，以及第一目标器件在等效电感取值为第二参数值(比如N·L₁)下的、第二目标器件的第二本征频率ω_-′。

具体地，将第一次精细化仿真过程中，第一目标器件的等效电感值(如约瑟夫森结所对应的电感值)调整为第二参数值，比如，调整第一次精细化仿真的第一参数值的N倍，进而在调整后，基于步骤3所确定的本征频率范围再次进行精细化仿真，得到第一目标器件在等效电感取值为第二参数值(比如N·L₁)的情况下的、两目标器件的本征频率。

这里，需要说明的是，在第一目标器件的等效电感值发生变化的情况下，两目标器件的本征频率范围也可能会发生变化，比如，会超出步骤3所得到的本征频率范围之外，但是，由于该步骤中等效电感值的调整范围是可控的，所以，步骤3所得到的两目标器件的本征频率范围依然具有参考价值，换言之，依然可以基于步骤3所得到的两目标器件的本征频率范围来完成本次的精细化仿真，并得到等效电感调整后所对应的新的第一本征频率ω₊′和新的第二本征频率ω_-′。

可以理解的是，实际应用中，在等效电感值调整后，还可以进一步执行步骤3进行粗略仿真，并再次确定等效电感值调整后的两目标器件的本征频率范围，进而，再基于等效电感值调整后的两目标器件的本征频率范围，进行第二次精细化仿真。

实际应用中，为了方便仿真计算，N的取值可具体为大于等于2的正整数。进一步地，该步骤5的仿真方法与收敛要求、可以与步骤4第一次精细化仿真相同。

步骤6：基于步骤4和步骤5得到的两组本征频率，即步骤4得到的第一本征频率

和第二本征频率

以及步骤5得到的第一本征频率ω₊′和第二本征频率ω_-′，得到得出电感修正值及互感电容值。

具体地，将步骤4和步骤5得到的两组本征频率代入至上述公式(3)的方程组中，即可得到得出电感修正值δ及互感电容C。

需要注意的是，在此步骤中，如果解出的电感修正值δ小于零，则说明在步骤3或步骤4的仿真过程中精度偏低，需要重新设置更高的仿真精度进行求解。

步骤7：确定两目标器件的裸态频率，即确定第一目标器件的第一裸态频率ω₁，和第二目标器件的第二裸态频率ω₂。

进一步地，步骤6的计算结果带入到公式(3)所示的方程组的任一组中，即可得到两目标器件在该组对应的等效电感值下的裸态频率，即ω₁和ω₂。举例来说，将步骤6的计算结果带入到公式(3)的第一组中，即可得到等效电感值为L₁情况下的第一裸态频率ω₁与第二裸态频率ω₂；同理，将步骤6的计算结果带入到公式(3)的第二组中，即可得到等效电感值为N·L₁情况下的第一裸态频率ω₁与第二裸态频率ω₂。

需要注意的是，在此步骤中需要对裸态频率进行准确性判定。判定条件为Δ，其计算方法为

若Δ>0，则符合要求，可继续执行步骤8；否则返回步骤4，调高仿真精度后再次进行处理。

步骤8：得到两目标器件的耦合强度。

具体地，基于上述计算结果，利用公式(4)得到两目标器件在等效电感值为L₁情况下的耦合强度，或者得到两目标器件在等效电感值为N·L₁情况下的耦合强度。

这样，本公开方案具有如下优势：

第一，无论两目标器件处于色散耦合区间(即二者的耦合强度远远小于它们之间的频率差)，还是共振耦合区间(即二者的频率相近)，均能使用本公开方案进行求解，因此，本公开方案普适性、实用性均强。

第二，本公开方案引入了以上所述的可调电感的目标器件，如第一目标器件的电感修正值，提高了结果的准确性。而且，对于量子芯片(或者超导量子芯片)的设计、仿真以及验证均有重要指导意义。

