CN115470921B - 量子比特校准方法以及装置、量子计算机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种量子比特校准方法以及装置、量子计算机，通过第一有向无环图以及各个量子比特参数的错误率贡献度的结合实现量子比特参数的自动化校准，且在发生错误时，无需一个个对量子比特参数进行检测校准，有效节省了校准的时间，在一定程度上提高了量子比特参数校准的效率。

Description

量子比特校准方法以及装置、量子计算机

技术领域

本发明涉及量子计算领域，尤其是涉及一种量子比特校准方法以及装置、量子计算机。

背景技术

量子计算与量子信息是一门基于量子力学的原理来实现计算与信息处理任务的交叉学科，与量子物理、计算机科学、信息学等学科有着十分紧密的联系。在最近二十年有着快速的发展。因数分解、无结构搜索等场景的基于量子计算机的量子算法展现出了远超越现有基于经典计算机的算法的表现，也使这一方向被寄予了超越现有计算能力的期望。由于量子计算在解决特定问题上具有远超经典计算机性能的发展潜力，而为了实现量子计算机，需要获得一块包含有足够数量与足够质量量子比特的量子芯片，并且能够对量子比特进行极高保真度的量子逻辑门操作与读取。

量子芯片之于量子计算机就相当于CPU之于传统计算机，量子芯片是量子计算机的核心部件。随着量子计算相关技术的不断研究推进，量子芯片上的量子比特位数也在逐年增加，可以预见的是，后续会出现更大规模的量子芯片，届时量子芯片中的量子比特位数将会更多，量子计算机中也会搭载更大规模的量子芯片。随着量子芯片中量子比特位数的增加，在使用过程中必然会面临一些量子比特出现参数漂移的问题，此时就需要对这些量子比特进行相应的校准操作。

通常量子芯片在从研发到上线使用过程中，需要经过多次前期测试阶段，直到该量子芯片的性能参数符合上线要求时，才能上线使用。在前期测试阶段中，可以按照一套测试流程对量子芯片中的所有量子比特进行详细的测试和校准，因此，在这个前期测试阶段可以及时获取到具体哪些参数发生漂移。在上线使用后，例如，某个量子芯片在执行量子计算任务时，该量子芯片中的某个量子比特的性能出现异常情况，我们是无法及时获取到具体哪个参数发生漂移。现有技术中针对这个问题，通常是利用工作人员根据过往经验依据量子比特的输出信号进行判断，这种方案效率较低，极大地影响了量子计算任务的执行效率。

因此，提出一种可以实现量子比特参数自动化校准的方案日益成为本领域亟待解决的问题。

需要说明的是，公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种量子比特校准方法以及装置、量子计算机，用于解决现有技术中量子比特校准方案效率低下的问题。

为了解决以上技术问题，本申请提出一种量子比特校准方法，包括：

获取第一有向无环图，所述第一有向无环图用于表征待测量子比特的多个量子比特参数以及所述多个量子比特参数间的依赖关系；

判断所述待测量子比特在执行量子计算任务时是否发生错误；

若是，则基于所述待测量子比特各个量子比特参数的第一错误率贡献度以及所述第一有向无环图，选择目标待校准参数，其中，所述第一错误率贡献度用于标定各个量子比特参数在所述待测量子比特发生错误时的贡献度大小，所述目标待校准参数为所述第一有向无环图中导致所述待测量子比特出现错误的根节点对应的量子比特参数；

