CN115660093A - 含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法及装置 - Google Patents

含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法及装置 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法及装置，涉及量子计算技术领域，具体涉及超导量子芯片技术领域。具体实现方案为：获取第一量子组合器件的第一结构版图，第一量子组合器件包括两个第一量子比特和用于耦合第一量子比特的第一耦合器；基于第一结构版图，确定第一量子组合器件的第一电容参数组合；确定第一量子组合器件的哈密顿量，哈密顿量包括基于第一电容参数组合确定的第一电容能量组合；基于第一电容能量组合，确定第一目标信息，第一目标信息指示第一量子组合器件在调节第一耦合器的本征频率的情况下是否存在耦合关断点，耦合关断点下量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度为零；输出第一目标信息。

Description

含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法及装置
技术领域
本公开涉及量子计算技术领域，尤其涉及超导量子芯片技术领域，具体涉及一种含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法及装置。
背景技术
超导量子芯片中，在含可调耦合器的量子比特的耦合结构中，相比于不含耦合器的量子比特的直接耦合方式，其核心优势就是能够通过调节耦合器频率来实现量子比特间耦合的关断，可以将此时耦合器的频率点称为耦合关断点，这样可以显著抑制量子比特之间的串扰。
耦合结构如QCQ结构的实际版图因为量子比特和耦合器的形状、尺寸、布局等的不同设计而多种多样，但是只有少数经过精心设计地版图才能满足耦合关断的需求。
目前，判断一个QCQ结构版图是否能满足耦合关断，通常选择耦合器扫频的方法，具体而言，固定量子比特频率，然后不断改变耦合器频率，通过仿真方法，得到量子比特之间耦合强度的多组数据，通过观察耦合强度随耦合器频率的变化图线是否存在零点来判断此版图是否能满足耦合关断要求。
发明内容
本公开提供了一种含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法及装置。
根据本公开的第一方面，提供了一种含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法，包括：
获取第一量子组合器件的第一结构版图，所述第一量子组合器件包括两个第一量子比特和用于耦合所述第一量子比特的第一耦合器；
基于所述第一结构版图，确定所述第一量子组合器件的第一电容参数组合；
确定所述第一量子组合器件的哈密顿量，所述哈密顿量包括基于所述第一电容参数组合确定的第一电容能量组合；
基于所述第一电容能量组合，确定第一目标信息，所述第一目标信息指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下是否存在耦合关断点，所述耦合关断点下量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度为零；
输出所述第一目标信息。
根据本公开的第二方面，提供了一种含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出装置，包括：
获取模块，用于获取第一量子组合器件的第一结构版图，所述第一量子组合器件包括两个第一量子比特和用于耦合所述第一量子比特的第一耦合器；
第一确定模块，用于基于所述第一结构版图，确定所述第一量子组合器件的第一电容参数组合；
第二确定模块，用于确定所述第一量子组合器件的哈密顿量，所述哈密顿量包括基于所述第一电容参数组合确定的第一电容能量组合；
第三确定模块，用于基于所述第一电容能量组合，确定第一目标信息，所述第一目标信息指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下是否存在耦合关断点，所述耦合关断点下量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度为零；
输出模块，用于输出所述第一目标信息。
根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，该指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行第一方面中的任一项方法。
根据本公开的第四方面，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，该计算机指令用于使计算机执行第一方面中的任一项方法。
根据本公开的第五方面，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第一方面中的任一项方法。
根据本公开的技术解决了相关技术中对于超导量子芯片是否满足耦合关断要求的判断准确性和效率比较低的问题，可以准确且高效地判断量子组合器件的版图是否满足关断要求，提高超导量子芯片的结构版图的设计准确性和效率。
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是根据本公开第一实施例的含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法的流程示意图；
图2是扫频过程中耦合强度与耦合器频率的关系示意图之一；
图3是扫频过程中耦合强度与耦合器频率的关系示意图之二；
图4是本公开提供的含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法的整体流程示意图；
图5是QCQ结构的一实际版图的示意图；
图6是超导量子芯片的构造示意图；
图7是一版图的等效电路模型的结构示意图；
图8是通过扫频方式对耦合器扫频得到的耦合强度曲线示意图；
图9是根据本公开第二实施例的含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出装置的结构示意图；
图10是用来实施本公开的实施例的示例电子设备的示意性框图。
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。
第一实施例
如图1所示，本公开提供一种含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法，包括如下步骤：
步骤S101：获取第一量子组合器件的第一结构版图，所述第一量子组合器件包括两个第一量子比特和用于耦合所述第一量子比特的第一耦合器。