第三部分

为了验证本公开方案的准确性和普适性，将其应用到超导量子芯片版图中计算相邻两个量子比特之间的耦合强度。此外，通过与等效电路方法进行对比，来验证本公开方案的准确性。

如图6(a)所示，为含两个邻近量子比特(如量子比特Q1和量子比特Q2)的量子芯片版图的结构示意图。其中，量子比特Q1和量子比特Q2均含义有约瑟夫森结，换言之，两者均为电感可调的器件。

具体地，为了验证本公开方案的普适性和准确性，将右边的量子比特作为第一目标器件，并对右边的量子比特的等效电感进行调整，同时，将左边的量子比特作为第二目标器件，其等效电感固定为6nH；基于此，设置五组初始电感值组，分别为(左边的量子比特的等效电感值为6nH，右边的量子比特的等效电感值为8nH)，(左边的量子比特的等效电感值为6nH，右边的量子比特的等效电感值为10nH)，(左边的量子比特的等效电感值为6nH，右边的量子比特的等效电感值为12nH)，(左边的量子比特的等效电感值为6nH，右边的量子比特的等效电感值为14nH)，(左边的量子比特的等效电感值为6nH，右边的量子比特的等效电感值为16nH)；进而使用本公开方案和等效电路方法确定上述五种情况下两量子比特的耦合强度。进一步地，如图6(b)所示，为本公开方案和等效电路方法的结果对比图，显然，本公开方案得到的仿真结果与等效电路的仿真结果吻合得很好。

综上所述，与业界已有方案相比，本公开方案具有以下几点优势：

第一、简单易用。使用者无需针对芯片版图进行复杂的建模，只需要按照本公开方案提供的操作步骤进行仿真处理即可得到两目标器件的耦合强度，为极大减小量子芯片版图的设计难度提供了支持。

第二、精准度高。本公开方案得到量子芯片版图中两目标器件间的耦合强度的过程中，引入了电感修正值，能够极大提高计算结果的准确度。

第三、拓展性强。无论两目标器件处于色散耦合(即二者的耦合强度远远小于它们之间的频率差)，还是处于共振耦合区间(即二者的频率相近)，本公开方案均适用；此外，本公开方案对于量子芯片版图的规模没有限制，而且，随着量子比特数目的增加本公开方案依旧适用。

本公开方案还提供了一种仿真装置，如图7所示，包括：

仿真处理单元701，用于仿真得到至少两个本征频率组，其中，所述本征频率组包括目标参数值下的第一目标器件所对应的第一本征频率，以及所述目标参数值下的第二目标器件所对应的第二本征频率；其中，所述目标参数值为所述第一目标器件所对应的参数值；不同所述本征频率组所对应的目标参数值不同；所述第一目标器件和所述第二目标器件为量子芯片版图中的器件；

数据处理单元702，用于至少基于所述至少两个本征频率组，得到所述量子芯片版图中所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度。

在本公开方案的一具体示例中，所述第二目标器件为目标参数可调的器件，或为目标参数不可调的器件。

在本公开方案的一具体示例中，所述仿真处理单元701，还用于：

仿真得到所述量子芯片版图所对应的电场分布；

基于所述量子芯片版图所对应的电场分布确定不存在目标寄生模式的情况下，基于所述量子芯片版图所对应的电场分布，得到所述第一目标器件所对应的本征频率范围，以及第二目标器件所对应的本征频率范围；

基于所述第一目标器件所对应的本征频率范围，以及所述第二目标器件所对应的本征频率范围，仿真得到至少两个本征频率组。

基于所述量子芯片版图所对应的电场分布确定存在所述目标寄生模式的情况下，对所述量子芯片版图的结构参数进行调整，并在调整后重新仿真得到所述量子芯片版图所对应的电场分布，直至基于所述量子芯片版图所对应的电场分布确定不存在所述寄生模式为止。

