CN115729753B - 一种信号采集装置、测控系统以及量子计算机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种信号采集装置，包括：模数转换模块，连接量子比特读取总线的输出端，用于接收并处理携带量子态信息的量子比特读取反馈信号以获得第一数字信号；信号分发模块，用于接收并处理所述第一数字信号以获得多个第一数据，以及输出多个所述第一数据，其中，各所述第一数据与所述量子比特读取总线连接的多个量子比特一一对应；多个采集数据处理模块，用于接收对应量子比特的触发信号，处理与所述触发信号对应的量子比特的第一数据，以及输出对应的量子比特的量子态信息。本发明能实现一根量子比特读取总线连接的多个量子比特输出的量子比特读取反馈信号的分别处理或者按需处理，大大的提升了量子芯片上量子比特的利用率。
Description
技术领域
本发明属于量子测控领域，特别是一种信号采集装置、测控系统以及量子计算机。
背景技术
量子芯片是量子计算的计算执行单元，由量子比特组成，为保证量子比特的运行和读取运行结果的数据，需要给量子比特提供运行控制信号和运行结果测量信号。对应的，在量子芯片上需要设置量子比特的运行控制信号线，例如XY线、Z线；以及用于读取量子比特的量子态信息的量子比特读取信号线。为保证量子芯片的集成和运行，现有的量子芯片结构一般为：量子芯片上设置多个量子比特，每个量子比特均配置运行控制信号线，根据量子比特的空间布局给量子比特配置量子比特读取信号线，通常一根量子比特读取信号线负责多个量子比特的量子态信息读取，例如5个以上量子比特。同时，为对量子比特的量子计算的结果进行采集，需要通过设置在量子芯片外部的读取反馈信号采集装置采集量子比特读取信号线输出的读取反馈信号。
现有装置中，通常设置一个读取反馈信号采集装置连接一根量子比特读取信号线，将采集到的量子比特读取反馈信号进行处理获得各量子比特的量子态信息。然而，当一根量子比特读取信号线连接的各量子比特分别执行不同量子计算任务，对于不同任务的量子比特输出的读取反馈信号需要按照对应的任务需求进行分析处理，即多个量子比特的读取反馈信号的分析处理不是同步的，现有的读取反馈信号采集装置难以实现对一根量子比特读取信号线连接的不同量子比特输出的读取反馈信号分别处理或按需处理，使得量子芯片上量子比特的利用率大大降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种信号采集装置、测控系统以及量子计算机，以解决现有技术中的一根量子比特读取信号线连接的不同量子比特的输出的读取反馈信号无法实现分别处理或按需处理的缺点，它能够实现分贝处理和按需处理，有利于提高量子芯片上量子比特的利用率。
本发明采用的技术方案如下：
本申请的一方面提供一种信号采集装置，包括：模数转换模块23，连接量子比特读取总线的输出端，用于接收并处理量子比特读取反馈信号以获得第一数字信号；其中，所述量子比特读取反馈信号携带与所述量子比特读取总线连接的多个量子比特的量子态信息；信号分发模块，连接所述模数转换模块23，用于接收并处理所述第一数字信号以获得多个第一数据，以及输出多个所述第一数据，其中，各所述第一数据与所述量子比特读取总线连接的多个量子比特一一对应；多个采集数据处理模块，连接所述信号分发模块，用于接收对应量子比特的触发信号，处理与所述触发信号对应的量子比特的第一数据，以及输出对应的量子比特的量子态信息；其中，所述采集数据处理模块的数量等于所述量子比特读取总线连接的量子比特的数量。
如上所述的信号采集装置，进一步的，所述采集数据处理模块包括：采集控制单元，用于响应所述触发信号并根据预设时序输出控制信号；处理系数读取单元，连接所述采集控制单元，用于响应所述控制信号并输出处理系数；数据处理单元，连接所述采集控制单元和所述处理系数读取单元，用于响应所述控制信号并根据所述处理系数处理所述第一数据，以及输出处理后对应的量子比特的量子态信息。