本实施例中，含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法涉及量子计算技术领域，尤其涉及超导量子芯片技术领域，其可以广泛应用于超导量子芯片的版图设计场景下。本公开实施例的含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法，可以由本公开实施例的含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出装置执行。本公开实施例的含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出装置可以配置在任意电子设备中，以执行本公开实施例的含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法。
第一量子组合器件可以为一量子组合器件，量子组合器件可以为耦合结构的量子器件，其可以包括两个量子比特和用于耦合这两个量子比特的耦合器，耦合器可以为可调耦合器，即其本征频率可调。其中，量子比特可以为超导量子比特，超导量子比特是超导量子芯片中的核心元件，由一个电容器和一个超导约瑟夫森结构成。为了实现量子比特的本征频率调控，超导约瑟夫森结可以被拓展为一个由两个约瑟夫森结并联形成的超导量子干涉仪(superconducting quantum interference device，SQUID)。
耦合器可以包括电容器(如耦合器可以包括电容器+SQUID)，即量子组合器件可以为量子比特-耦合器-量子比特(qubit-coupler-qubit，QCQ)结构。QCQ结构中元件两两之间通常采取电容耦合，也存在其他一些耦合方式。这种结构可以极大对提升量子门的保真度。
第一结构版图可以为第一量子组合器件的版图，指示第一量子组合器件的结构，版图不同，第一量子组合器件的结构也不同，即指示量子比特和耦合器的形状、尺寸、布局等不同。
QCQ结构的实际版图因为量子比特和耦合器的形状、尺寸、布局等的不同设计而多种多样，但是只有少数经过精心设计地版图才能满足耦合关断的需求。相关技术中，在设计过程中，判断一个QCQ结构版图是否能满足耦合关断，通常选择耦合器扫频的方法。具体而言，固定量子比特频率，不断改变耦合器频率，通过仿真或者建模计算等方法，得到量子比特之间耦合强度的多组数据，并通过观察耦合强度随耦合器频率的变化图线是否存在零点来判断此版图是否能满足耦合关断要求。如图2所示，由于通常关心的是耦合强度的绝对值，如图2的实线所示，扫频过程中，如果曲线中存在转折点，则其即为耦合关断点，说明满足关断要求。
可知，相关技术需要多次仿真或计算，费时费力，设计效率低下；同时如果设计中量子比特频率发生了改变，又需要重新对耦合器进行扫频来判断是否存在耦合关断点，让设计过程变得繁琐；其次，如图3所示，若未找到零点，事实上也很难判断到底是耦合关断点不存在还是扫频未扫到耦合关断点，具有一定的盲目性。因此，本实施例的目的即在于如何高效判断一个QCQ结构版图是否满足耦合关断要求，提高结构版图是否满足耦合关断要求的评判准确性和效率，从而提高超导量子芯片的版图设计准确性和效率。
可以获取预先存储的第一结构版图，也可以获取用户输入的第一结构版图，其获取方式这里不做具体限定。
步骤S102：基于所述第一结构版图，确定所述第一量子组合器件的第一电容参数组合。
该步骤中，第一电容参数组合可以为一组电容参数的组合，其可以用来刻画第一结构版图的信息，即根据第一结构版图的不同，第一电容参数组合中电容参数的数量也可以不同。第一电容参数组合可以记为集合Ci group，上标i代表集合中包含i个电容参数。
比如，Ci group为{C0q，Cqc，C0c，Cqq}，其中，C0q可以为量子比特的自电容，Cqc为量子比特与耦合器的耦合电容；C0c为耦合器的自电容，Cqq为两个量子比特之间的耦合电容。
在一可选实施方式中，确定所述第一结构版图等效的电路模型；对电路模型进行电容仿真，得到第一电容参数组合。也可以通过其他方式获取刻画第一结构版图信息的第一电容参数组合，这里不做具体限定。
步骤S103：确定所述第一量子组合器件的哈密顿量，所述哈密顿量包括基于所述第一电容参数组合确定的第一电容能量组合。
该步骤中，在得到第一电容参数组合的情况下，可以基于第一电容参数组合确定第一量子组合器件的哈密顿量，QCQ结构的量子组合器件的哈密顿量H中关于电容能量的形式HC如下式(1)所示。
Figure BDA0003893713790000061
上式(1)中，电容能量EC1，EC2，ECc，E1c，E2c，E12(即第一电容能量组合)仅由量子组合器件的版图决定，n1，n2，nc分别为两个量子比特和其耦合器的无量纲化广义动量。EC1，EC2分别用于指示两个量子比特的非谐性，E1c，E2c分别指示两个量子比特中的量子比特与耦合器的耦合能量，E12指示两个量子比特之间的耦合能量，ECc为用于指示耦合器的非谐性。
在一可选实施方式中，量子组合器件中两个量子比特的非谐系数(其为量子比特的一个核心性能参数)相同，也即EC1＝EC2＝ECq，同时两个量子比特的频率可以相同，均为ωq。
其中，电容能量EC1，EC2，ECc，E1c，E2c，E12均仅为Ci group(即电容参数组合)的已知函数，也即仅由版图决定。
在一可选实施方式中，电容能量EC1，EC2，ECc，E1c，E2c，E12与电容参数组合的函数表达式可以如下式(2)、(3)、(4)和(5)所示。
Figure BDA0003893713790000062
Figure BDA0003893713790000063
Figure BDA0003893713790000064
Figure BDA0003893713790000065
步骤S104：基于所述第一电容能量组合，确定第一目标信息，所述第一目标信息指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下是否存在耦合关断点，所述耦合关断点下量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度为零。
该步骤中，第一目标信息指示第一结构版图下的第一量子组合器件在调节第一耦合器频率的情况下是否存在耦合关断点，其中，存在两种情况，一种是存在耦合关断点，即可以通过调节第一耦合器的频率至耦合关断点处，使得两个量子比特之间的等效耦合强度为零，在该种情况下，可以确定第一结构版图满足耦合关断要求。另一种是不存在耦合关断点，即不论怎么调节第一耦合器的频率，均无法使得两个量子比特之间的等效耦合强度为零，在该种情况下，可以确定第一结构版图不满足耦合关断要求。