对目标待校准参数进行校准，并返回执行所述判断所述待测量子比特在执行量子计算任务时是否发生错误；

若否，则完成所述待测量子比特的校准。

可选地，基于各个量子比特参数在所述第一有向无环图中的位置到所述第一有向无环图的终点位置的路径数量确定对应的所述第一错误率贡献度的大小。

可选地，各个量子比特参数在所述第一有向无环图中的位置到所述第一有向无环图的终点位置的路径数量大小与对应的所述第一错误率贡献度的大小成反比关系。

可选地，基于各个量子比特参数发生错误的第一概率确定对应的所述第一错误率贡献度的大小，其中，所述第一概率通过所述待测量子比特在测试阶段的测试数据获取。

可选地，各个量子比特参数发生错误的第一概率的大小与对应的所述第一错误率贡献度的大小成正比关系。

可选地，各个量子比特参数的所述第一错误率贡献度通过以下公式获取：

Δ＝ε/l

其中，Δ为所述第一错误率贡献度，l为量子比特参数在所述第一有向无环图中的位置到所述第一有向无环图的终点位置的路径数量，ε为量子比特参数发生错误的第一概率。

可选地，所述基于所述待测量子比特各个量子比特参数的第一错误率贡献度以及所述第一有向无环图，选择目标待校准参数，包括：

按照所述第一错误率贡献度从大到小的顺序，结合所述第一有向无环图选择所述目标待校准参数。

可选地，所述按照所述第一错误率贡献度从大到小的顺序，结合所述第一有向无环图选择目标待校准参数，包括：

按照所述第一错误率贡献度从大到小的顺序遍历第一量子比特参数，若当前遍历的量子比特参数未发生错误，则将所述第一有向无环图中与当前遍历的量子比特参数具有直接连接关系或间接连接关系的所有父节点对应的量子比特参数均设置为已遍历状态，以此获取所述目标待校准参数，其中，所述第一量子比特参数为处于未遍历状态的量子比特参数，所有的量子比特参数在初始状态均处于所述未遍历状态，每次遍历后均将当前遍历的量子比特参数设置为已遍历状态。

基于同一发明构思，本申请还提出一种量子比特校准装置，包括：

有向无环图获取模块，其被配置为获取第一有向无环图，所述第一有向无环图用于表征待测量子比特的多个量子比特参数以及所述多个量子比特参数间的依赖关系；

判断模块，其被配置为判断所述待测量子比特在执行量子计算任务时是否发生错误；

处理模块，其被配置为在判断结果为是时，基于所述待测量子比特各个量子比特参数的第一错误率贡献度以及所述第一有向无环图，选择目标待校准参数，其中，所述第一错误率贡献度用于标定各个量子比特参数在所述待测量子比特发生错误时的贡献度大小，所述目标待校准参数为所述第一有向无环图中导致所述待测量子比特出现错误的根节点对应的量子比特参数；

对目标待校准参数进行校准，并返回执行所述判断所述待测量子比特在执行量子计算任务时是否发生错误；

所述处理模块还被配置为在判断结果为否时，完成所述待测量子比特的校准。

基于同一发明构思，本申请还提出一种量子控制系统，利用上述特征描述中任一项所述的量子比特校准方法进行量子比特参数的校准，或包括所述的量子比特校准装置。

基于同一发明构思，本申请还提出一种量子计算机，包括所述的量子控制系统。

基于同一发明构思，本申请还提出一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被一处理器执行时能实现上述特征描述中任一项所述的量子比特校准方法。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提出的量子比特校准方法，利用用于表征待测量子比特的多个量子比特参数以及所述多个量子比特参数间的依赖关系的第一有向无环图，首先判断判断所述待测量子比特在执行量子计算任务时是否发生错误。若是，则基于所述待测量子比特各个量子比特参数的第一错误率贡献度以及所述第一有向无环图，选择目标待校准参数，其中，所述第一错误率贡献度用于标定各个量子比特参数在所述待测量子比特发生错误时的贡献度大小，所述目标待校准参数为在所述第一有向无环图中导致所述待测量子比特出现错误的根节点对应的量子比特参数；然后对目标待校准参数进行校准，并返回执行所述判断所述待测量子比特在执行量子计算任务时是否发生错误。若否，则完成所述待测量子比特的校准。利用以上方案，通过第一有向无环图以及各个量子比特参数的错误率贡献度的结合实现量子比特参数的自动化校准，且在发生错误时，无需一个个对量子比特参数进行检测校准，有效节省了校准的时间，在一定程度上提高了量子比特参数校准的效率。

本发明还提出一种量子比特校准装置、量子控制系统、量子计算机以及可读存储介质，与所述量子比特校准方法属于同一发明构思，因此具有相同的有益效果，在此不做赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提出的一种量子比特校准方法的流程示意图；

图2为本申请实施例中示出的第一有向无环图的示例图；

图3为图2中节点对应量子比特参数的遍历示意图；

图4为本申请另一实施例提出的一种量子比特校准装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

请参考图1，本申请实施例提出了一种量子比特校准方法，包括：

S1：获取第一有向无环图，所述第一有向无环图用于表征待测量子比特的多个量子比特参数以及所述多个量子比特参数间的依赖关系；

S2：判断所述待测量子比特在执行量子计算任务时是否发生错误；

S3：若是，则基于所述待测量子比特各个量子比特参数的第一错误率贡献度以及所述第一有向无环图，选择目标待校准参数，其中，所述第一错误率贡献度用于标定各个量子比特参数在所述待测量子比特发生错误时的贡献度大小，所述目标待校准参数为所述第一有向无环图中导致所述待测量子比特出现错误的根节点对应的量子比特参数；