如上所述的信号采集装置，进一步的，所述控制信号包括启动信号和终止信号，所述采集控制单元包括：阵列参数器，用于响应所述触发信号并输出与所述预设时序对应的第一时间参数和第二时间参数；计时器，连接所述阵列参数器，用于响应所述触发信号开始计时至所述第一时间参数和所述第二时间参数，并响应所述第一时间参数发送所述启动信号至所述处理系数读取单元和所述数据处理单元、以及响应所述第二时间参数发送所述终止信号至所述处理系数读取单元和所述数据处理单元。
如上所述的信号采集装置，进一步的，所述处理系数读取单元包括：处理系数内存器，用于存储预设的处理系数；控制器，用于响应所述启动信号读取并输出所述处理系数至所述数据处理单元，以及响应所述终止信号停止读取。
如上所述的信号采集装置，进一步的，所述数据处理单元包括：运算器，用于响应所述启动信号并根据所述处理系数处理所述第一数据，以及响应所述终止信号终止运算并输出运算结果；其中，所述运算结果为对应的量子比特的量子态信息。
如上所述的信号采集装置，进一步的，所述信号采集装置还包括：数据缓冲模块，所述数据缓冲模块的输入端连接所述模数转换模块的输出端，所述数据缓冲模块的输出端连接所述信号分发模块。
如上所述的信号采集装置，进一步的，所述模数转换模块、所述信号分发模块和多个所述采集数据处理模块位于同一板卡上。
如上所述的信号采集装置，进一步的，所述信号采集装置还包括：时钟模块，设置于所述板卡上，用于为多个所述采集数据处理模块提供时钟参数。
本申请再一方面提供一种量子比特读取反馈信号的处理方法，所述方法包括：接收并处理量子比特读取总线的输出端输出的量子比特读取反馈信号以获得第一数字信号；其中，所述量子比特读取反馈信号携带与所述量子比特读取总线连接的多个量子比特的量子态信息；接收并处理所述第一数字信号以获得多个第一数据，以及输出多个所述第一数据，其中，各所述第一数据与所述量子比特读取总线连接的多个量子比特一一对应；接收对应量子比特的触发信号，处理与所述触发信号对应的量子比特的第一数据，以及输出对应的量子比特的量子态信息；其中，所述采集数据处理模块的数量等于所述量子比特读取总线连接的量子比特的数量。
本申请再一方面提供一种量子测控系统，包括上述的信号采集装置，或使用上述的量子比特读取反馈信号的处理方法对量子芯片输出的量子比特读取反馈信号进行处理。
本申请再一方面提供一种量子计算机，包括上述的量子测控系统以及量子芯片，所述量子芯片上设置有多根量子比特读取总线，每根所述量子比特读取总线上均连接多个量子比特。
与现有技术相比，本申请通过模数转换模块采集量子比特读取总线输出的量子比特读取反馈信号并处理该信号获得第一数字信号，进而通过信号分发模块将第一数字信号拆分处理为多个与量子比特一一对应的第一数据，并通过接收对应量子比特对应的触发信号开启对应的采集数据处理模块处理接收到的第一数据，获得量子比特的量子态信息，实现了一根量子比特读取总线连接的多个量子比特输出的量子比特读取反馈信号的分别处理或者按需处理，进而可以实现一根量子比特读取总线连接的多个量子比特运行不同的量子计算任务，大大的提升了量子芯片上量子比特的利用率。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种量子芯片的电路结构图；
图2是本申请实施例提供的一种信号采集装置的结构组成图；
图3是本申请实施例提供的一种采集数据处理模块的结构组成图；
图4是本申请实施例提供的一种采集控制单元的结构组成图；
图5是本申请实施例提供的一种处理系数读取单元的结构组成图；
图6是本申请实施例提供的一种数据处理单元的结构组成图；
图7是本申请实施例提供的一种包括数据缓冲模块的信号采集装置结构组成图；
图8是本申请实施例提供的一种量子比特读取反馈信号的处理方法的流程图。
附图标记说明：1-量子芯片，11-量子比特读取总线，12-量子比特，13-谐振腔，111-输入端口，112-输出端口，2-信号采集装置，21-采集数据处理模块，22-信号分发模块，23-模数转换模块，24-数据缓冲模块，211-采集控制单元，212-处理系数读取单元，213-数据处理单元，2111-阵列参数器，2112-计时器，2121-控制器，2122-处理系数内存器，2131-运算器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