可以基于第一电容能量组合，确定第一目标信息。在一可选实施方式中，可以通过确定E12、E1c、E2c的数学符号，来确定第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下是否存在耦合关断点。比如，E1c、E2c和E12的数学符号相同，并且均是负号，则可以确定第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点。或者，E1c和E12的数学符号相同，均为正号，而E2c为负号，则可以确定第一量子组合器件在调节第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点。
也就是说，若E12、E1c、E2c的数学符号存在奇数个负号的情况下，可以确定第一量子组合器件在调节第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点。
在另一可选实施方式中，可以确定E1cE2c与E12是否正负异号，即确定是否满足sign(E12E1cE2c)＜0，若满足，则E1cE2c与E12异号，可以确定第一量子组合器件在调节第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点。其中，sign为符号函数。
步骤S105：输出所述第一目标信息。
该步骤中，可以直接输出第一目标信息，由用户自动判断第一结构版图是否达标，也可以基于第一目标信息，输出第一结构版图是否达标的结论。
本实施例中，通过与结构版图对应的电容能量组合，可以确定第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下是否存在耦合关断点，可以克服相关技术中耦合器扫频方式对量子比特的频率依赖性，判断结果仅与版图本身相关；其次，通过确定刻画版图的相关参数，通过一次计算即可直接给出判断结果，不仅效率更高，并且也去除了依赖于扫频范围的盲目性，准确性高，从而能够实现QCQ结构版图设计的快速迭代，提高超导量子芯片版图设计的准确性和效率。并且，使用范围比较广，可以适用于任何基于电容耦合的QCQ结构。
可选的，所述第一电容能量组合包括第一目标电容能量、第二目标电容能量和第三目标电容能量，所述第一目标电容能量指示所述两个第一量子比特中其中之一的量子比特与所述第一耦合器的耦合能量，所述第二目标电容能量指示所述两个第一量子比特中其中另一的量子比特与所述第一耦合器的耦合能量，所述第三目标电容能量指示所述两个第一量子比特之间的耦合能量；
所述步骤S104具体包括：
确定所述第一目标电容能量与所述第二目标电容能量的第一乘积结果；
在所述第一乘积结果的数学符号与所述第三目标电容能量的数学符号异号的情况下，确定所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点。
本实施方式中，第一电容能量组合可以包括第一目标电容能量(E1c)、第二目标电容能量(E2c)和第三目标电容能量(E12)。
可以确定第一目标电容能量与第二目标电容能量的第一乘积结果，用E1cE2c表示，在第一乘积结果的数学符号与所述第三目标电容能量的数学符号异号，即sign(E12E1cE2c)＜0的情况下，可以确定第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点。如此，可以高效进行结构版图耦合关断要求的判断。
在不确定结构版图是否存在耦合关断要求的情况下，还可以进一步执行以下判断，以确定结构版图是否存在耦合关断要求。其中，在sign(E12E1cE2c)＞0的情况下，此时不确定结构版图是否存在耦合关断要求，可以做进一步判断。
可选的，所述基于所述第一电容能量组合，确定所述第一目标信息，还包括：
在所述第一乘积结果的数学符号与所述第三目标电容能量的数学符号同号的情况下，基于所述第一电容能量组合和预先设置的第一关系，确定所述第一电容能量组合下判定变量的值，所述第一关系为所述判定变量与关于电容能量组合的变量的关系；
在所述判定变量的值大于预先确定的目标值的情况下，确定所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点；
在所述判定变量的值小于或等于所述目标值的情况下，确定所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下不存在耦合关断点。
本实施方式中，在第一乘积结果的数学符号与第三目标电容能量的数学符号同号，即sign(E12E1cE2c)＞0的情况下，可以基于第一电容能量组合和预先设置的第一关系，确定第一电容能量组合下判定变量的值。
在一可选实施方式中，第一关系可以为
Figure BDA0003893713790000091
即可以将第一电容能量组合中ECc，E1c，E2c，E12代入至第一关系中，即可得到判定变量A的值。
在第一可选实施方式中，如
Figure BDA0003893713790000092
时，目标值可以为1，在该种场景下，在判定变量的值大于1的情况下，进一步确定第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点。而在判定变量的值小于或等于1的情况下，确定第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下不存在耦合关断点。
如此，可以进一步实现对结构版图是否满足耦合关断要求的判断，其含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法的整体流程示意图如图4所示。
可选的，所述第一关系为：A与
Figure BDA0003893713790000093
为倍数关系，A为判定变量，E1c为用于指示量子组合器件中两个量子比特中其中之一的量子比特与耦合器的耦合能量的第一变量，E2c为用于指示量子组合器件中两个量子比特中其中另一的量子比特与耦合器的耦合能量的第二变量，E12为用于指示量子组合器件中两个量子比特之间的耦合能量的第三变量，ECc为用于指示量子组合器件中耦合器的非谐性的第四变量。
本实施方式中，A与
Figure BDA0003893713790000094
为倍数关系，如
Figure BDA0003893713790000095
E12、ECc、E1c和E2c均为电容能量的变量，其均是与量子组合器件的结构版图有关，结构版图不同，这些变量也会相应不同。
可选的，所述第一电容能量组合还包括第四目标电容能量，所述第四目标电容能量指示所述第一耦合器的非谐性；所述基于所述第一电容能量组合和预先确定的第一关系，确定所述第一电容能量组合下判定变量的值，包括：
确定所述第三目标电容能量与所述第四目标电容能量的第二乘积结果；
基于所述第一乘积结果、所述第二乘积结果和所述第一关系，确定所述判定变量的值。
本实施方式中，在第一关系为A与
Figure BDA0003893713790000101