S4：对目标待校准参数进行校准，并返回执行所述判断所述待测量子比特在执行量子计算任务时是否发生错误(也即返回步骤S2)；

S5：若否，则完成所述待测量子比特的校准。

与现有技术不同之处在于，本发明提出的量子比特校准方法，利用用于表征待测量子比特的多个量子比特参数以及所述多个量子比特参数间的依赖关系的第一有向无环图，首先判断判断所述待测量子比特在执行量子计算任务时是否发生错误。若是，则基于所述待测量子比特各个量子比特参数的第一错误率贡献度以及所述第一有向无环图，选择目标待校准参数，其中，所述第一错误率贡献度用于标定各个量子比特参数在所述待测量子比特发生错误时的贡献度大小，所述目标待校准参数为在所述第一有向无环图中导致所述待测量子比特出现错误的根节点对应的量子比特参数；然后对目标待校准参数进行校准，并返回执行所述判断所述待测量子比特在执行量子计算任务时是否发生错误。若否，则完成所述待测量子比特的校准。利用以上方案，通过第一有向无环图以及各个量子比特参数的错误率贡献度的结合实现量子比特参数的自动化校准，且在发生错误时，无需一个个对量子比特参数进行检测校准，有效节省了校准的时间，在一定程度上提高了量子比特参数校准的效率。

为了便于理解本申请的技术方案，在本实施例中，所有的所述第一有向无环图均以图2中示出的有向无环图为例，请参考图2，其中，各个节点分别代表不同的量子比特参数，例如量子比特的单比特逻辑门的参数或者量子比特的控制信号的参数，单比特逻辑门的参数包括但不限于pi脉冲的电压幅度或读出脉冲的频率、pi脉冲长度、pi/2脉冲长度、pi脉冲幅度和pi/2脉冲幅度，量子比特的控制信号的参数包括但不限于读出脉冲频率、读出脉冲长度、读出脉冲功率，还有很多其它量子比特参数，在此不一一赘述，具体可根据量子比特的种类以及特性确定。图2中的有向无环图示出了各个量子比特参数的依赖关系，其中后向节点受具有连接关系的前向节点的影响，前向节点指的是图中箭头的出发点，后向节点指的是图中箭头的指向点，当然前向节点与后向节点是一个相对的定义，对于某个节点来说并不具有固定的，例如，节点2是节点1的后向节点，同时也是节点3的前向节点，因此，节点2受节点1的影响，节点2还同时影响着节点3，其它的节点以此类推，在此不一一赘述。图2中节点1为整个有向无环图的起始节点，节点13为整个有向无环图的终止节点。

在本实施例中，可基于各个量子比特参数在所述第一有向无环图中的位置到所述第一有向无环图的终点位置的路径数量确定对应的所述第一错误率贡献度的大小。具体地，请参考表1，各个量子比特参数在所述第一有向无环图中的位置到所述第一有向无环图的终点位置的路径数量大小与对应的所述第一错误率贡献度的大小成反比关系。需要注意的是，所述路径数量为从所述第一有向无环图的起始位置到终点位置的所有路径中，各个节点出现在所有路径中的数量。以图2中的有向无环图为例，从起始节点1到终止节点13的所有可能路径包括：