如图1所示的量子芯片1，包括多个一一对应的且相互耦合的量子比特12和谐振腔13，各所述谐振腔13的远离对应量子比特12的一端连接量子比特读取总线11，量子比特读取总线11具有输入端口111，用于接收量子比特读取信号，测量该量子比特读取总线11连接的多个量子比特12的量子态信息；量子比特读取总线11上与输入端口111相对的一端为输出端口112，用于采集与量子比特读取信号对应的量子比特读取反馈信号，其中量子比特读取反馈信号携带各个量子比特12的量子态信息。由于多个量子比特12连接同一根量子比特读取总线11，因此通过在量子比特读取总线11的输出端口112采集量子比特读取反馈信号并进行分析处理，即可以获得该量子比特读取总线11上连接的所有量子比特12的量子态信息。
在目前的量子芯片1的信号采集系统中，当一根量子比特读取总线11上连接的量子比特12需要执行的量子计算任务确定后，需要施加在该量子比特读取总线11上的量子比特读取信号的参数即确定了，对应的，通过量子比特读取总线11采集的与量子比特读取信号对应的量子比特读取反馈信号即确定了。通过信号采集装置采集量子比特读取反馈信号并进行处理分析即可以获得执行完量子计算任务的量子比特12的量子态信息。
可以想象的是，当量子芯片1上同一根量子比特读取总线11上的多个量子比特12分别执行不同的量子计算任务，或者执行的多个量子计算任务不是同步进行时，现有的读取信号采集装置2需要将执行单个量子计算任务的量子比特输出的量子比特读取反馈信号采集处理完之后，才能处理执行下一个量子计算任务的量子比特输出的量子比特读取反馈信号，无法实现多个量子比特12输出的量子比特读取反馈信号的分别处理或者按需处理。
请参考图2，图2是本申请实施例提供的一种信号采集装置2，包括：模数转换模块23，连接量子比特读取总线11的输出端口112，用于接收并处理量子比特读取反馈信号以获得第一数字信号；其中，所述量子比特读取反馈信号携带与所述量子比特读取总线11连接的多个量子比特12的量子态信息；信号分发模块22，连接所述模数转换模块23，用于接收并处理所述第一数字信号以获得多个第一数据，以及输出多个所述第一数据，其中，各所述第一数据与所述量子比特读取总线11连接的多个量子比特12一一对应；多个采集数据处理模块21，连接所述信号分发模块22，用于接收对应量子比特12的触发信号，处理与所述触发信号对应的量子比特12的第一数据，以及输出对应的量子比特12的量子态信息；其中，所述采集数据处理模块21的数量等于所述量子比特读取总线11连接的量子比特12的数量。
具体的，通过量子比特读取总线11的输出端口112采集到的量子比特读取反馈信号为携带该根量子比特读取总线11连接的多个量子比特12的量子态信息的模拟信号。本申请通过设置模数转换模块23接收携带量子态信息的量子比特读取反馈信号，并对该信号进行转换处理，转换为第一数字信号，便于通过后续处理获得量子态信息。
通过模数转换模块23处理后输出的第一数字信号携带量子比特读取总线11连接的多个量子比特12的量子态信息，并通过信号分发模块22对第一数字信号进行拆分处理，输出多个第一数据；其中，每一个数据都对应量子比特读取总线11连接的一个量子比特12，即每一个第一数据也携带着一个量子比特12的量子态信息。
获得了多个携带量子比特读取总线11连接的量子比特12的量子态信息的第一数据之后，通过多个采集数据处理模块21分别接收一个第一数据并处理，可以获得对应的量子比特12的量子态信息。其中，多个采集数据处理模块21分别接收对应的第一数据后，并不是直接处理。通过接收与量子比特12对应的触发信号，确定需要处理第一数据的采集数据处理模块21。即接收到触发信号的采集数据处理模块21会处理接收到的第一数据，而未接收到触发信号的采集数据处理模块21不会对接收到的第一数据进行处理。