为倍数关系的情况下，可以通过计算电容能量E12ECc的乘积和E1cE2c的乘积，并将两者乘积相除，以确定判定变量的值，进一步实现对结构版图是否满足耦合关断要求的判断。
可选的，所述基于所述第一电容能量组合和预先确定的第一关系，确定所述第一电容能量组合下判定变量的值之前，还包括：
确定量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度与第二目标信息的第二关系，所述第二目标信息包括量子组合器件中两个量子比特之间的第一耦合强度、两个量子比特分别与耦合器之间的第二耦合强度、量子比特的本征频率和耦合器的本征频率；
确定所述第一耦合强度与关于电容能量组合的变量的第三关系，以及确定所述第二耦合强度与关于电容能量组合的变量的第四关系；
基于所述第三关系和所述第四关系，对所述第二关系进行变换，得到量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度与第三目标信息的第五关系，所述第三目标信息包括关于电容能量组合的变量、量子比特的本征频率和耦合器的本征频率；
基于所述第一关系，对所述第五关系进行变量替换，得到量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度与第四目标信息的第六关系，所述第四目标信息包括所述判定变量、关于电容能量组合的变量、量子比特的本征频率和耦合器的本征频率；
在所述第六关系满足目标条件的情况下，基于所述第六关系，确定所述目标值，所述目标条件包括：所述第一变量与所述第二变量的乘积结果的数学符号与所述第三变量的数学符号同号，耦合器的本征频率大于量子比特的本征频率。
本实施方式中，可以从两个量子比特之间的总耦合g(等效耦合强度)出发，确定总耦合g与第一耦合强度、第二耦合强度、量子比特的本征频率和耦合器的本征频率的第二关系，如下式(6)所示。
Figure BDA0003893713790000102
其中，上式(6)中，g12为两个量子比特之间的第一耦合强度，g1c和g2c为量子比特与耦合器的第二耦合强度，ωc为耦合器的本征频率，ωq为量子比特的本征频率。
可以采用下式(7)，确定第一耦合强度与关于电容能量组合的变量的第五关系，并采用下式(8)，确定第二耦合强度与关于电容能量组合的变量的第六关系。
Figure BDA0003893713790000111
Figure BDA0003893713790000112
其中，上式(7)和上式(8)中，g12为第一耦合强度，gqc为第二耦合强度，EJq和EJc分别为量子比特和耦合器的约瑟夫能量，可以进一步采用
Figure BDA0003893713790000113
来将约瑟夫森能量转换为电容能量和频率的关系。
基于上式(7)和上式(8)，将第二关系即如上式(6)所示的表达式中的耦合强度转换为关于电容能量组合的变量，从而可以得到等效耦合强度与，关于电容能量组合的变量、量子比特的本征频率和耦合器的本征频率的第五关系，如下式(9)所示。
Figure BDA0003893713790000114
基于所述第一关系，第一关系可以为
Figure BDA0003893713790000115
将上式(9)中的关于电容能量组合的变量替换为判定变量，从而可以得到等效耦合强度与，判定变量、关于电容能量组合的变量、量子比特的本征频率和耦合器的本征频率的第六关系。
可以合理使用了近似条件：ωq＞＞ECq，ωc＞＞ECc，且ECq，ECc必定恒为正，但是E1c，E2c，E12可正可负。耦合关断点存在，也即意味着存在ωq，ωc使得g＝0成立。因此，可以得到两种情况：
情况一：第六关系满足：sign(E12E1cE2c)＜0，耦合器频率工作区间必须满足ωc＜ωq，此时，第六关系可以写为如下式(10)所示。
Figure BDA0003893713790000116
由g＝0可以解得
Figure BDA0003893713790000117
可见这种情况下，无论A取什么值，必定存在ωq，ωc使得g＝0成立，也意味着此版图必定存在耦合关断点。这也验证了当sign(E12 E1cE2c)＜0时，可以直接确定第一量子组合器件在调节第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点。
情况二：第六关系满足目标条件：sign(E12E1cE2c)＞0，耦合器频率工作区间必须满足ωc＞ωq，此时，第六关系可以写为如下式(11)所示。
Figure BDA0003893713790000121
由g＝0可以解得
Figure BDA0003893713790000122
此时，ωq，ωc要存在满足ωc＞ωq的解，要求
Figure BDA0003893713790000123
可解得A＞1。如此，从A＞1的关系得出，目标值为1。如此，可以实现目标值的确定。
可选的，所述基于所述第六关系，确定所述目标值，包括：
在所述第六关系中量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度确定为零的情况下，基于所述第四目标信息与零的等式关系，确定量子比特的本征频率与第五目标信息的第七关系，所述第五目标信息包括所述判定变量和耦合器的本征频率；
基于所述第七关系和所述目标条件中关于耦合器的本征频率大于量子比特的本征频率的条件，确定所述目标值。
本实施方式中，由于在关断条件满足时，等效耦合强度可以为零，此时，上式(11)中的左边等于0，基于第四目标信息与零的等式关系
Figure BDA0003893713790000124
可解得第七关系
Figure BDA0003893713790000125
基于ωc＞ωq的条件，要求
Figure BDA0003893713790000126
可解得A＞1。如此，从A＞1的关系得出，目标值为1。如此，可以实现目标值的确定。
可选的，所述步骤S102具体包括：
确定所述第一结构版图等效的电路模型；
对所述电路模型进行电容仿真，得到所述第一电容参数组合。
本实施方式中，可以对第一结构版图进行建模，确定与第一结构版图等效的电路模型，之后，通过电容仿真方式，对电路模型进行电容仿真，得到第一电容参数组合。如此，可以通过等效电路模型的方式确定用于刻画量子组合器件的结构版图的电容参数。
可选的，所述步骤S103具体包括：
基于所述电路模型进行哈密顿量的运算，得到所述第一量子组合器件的哈密顿量。
本实施方式中，可以通过确定QCQ结构等效电路模型的哈密顿量，来确定量子组合器件的哈密顿量，简化了哈密顿量的确定过程。
可选的，所述步骤S105具体包括以下至少一项：
输出指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下是否存在耦合关断点的所述第一目标信息；