第一种路径：节点1、节点2、节点3、节点4、节点6、节点7'、节点8、节点10、节点11、节点12、节点13；

第二种路径：节点1、节点2、节点3、节点4、节点6、节点7、节点8、节点10、节点13；

第三种路径：节点1、节点2、节点3、节点4、节点6、节点7、节点10、节点11、节点12、节点13；

第四种路径：节点1、节点2、节点3、节点4、节点6、节点7、节点10、节点13；

第五种路径：节点1、节点2、节点3、节点5、节点6、节点7、节点8、节点10、节点11、节点12、节点13；

第六种路径：节点1、节点2、节点3、节点5、节点6、节点7、节点8、节点10、节点13；

第七种路径：节点1、节点2、节点3、节点5、节点6、节点7、节点10、节点11、节点12、节点13；

第八种路径：节点1、节点2、节点3、节点5、节点6、节点7、节点10、节点13；

第九种路径：节点1、节点2、节点3、节点5、节点7、节点8、节点10、节点11、节点12、节点13；

第十种路径：节点1、节点2、节点3、节点5、节点7、节点8、节点10、节点13；

第十一种路径：节点1、节点2、节点3、节点5、节点7、节点10、节点11、节点12、节点13；

第十二种路径：节点1、节点2、节点3、节点5、节点7、节点10、节点13；

第十三种路径：节点1、节点2、节点3、节点5、节点9、节点10、节点11、节点12、节点13；

第十四种路径：节点1、节点2、节点3、节点5、节点9、节点10、节点13；

第十五种路径：节点1、节点2、节点3、节点5、节点11、节点12、节点13；

第十六种路径：节点1、节点2、节点3、节点5、节点12、节点13；

第十七种路径：节点1、节点2、节点3、节点6、节点7、节点8、节点10、节点11、节点12、节点13；

第十八种路径：节点1、节点2、节点3、节点6、节点7、节点8、节点10、节点13；

第十九种路径：节点1、节点2、节点3、节点6、节点7、节点10、节点11、节点12、节点13；

第二十种路径：节点1、节点2、节点3、节点6、节点7、节点10、节点13；

第二十一种路径：节点1、节点2、节点3、节点7、节点8、节点10、节点11、节点12、节点13；

第二十二种路径：节点1、节点2、节点3、节点7、节点8、节点10、节点13；

第二十三种路径：节点1、节点2、节点3、节点7、节点10、节点11、节点12、节点13；

第二十四种路径：节点1、节点2、节点3、节点7、节点10、节点13；

第二十五种路径：节点1、节点9、节点10、节点11、节点12、节点13；

第二十六种路径：节点1、节点9、节点10、节点13；

综上，那么图2中有向无环图中节点1的所述路径数量为26，节点2的所述路径数量为24、节点3的所述路径数量为24、节点4的所述路径数量为4，其余节点的所述路径数量可参考表1中示出的，在此不一一赘述。

进一步地，在本实施例中，从表1中可以看出，还可基于各个量子比特参数发生错误的第一概率确定对应的所述第一错误率贡献度的大小，其中，所述第一概率通过所述待测量子比特在测试阶段的测试数据获取。具体地，各个量子比特参数发生错误的第一概率的大小与对应的所述第一错误率贡献度的大小成正比关系。

更进一步地，各个量子比特参数的所述第一错误率贡献度通过以下公式获取：

其中，Δ为所述第一错误率贡献度，l为量子比特参数在所述第一有向无环图中的位置到所述第一有向无环图的终点位置的路径数量，ε为量子比特参数发生错误的第一概率。

表1 各个节点的错误率贡献度表

在本实施例中，所述步骤S3中所述基于所述待测量子比特各个量子比特参数的第一错误率贡献度以及所述第一有向无环图，选择目标待校准参数，包括：

按照所述第一错误率贡献度从大到小的顺序，结合所述第一有向无环图选择所述目标待校准参数。

具体地，可按照以下方式选择所述目标待校准参数：

按照所述第一错误率贡献度从大到小的顺序遍历第一量子比特参数，若当前遍历的量子比特参数未发生错误，则将所述第一有向无环图中与当前遍历的量子比特参数具有直接连接关系或间接连接关系的所有父节点对应的量子比特参数均设置为已遍历状态，以此获取所述目标待校准参数，其中，所述第一量子比特参数为处于未遍历状态的量子比特参数，所有的量子比特参数在初始状态均处于所述未遍历状态，每次遍历后均将当前遍历的量子比特参数设置为已遍历状态。

结合图2和表1可以看出，利用本申请的方案，图2中各个节点的所述第一错误率贡献度按照从大到小的顺序分别为：节点4、节点9、节点8、节点11、节点12、节点6、节点5、节点13、节点7、节点10、节点3、节点2、节点1。因此，按照本申请提出的方案进行量子比特参数校准时，可以按照图3中示出的遍历方案对图2中有向无环图中各个节点对应的参数进行遍历，并找到所述目标待校准参数。

为了本领域技术人员更好理解申请的技术方案，以下结合图2以及表1，对图3的遍历方案进行简要介绍，假设量子比特在运行某一量子计算任务过程中出现错误，则需要对该量子比特进行校准，我们假设当前的错误根本原因在于节点3的量子比特参数出现错误导致的，也即假设节点3为所述目标待校准参数，那么具体校准方案为：