在本公开方案的一具体示例中，所述数据处理单元702，还用于：

至少基于所述至少两个本征频率组，得到所述第一目标器件的目标第一裸态频率，以及所述第二目标器件的目标第二裸态频率；

基于所述第一目标器件的目标第一裸态频率、所述第二目标器件的目标第二裸态频率、以及所述至少两个本征频率组中第一组所对应的第一本征频率和第二本征频率，得到所述第一组所对应的第一参数值下的、所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度。

基于所述第一目标器件的目标第一裸态频率、所述第二目标器件的目标第二裸态频率、以及所述至少两个本征频率组中第二组所对应的第一本征频率和第二本征频率，得到所述第二组所对应的第二参数值下的、所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度。

在本公开方案的一具体示例中，所述数据处理单元702，具体用于：

在确定所述预期第一裸态频率与所述预期第二裸态频率不满足所述预设条件的情况下，重新仿真得到至少两个本征频率组，直至重新得到的预期第一裸态频率与预期第二裸态频率满足所述预设条件为止。

基于所述预期第一裸态频率与所述预期第二裸态频率，得到裸态频率差；

在所述裸态频率差与第一组内差或第二组内差的差值大于预设阈值的情况下，确定所述预期第一裸态频率与所述预期第二裸态频率确定满足预设条件；

本公开实施例的装置的各单元的具体功能和示例的描述，可以参见上述方法实施例中对应步骤的相关描述，在此不再赘述。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

图8示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备800的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图8所示，设备800包括计算单元801，其可以根据存储在只读存储器(ROM)802中的计算机程序或者从存储单元808加载到随机访问存储器(RAM)803中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 803中，还可存储设备800操作所需的各种程序和数据。计算单元801、ROM 802以及RAM 803通过总线804彼此相连。输入/输出(I/O)接口805也连接至总线804。

设备800中的多个部件连接至I/O接口805，包括：输入单元806，例如键盘、鼠标等；输出单元807，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元808，例如磁盘、光盘等；以及通信单元809，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元809允许设备800通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元801可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元801的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元801执行上文所描述的各个方法和处理，例如仿真方法。例如，在一些实施例中，仿真方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元808。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 802和/或通信单元809而被载入和/或安装到设备800上。当计算机程序加载到RAM 803并由计算单元801执行时，可以执行上文描述的仿真方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元801可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行仿真方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入、或者触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims

1.一种仿真方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二目标器件为目标参数可调的器件，或为目标参数不可调的器件。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

仿真得到所述量子芯片版图所对应的电场分布；

其中，所述仿真得到至少两个本征频率组，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，还包括：

其中，所述至少基于所述至少两个本征频率组，得到所述量子芯片版图中所述第一目标器件与所述第二目标器件之间的耦合强度，包括：

6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，还包括：

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述至少基于所述至少两个本征频率组，得到所述第一目标器件的目标第一裸态频率，以及所述第二目标器件的目标第二裸态频率，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述基于所述互感电容值、所述参数修正值，以及所述至少两个本征频率组中的至少一组，得到所述第一目标器件的目标第一裸态频率，以及所述第二目标器件的目标第二裸态频率，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

10.根据权利要求8或9所述的方法，还包括：

11.一种仿真装置，包括：

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述第二目标器件为目标参数可调的器件，或为目标参数不可调的器件。

13.根据权利要求11或12所述的装置，其中，所述仿真处理单元，还用于：

仿真得到所述量子芯片版图所对应的电场分布；

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述仿真处理单元，还用于：

15.根据权利要求11至14任一项所述的装置，其中，所述数据处理单元，还用于：

16.根据权利要求11至14任一项所述的装置，其中，所述数据处理单元，还用于：

17.根据权利要求15或16所述的装置，其中，所述数据处理单元，具体用于：

18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述数据处理单元，具体用于：

19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述仿真处理单元，还用于：

20.根据权利要求18或19所述的装置，其中，所述数据处理单元，还用于：

21.一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-10中任一项所述的方法。

22.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-10中任一项所述的方法。

23.一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1-10中任一项所述的方法。