输出指示所述第一结构版图是否达标的信息，其中，在所述第一目标信息指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点的情况下，确定所述第一结构版图达标，在所述第一目标信息指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下不存在耦合关断点的情况下，确定所述第一结构版图不达标。
可以直接输出指示第一量子组合器件在调节第一耦合器的本征频率的情况下是否存在耦合关断点的所述第一目标信息，也可以输出指示第一结构版图是否达标的信息，或者两者信息同时输出均可，输出信息比较灵活。
为了更好的论证本实施例的含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法的有效性，以下可以举例进行验证，分别通过本实施例的方案和扫频方案，来判断耦合关断点是否存在，进而验证本实施例方案的有效性。
以图5所示版图为例(图中尺寸单位均为微米)，其中阴影部分为超导金属，黑色部分为SQUID结构示意位置，白色部分为刻蚀掉的部分(芯片基本构造如图6)。
两边的十字形金属极板以及其SQUID分别为两个量子比特，中间的T字形金属极板以及其SQUID为可调耦合器，外边的金属为接地金属。十字形极板的横向金属臂长度为310微米(um)，纵向金属臂长度为141um，二者金属臂宽度均为20um，对地间距均为10um；T字形极板的横向金属臂长度为163um，宽度为25um，左右横向对地间距为10um，上方纵向对地间距以及与十字形极板横向金属臂间距均为5um，纵向金属臂长度(从横向金属臂下边界开始度量)为60um，宽度为20um，对地间距为10um；两个十字形极板之间的间距为51um。
此版图可以建模为图7所示等效电路模型，量子比特的自电容均为C0q，与耦合器的耦合电容均为Cqc；耦合器的自电容为C0c，量子比特之间的耦合电容为Cqq。
通过如图4所示的整体流程图进行判定，如下所示。
第一步：通过电容仿真，此版图对应的电容参数组合为(单位为飞法)；
C0c＝29.6534fF，C0q＝60.0929fF，Cqc＝5.07fF，Cqq＝0.1548fF
第二步：通过等效电路模型的计算得到
Figure BDA0003893713790000141
(兆赫兹)，
Figure BDA0003893713790000142
其中，h为普朗克常量。同时也得到A＝1.234；
第三步：此版图对应的sign(E12E1cE2c)＞0，因此进入下一步判断；
第四步：A＝1.234＞1，因此此版图满足耦合关断要求，存在耦合关断点。
事实上，根据本实施例方案可以证明如图7所示QCQ结构构型的版图，均满足耦合关断要求，这里不展开讨论。
通过扫频方案，对如图5所示的版图进行本征模仿真，可以固定量子比特频率均为6.4GHz(千兆赫兹)，对耦合器扫频得到的耦合强度曲线如图8所示。可知，通过扫频方式确实存在如图2所示的转折点，证明此版图在6.4GHz的量子比特频率下存在耦合关断点。两者方案得到的结果一致，充分验证了本实施例方案的有效性。
第二实施例
如图9所示，本公开提供一种含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出装置900，包括：
获取模块901，用于获取第一量子组合器件的第一结构版图，所述第一量子组合器件包括两个第一量子比特和用于耦合所述第一量子比特的第一耦合器；
第一确定模块902，用于基于所述第一结构版图，确定所述第一量子组合器件的第一电容参数组合；
第二确定模块903，用于确定所述第一量子组合器件的哈密顿量，所述哈密顿量包括基于所述第一电容参数组合确定的第一电容能量组合；
第三确定模块904，用于基于所述第一电容能量组合，确定第一目标信息，所述第一目标信息指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下是否存在耦合关断点，所述耦合关断点下量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度为零；
输出模块905，用于输出所述第一目标信息。
可选的，所述第一电容能量组合包括第一目标电容能量、第二目标电容能量和第三目标电容能量，所述第一目标电容能量指示所述两个第一量子比特中其中之一的量子比特与所述第一耦合器的耦合能量，所述第二目标电容能量指示所述两个第一量子比特中其中另一的量子比特与所述第一耦合器的耦合能量，所述第三目标电容能量指示所述两个第一量子比特之间的耦合能量；所述第三确定模块904包括：
第一确定子模块，用于确定所述第一目标电容能量与所述第二目标电容能量的第一乘积结果；
第二确定子模块，用于在所述第一乘积结果的数学符号与所述第三目标电容能量的数学符号异号的情况下，确定所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点。
可选的，所述第三确定模块904还包括：
第三确定子模块，用于在所述第一乘积结果的数学符号与所述第三目标电容能量的数学符号同号的情况下，基于所述第一电容能量组合和预先设置的第一关系，确定所述第一电容能量组合下判定变量的值，所述第一关系为所述判定变量与关于电容能量组合的变量的关系；
第四确定子模块，用于在所述判定变量的值大于预先确定的目标值的情况下，确定所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点；
第五确定子模块，用于在所述判定变量的值小于或等于所述目标值的情况下，确定所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下不存在耦合关断点。
可选的，所述第一关系为：A与
Figure BDA0003893713790000151
为倍数关系，A为判定变量，E1c为用于指示量子组合器件中两个量子比特中其中之一的量子比特与耦合器的耦合能量的第一变量，E2c为用于指示量子组合器件中两个量子比特中其中另一的量子比特与耦合器的耦合能量的第二变量，E12为用于指示量子组合器件中两个量子比特之间的耦合能量的第三变量，ECc为用于指示量子组合器件中耦合器的非谐性的第四变量。
可选的，所述第一电容能量组合还包括第四目标电容能量，所述第四目标电容能量指示所述第一耦合器的非谐性；所述第三确定子模块包括：
第一确定单元，用于确定所述第三目标电容能量与所述第四目标电容能量的第二乘积结果；
第二确定单元，用于基于所述第一乘积结果、所述第二乘积结果和所述第一关系，确定所述判定变量的值。
可选的，所述装置还包括：
第四确定模块，用于确定量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度与第二目标信息的第二关系，所述第二目标信息包括量子组合器件中两个量子比特之间的第一耦合强度、两个量子比特分别与耦合器之间的第二耦合强度、量子比特的本征频率和耦合器的本征频率；