按照表1中示出的所述第一错误率贡献度，可知该量子比特中节点4对应的量子比特参数的所述第一错误率贡献度最大，因此，首先对节点4进行遍历，判断节点4对应的量子比特参数是否错误。若节点4没有发生错误，则表明节点4的所有具有直接连接关系或间接连接关系的前向节点均没有错误，通过图2不难看出节点1、节点2、节点3均正确。因此，将节点1、节点2、节点3以及节点4均标记为已遍历状态，在后续遍历过程中不参与遍历。通过前面的描述可知，如果节点4没有发生错误，那么按照表1中示出的错误率贡献度大小顺序，下一个需要遍历的为节点9。而由于我们假设节点3的量子比特参数是有错误的，因此，在本次校准过程中，节点4是必然会出现错误情况的，因此，结合图2不难看出，与节点4有直接连接关系或间接连接关系的前向节点为节点1、节点2以及节点3，因此，所述目标待校准参数必然在节点1、节点2、节点3以及及节点4中，而对于节点1、节点2以及节点3，我们按照错误率贡献度大小顺序，下一个需要遍历的节点是节点3，此时若节点3没有发生错误，结合图2可以明显看出，由于节点3是节点4的唯一具有直接连接关系的前向节点，而节点3没有错误，节点4却发生了错误，则节点4就是导致该量子计算任务发生错误的根源。而节点3实际上的判断结果是发生了错误，因此，我们需要继续对剩余的量子比特参数进行遍历，此时节点3被标记为已遍历状态，按照表1中错误率贡献度大小顺序，下一个需要被遍历的节点是节点2，若节点2发生了错误，那么接下来就是将节点2标记为已遍历状态，并开始遍历节点1。我们知道由于节点3才是所述目标待校准参数，节点2的判断结果必然是没有发生错误，通过图2不难看出，由于能导致节点3发生错误的前向节点只有节点1和节点2，此时，节点2是正确的，因此，最终获取到所述目标待校准参数为节点3。

以上以节点3为所述目标待校准参数为例对本申请的技术方案进行了简要说明，其它节点为所述目标待校准参数时的量子比特参数遍历过程可参考该过程，在此不一一赘述。现有的校准方案，要么是从节点1开始依次遍历到节点13，或者从节点13开始依次遍历到节点1，或者从处于最中间的节点开始进行遍历，其效率都较低下。本申请提出的利用所述第一错误率贡献度的方案进行量子比特参数的遍历方法，可有效提高量子比特参数校准的效率。

基于同一发明构思，请参考图4，本实施例还提出一种量子比特校准装置，包括：

有向无环图获取模块100，其被配置为获取第一有向无环图，所述第一有向无环图用于表征待测量子比特的多个量子比特参数以及所述多个量子比特参数间的依赖关系；

判断模块200，其被配置为判断所述待测量子比特在执行量子计算任务时是否发生错误；

处理模块300，其被配置为在判断结果为是时，基于所述待测量子比特各个量子比特参数的第一错误率贡献度以及所述第一有向无环图，选择目标待校准参数，其中，所述第一错误率贡献度用于标定各个量子比特参数在所述待测量子比特发生错误时的贡献度大小，所述目标待校准参数为所述第一有向无环图中导致所述待测量子比特出现错误的根节点对应的量子比特参数；

对目标待校准参数进行校准，并返回执行所述判断所述待测量子比特在执行量子计算任务时是否发生错误；

所述处理模块300还被配置为在判断结果为否时，完成所述待测量子比特的校准。

可以理解的是，所述有向无环图获取模块100、所述判断模块200以及所述处理模块300可以合并在一个装置中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个子模块，或者，所述有向无环图获取模块100、所述判断模块200以及所述处理模块300中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个功能模块中实现。根据本发明的实施例，所述有向无环图获取模块100、所述判断模块200以及所述处理模块300中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以以对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式的适当组合来实现。或者，所述有向无环图获取模块100、所述判断模块200以及所述处理模块300中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该程序被计算机运行时，可以执行相应模块的功能。

基于同一发明构思，本实施例还提出一种量子控制系统，利用上述特征描述中任一项所述的量子比特校准方法进行量子比特参数的校准，或所述的量子比特校准装置。

基于同一发明构思，本实施例还提出一种量子计算机，包括所述的量子控制系统。

基于同一发明构思，本实施例还提出一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被一处理器执行时能实现上述特征描述中任一项所述的量子比特校准方法。