第五确定模块，用于确定所述第一耦合强度与关于电容能量组合的变量的第三关系，以及确定所述第二耦合强度与关于电容能量组合的变量的第四关系；
变换模块，用于基于所述第三关系和所述第四关系，对所述第二关系进行变换，得到量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度与第三目标信息的第五关系，所述第三目标信息包括关于电容能量组合的变量、量子比特的本征频率和耦合器的本征频率；
变换替换模块，用于基于所述第一关系，对所述第五关系进行变量替换，得到量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度与第四目标信息的第六关系，所述第四目标信息包括所述判定变量、关于电容能量组合的变量、量子比特的本征频率和耦合器的本征频率；
第六确定模块，用于在所述第六关系满足目标条件的情况下，基于所述第六关系，确定所述目标值，所述目标条件包括：所述第一变量与所述第二变量的乘积结果的数学符号与所述第三变量的数学符号同号，耦合器的本征频率大于量子比特的本征频率。
可选的，所述第六确定模块，具体用于：
在所述第六关系中量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度确定为零的情况下，基于所述第四目标信息与零的等式关系，确定量子比特的本征频率与第五目标信息的第七关系，所述第五目标信息包括所述判定变量和耦合器的本征频率；
基于所述第七关系和所述目标条件中关于耦合器的本征频率大于量子比特的本征频率的条件，确定所述目标值。
可选的，所述第一确定模块902包括：
第六确定子模块，用于确定所述第一结构版图等效的电路模型；
电容仿真子模块，用于对所述电路模型进行电容仿真，得到所述第一电容参数组合。
可选的，所述第二确定模块903，具体用于基于所述电路模型进行哈密顿量的运算，得到所述第一量子组合器件的哈密顿量。
可选的，所述输出模块905，具体用于：
输出指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下是否存在耦合关断点的所述第一目标信息；
输出指示所述第一结构版图是否达标的信息，其中，在所述第一目标信息指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点的情况下，确定所述第一结构版图达标，在所述第一目标信息指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下不存在耦合关断点的情况下，确定所述第一结构版图不达标。
本公开提供的含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出装置900能够实现含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法实施例实现的各个过程，且能够达到相同的有益效果，为避免重复，这里不再赘述。
本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。
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10示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备的示意性框图。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10所示，设备1000包括计算单元1001，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1002中的计算机程序或者从存储单元1008加载到随机访问存储器(RAM)1003中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 1003中，还可存储设备1000操作所需的各种程序和数据。计算单元1001、ROM 1002以及RAM 1003通过总线1004彼此相连。输入/输出(I/O)接口1005也连接至总线1004。
设备1000中的多个部件连接至I/O接口1005，包括：输入单元1006，例如键盘、鼠标等；输出单元1007，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元1008，例如磁盘、光盘等；以及通信单元1009，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元1009允许设备1000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1001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1001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1001执行上文所描述的各个方法和处理，例如含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法。例如，在一些实施例中，含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出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1008。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 1002和/或通信单元1009而被载入和/或安装到设备1000上。当计算机程序加载到RAM 1003并由计算单元1001执行时，可以执行上文描述的含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元1001可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法。
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、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)、负载可编程逻辑设备(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 (23)

1.一种含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出方法，包括：
获取第一量子组合器件的第一结构版图，所述第一量子组合器件包括两个第一量子比特和用于耦合所述第一量子比特的第一耦合器；
基于所述第一结构版图，确定所述第一量子组合器件的第一电容参数组合；
确定所述第一量子组合器件的哈密顿量，所述哈密顿量包括基于所述第一电容参数组合确定的第一电容能量组合；
基于所述第一电容能量组合，确定第一目标信息，所述第一目标信息指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下是否存在耦合关断点，所述耦合关断点下量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度为零；
输出所述第一目标信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一电容能量组合包括第一目标电容能量、第二目标电容能量和第三目标电容能量，所述第一目标电容能量指示所述两个第一量子比特中其中之一的量子比特与所述第一耦合器的耦合能量，所述第二目标电容能量指示所述两个第一量子比特中其中另一的量子比特与所述第一耦合器的耦合能量，所述第三目标电容能量指示所述两个第一量子比特之间的耦合能量；
所述基于所述第一电容能量组合，确定所述第一目标信息，包括：
确定所述第一目标电容能量与所述第二目标电容能量的第一乘积结果；
在所述第一乘积结果的数学符号与所述第三目标电容能量的数学符号异号的情况下，确定所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基于所述第一电容能量组合，确定所述第一目标信息，还包括：
在所述第一乘积结果的数学符号与所述第三目标电容能量的数学符号同号的情况下，基于所述第一电容能量组合和预先设置的第一关系，确定所述第一电容能量组合下判定变量的值，所述第一关系为所述判定变量与关于电容能量组合的变量的关系；
在所述判定变量的值大于预先确定的目标值的情况下，确定所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点；
在所述判定变量的值小于或等于所述目标值的情况下，确定所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下不存在耦合关断点。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一关系为：A与
Figure FDA0003893713780000021
为倍数关系，A为判定变量，E1c为用于指示量子组合器件中两个量子比特中其中之一的量子比特与耦合器的耦合能量的第一变量，E2c为用于指示量子组合器件中两个量子比特中其中另一的量子比特与耦合器的耦合能量的第二变量，E12为用于指示量子组合器件中两个量子比特之间的耦合能量的第三变量，ECc为用于指示量子组合器件中耦合器的非谐性的第四变量。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一电容能量组合还包括第四目标电容能量，所述第四目标电容能量指示所述第一耦合器的非谐性，所述基于所述第一电容能量组合和预先确定的第一关系，确定所述第一电容能量组合下判定变量的值，包括：
确定所述第三目标电容能量与所述第四目标电容能量的第二乘积结果；
基于所述第一乘积结果、所述第二乘积结果和所述第一关系，确定所述判定变量的值。
6.根据权利要求4所述的方法，所述基于所述第一电容能量组合和预先确定的第一关系，确定所述第一电容能量组合下判定变量的值之前，还包括：
确定量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度与第二目标信息的第二关系，所述第二目标信息包括量子组合器件中两个量子比特之间的第一耦合强度、两个量子比特分别与耦合器之间的第二耦合强度、量子比特的本征频率和耦合器的本征频率；
确定所述第一耦合强度与关于电容能量组合的变量的第三关系，以及确定所述第二耦合强度与关于电容能量组合的变量的第四关系；
基于所述第三关系和所述第四关系，对所述第二关系进行变换，得到量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度与第三目标信息的第五关系，所述第三目标信息包括关于电容能量组合的变量、量子比特的本征频率和耦合器的本征频率；
基于所述第一关系，对所述第五关系进行变量替换，得到量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度与第四目标信息的第六关系，所述第四目标信息包括所述判定变量、关于电容能量组合的变量、量子比特的本征频率和耦合器的本征频率；
在所述第六关系满足目标条件的情况下，基于所述第六关系，确定所述目标值，所述目标条件包括：所述第一变量与所述第二变量的乘积结果的数学符号与所述第三变量的数学符号同号，耦合器的本征频率大于量子比特的本征频率。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述基于所述第六关系，确定所述目标值，包括：
在所述第六关系中量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度确定为零的情况下，基于所述第四目标信息与零的等式关系，确定量子比特的本征频率与第五目标信息的第七关系，所述第五目标信息包括所述判定变量和耦合器的本征频率；
基于所述第七关系和所述目标条件中关于耦合器的本征频率大于量子比特的本征频率的条件，确定所述目标值。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述第一结构版图，确定所述第一量子组合器件的第一电容参数组合，包括：
确定所述第一结构版图等效的电路模型；
对所述电路模型进行电容仿真，得到所述第一电容参数组合。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述确定所述第一量子组合器件的哈密顿量，包括：
基于所述电路模型进行哈密顿量的运算，得到所述第一量子组合器件的哈密顿量。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述输出所述第一目标信息，包括以下至少一项：
输出指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下是否存在耦合关断点的所述第一目标信息；
输出指示所述第一结构版图是否达标的信息，其中，在所述第一目标信息指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点的情况下，确定所述第一结构版图达标，在所述第一目标信息指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下不存在耦合关断点的情况下，确定所述第一结构版图不达标。
11.一种含耦合器超导量子比特结构的性能检验信息输出装置，包括：
获取模块，用于获取第一量子组合器件的第一结构版图，所述第一量子组合器件包括两个第一量子比特和用于耦合所述第一量子比特的第一耦合器；