所述可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备，例如可以是但不限于电存储设备、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。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：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)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所描述的计算机程序可以从可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网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、光纤传输、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卡或者网络接口从网络接收所述计算机程序，并转发该计算机程序，以供存储在各个计算/处理设备中的可读存储介质中。用于执行本发明操作的计算机程序可以是汇编指令、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、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。所述计算机程序可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、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。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机程序的状态信息来个性化定制电子电路，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)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、系统和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。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，都可以由计算机程序实现。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些程序在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机程序存储在可读存储介质中，这些计算机程序使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有该计算机程序的可读存储介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机程序加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的计算机程序实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种量子比特校准方法，其特征在于，包括：

获取第一有向无环图，所述第一有向无环图用于表征待测量子比特的多个量子比特参数以及所述多个量子比特参数间的依赖关系；

判断所述待测量子比特在执行量子计算任务时是否发生错误；

若是，则基于所述待测量子比特各个量子比特参数的第一错误率贡献度以及所述第一有向无环图，选择目标待校准参数，其中，所述第一错误率贡献度用于标定各个量子比特参数在所述待测量子比特发生错误时的贡献度大小，所述目标待校准参数为所述第一有向无环图中导致所述待测量子比特出现错误的根节点对应的量子比特参数，基于各个量子比特参数在所述第一有向无环图中的位置到所述第一有向无环图的终点位置的路径数量以及量子比特参数发生错误的第一概率确定对应的所述第一错误率贡献度的大小，其中，所述第一错误率贡献度与所述路径数量成反比关系，与所述第一概率成正比关系；

对目标待校准参数进行校准，并返回执行所述判断所述待测量子比特在执行量子计算任务时是否发生错误；

若否，则完成所述待测量子比特的校准。

2.如权利要求1所述的量子比特校准方法，其特征在于，各个量子比特参数的所述第一错误率贡献度通过以下公式获取：

其中，Δ为所述第一错误率贡献度，l为量子比特参数在所述第一有向无环图中的位置到所述第一有向无环图的终点位置的路径数量，为量子比特参数发生错误的第一概率。

3.如权利要求1所述的量子比特校准方法，其特征在于，所述基于所述待测量子比特各个量子比特参数的第一错误率贡献度以及所述第一有向无环图，选择目标待校准参数，包括：

按照所述第一错误率贡献度从大到小的顺序，结合所述第一有向无环图选择所述目标待校准参数。

4.如权利要求3所述的量子比特校准方法，其特征在于，所述按照所述第一错误率贡献度从大到小的顺序，结合所述第一有向无环图选择目标待校准参数，包括：

按照所述第一错误率贡献度从大到小的顺序遍历第一量子比特参数，若当前遍历的量子比特参数为发生错误，则将所述第一有向无环图中与当前遍历的量子比特参数具有直接连接关系或间接连接关系的所有父节点对应的量子比特参数均设置为已遍历状态，以此获取所述目标待校准参数，其中，所述第一量子比特参数为处于未遍历状态的量子比特参数，所有的量子比特参数在初始状态均处于所述未遍历状态，每次遍历后均将当前遍历的量子比特参数设置为已遍历状态。

5.一种量子比特校准装置，其特征在于，包括：

有向无环图获取模块，其被配置为获取第一有向无环图，所述第一有向无环图用于表征待测量子比特的多个量子比特参数以及所述多个量子比特参数间的依赖关系；

判断模块，其被配置为判断所述待测量子比特在执行量子计算任务时是否发生错误；

处理模块，其被配置为在判断结果为是时，基于所述待测量子比特各个量子比特参数的第一错误率贡献度以及所述第一有向无环图，选择目标待校准参数，其中，所述第一错误率贡献度用于标定各个量子比特参数在所述待测量子比特发生错误时的贡献度大小，所述目标待校准参数为所述第一有向无环图中导致所述待测量子比特出现错误的根节点对应的量子比特参数，基于各个量子比特参数在所述第一有向无环图中的位置到所述第一有向无环图的终点位置的路径数量以及量子比特参数发生错误的第一概率确定对应的所述第一错误率贡献度的大小，其中，所述第一错误率贡献度与所述路径数量成反比关系，与所述第一概率成正比关系；

对目标待校准参数进行校准，并返回执行所述判断所述待测量子比特在执行量子计算任务时是否发生错误；

所述处理模块还被配置为在判断结果为否时，完成所述待测量子比特的校准。

6.一种量子控制系统，其特征在于，利用如权利要求1-4中任一项所述的量子比特校准方法进行量子比特参数的校准，或包括权利要求5所述的量子比特校准装置。

7.一种量子计算机，其特征在于，包括如权利要求6所述的量子控制系统。

8.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被一处理器执行时能实现权利要求1至4中任一项所述的量子比特校准方法。