第一确定模块，用于基于所述第一结构版图，确定所述第一量子组合器件的第一电容参数组合；
第二确定模块，用于确定所述第一量子组合器件的哈密顿量，所述哈密顿量包括基于所述第一电容参数组合确定的第一电容能量组合；
第三确定模块，用于基于所述第一电容能量组合，确定第一目标信息，所述第一目标信息指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下是否存在耦合关断点，所述耦合关断点下量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度为零；
输出模块，用于输出所述第一目标信息。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述第一电容能量组合包括第一目标电容能量、第二目标电容能量和第三目标电容能量，所述第一目标电容能量指示所述两个第一量子比特中其中之一的量子比特与所述第一耦合器的耦合能量，所述第二目标电容能量指示所述两个第一量子比特中其中另一的量子比特与所述第一耦合器的耦合能量，所述第三目标电容能量指示所述两个第一量子比特之间的耦合能量；所述第三确定模块包括：
第一确定子模块，用于确定所述第一目标电容能量与所述第二目标电容能量的第一乘积结果；
第二确定子模块，用于在所述第一乘积结果的数学符号与所述第三目标电容能量的数学符号异号的情况下，确定所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述第三确定模块还包括：
第三确定子模块，用于在所述第一乘积结果的数学符号与所述第三目标电容能量的数学符号同号的情况下，基于所述第一电容能量组合和预先设置的第一关系，确定所述第一电容能量组合下判定变量的值，所述第一关系为所述判定变量与关于电容能量组合的变量的关系；
第四确定子模块，用于在所述判定变量的值大于预先确定的目标值的情况下，确定所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点；
第五确定子模块，用于在所述判定变量的值小于或等于所述目标值的情况下，确定所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下不存在耦合关断点。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述第一关系为：A与
Figure FDA0003893713780000051
为倍数关系，A为判定变量，E1c为用于指示量子组合器件中两个量子比特中其中之一的量子比特与耦合器的耦合能量的第一变量，E2c为用于指示量子组合器件中两个量子比特中其中另一的量子比特与耦合器的耦合能量的第二变量，E12为用于指示量子组合器件中两个量子比特之间的耦合能量的第三变量，ECc为用于指示量子组合器件中耦合器的非谐性的第四变量。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述第一电容能量组合还包括第四目标电容能量，所述第四目标电容能量指示所述第一耦合器的非谐性；所述第三确定子模块包括：
第一确定单元，用于确定所述第三目标电容能量与所述第四目标电容能量的第二乘积结果；
第二确定单元，用于基于所述第一乘积结果、所述第二乘积结果和所述第一关系，确定所述判定变量的值。
16.根据权利要求14所述的装置，还包括：
第四确定模块，用于确定量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度与第二目标信息的第二关系，所述第二目标信息包括量子组合器件中两个量子比特之间的第一耦合强度、两个量子比特分别与耦合器之间的第二耦合强度、量子比特的本征频率和耦合器的本征频率；
第五确定模块，用于确定所述第一耦合强度与关于电容能量组合的变量的第三关系，以及确定所述第二耦合强度与关于电容能量组合的变量的第四关系；
变换模块，用于基于所述第三关系和所述第四关系，对所述第二关系进行变换，得到量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度与第三目标信息的第五关系，所述第三目标信息包括关于电容能量组合的变量、量子比特的本征频率和耦合器的本征频率；
变换替换模块，用于基于所述第一关系，对所述第五关系进行变量替换，得到量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度与第四目标信息的第六关系，所述第四目标信息包括所述判定变量、关于电容能量组合的变量、量子比特的本征频率和耦合器的本征频率；
第六确定模块，用于在所述第六关系满足目标条件的情况下，基于所述第六关系，确定所述目标值，所述目标条件包括：所述第一变量与所述第二变量的乘积结果的数学符号与所述第三变量的数学符号同号，耦合器的本征频率大于量子比特的本征频率。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述第六确定模块，具体用于：
在所述第六关系中量子组合器件中两个量子比特之间的等效耦合强度确定为零的情况下，基于所述第四目标信息与零的等式关系，确定量子比特的本征频率与第五目标信息的第七关系，所述第五目标信息包括所述判定变量和耦合器的本征频率；
基于所述第七关系和所述目标条件中关于耦合器的本征频率大于量子比特的本征频率的条件，确定所述目标值。
18.根据权利要求11所述的装置，其中，所述第一确定模块包括：
第六确定子模块，用于确定所述第一结构版图等效的电路模型；
电容仿真子模块，用于对所述电路模型进行电容仿真，得到所述第一电容参数组合。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述第二确定模块，具体用于基于所述电路模型进行哈密顿量的运算，得到所述第一量子组合器件的哈密顿量。
20.根据权利要求11所述的装置，其中，所述输出模块，具体用于：
输出指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下是否存在耦合关断点的所述第一目标信息；
输出指示所述第一结构版图是否达标的信息，其中，在所述第一目标信息指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下存在耦合关断点的情况下，确定所述第一结构版图达标，在所述第一目标信息指示所述第一量子组合器件在调节所述第一耦合器的本征频率的情况下不存在耦合关断点的情况下，确定所述第一结构版图不达标。
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。
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