需要补充的是，与触发信号对应的量子比特12，即量子比特读取总线上连接的执行完当前量子计算任务的若干量子比特12，当这些量子比特12执行完量子计算任务后，需要对任务结果进行处理分析，通过触发信号开启采集数据处理模块21的数据分析功能。对应的，与未执行量子计算任务的量子比特12对应的采集数据处理模块21不会接收到触发信号，即不会对第一数据进行处理。
显而易见的，当前未执行量子计算任务的量子比特12可以执行其他的量子计算任务，并通过对应的触发信号开启对应的采集数据处理模块21分析处理与其他量子计算任务对应的第一数据。实现了对一根量子比特读取总线11连接的多个量子比特12输出的与不同的量子计算任务对应的量子比特读取反馈信号的分别处理或者按需处理，使得量子芯片1上的量子比特12的利用率大大提高。
此外，通过接收与量子比特12对应的触发信号开启多个采集数据处理模块21的数据分析功能，还可以保证多个采集数据处理模块21之间的触发同步，使得输出的量子态信息的精确度更高，提高了量子计算任务的计算精度。
本申请通过模数转换模块23采集量子比特读取总线11输出的量子比特读取反馈信号并处理该信号获得第一数字信号，进而通过信号分发模块22将第一数字信号拆分处理为多个与量子比特12一一对应的第一数据，并通过接收对应量子比特12对应的触发信号开启对应的采集数据处理模块21处理接收到的第一数据，获得量子比特12的量子态信息，实现了对一根量子比特读取总线11连接的多个量子比特12输出的量子比特读取反馈信号的分别处理或者按需处理，进而可以实现一根量子比特读取总线11连接的多个量子比特12运行不同的量子计算任务，大大的提升了量子芯片1上量子比特12的利用率。
如图3所示，作为本申请实施例的一种实施方式，所述采集数据处理模块21包括：采集控制单元211，用于响应所述触发信号并根据预设时序输出控制信号；处理系数读取单元212，连接所述采集控制单元211，用于响应所述控制信号并输出处理系数；数据处理单元213，连接所述采集控制单元211和所述处理系数读取单元212，用于响应所述控制信号并根据所述处理系数处理所述第一数据，以及输出处理后对应的量子比特12的量子态信息。
具体的，采集数据处理模块21是用于基于触发信号对接收到的第一数据进行处理；通过在采集数据处理模块21内设置采集控制单元211接收与量子比特12对应的触发信号，并且采集控制单元211内设置有预设时序，通过响应触发信号并根据预设的时序发送控制信号，并通过设置数据处理单元213连接信号分发模块22，接收第一数据，响应控制信号对接收到的第一数据处理。在通过数据处理单元213处理第一数据时，本申请还在采集数据处理模块21内设置处理系数读取单元212，处理系数读取单元212内储存处有预设的处理系数，处理系数用于对第一数据进行处理。因此处理系数读取单元212也响应采集控制单元211输出的控制信号，输出处理系数至数据处理单元213。数据处理单元213响应控制信号根据处理系数对第一数据进行处理，快速的获得与第一数据对应的量子态信息，实现对量子比特读取总线11连接的若干量子比特12执行完量子计算任务后的任务结果的快速处理分析，提高了信号采集装置2的运行效率。
如图4所示，作为本申请实施例的一种实施方式，所述控制信号包括启动信号和终止信号，所述采集控制单元211包括：阵列参数器2111，用于响应所述触发信号并输出与所述预设时序对应的第一时间参数和第二时间参数；计时器2112，连接所述阵列参数器2111，用于响应所述触发信号开始计时至所述第一时间参数和所述第二时间参数，并响应所述第一时间参数发送所述启动信号至所述处理系数读取单元212和所述数据处理单元213、以及响应所述第二时间参数发送所述终止信号至所述处理系数读取单元212和所述数据处理单元213。
具体的，采集控制单元211内部由一个先入先出队列的阵列参数器2111和一个计时器2112构成。当阵列参数器2111接收到触发信号时，输出与预设时序对应的第一时间参数TcO1和第二时间参数TcO2，计时器2112模块开始计时。当计时器2112时刻与TcO1相同时，向数据处理单元213和处理系数读取单元212发送启动信号；当计时器2112时刻与TcO2相同时，向数据处理单元213和处理系数读取单元212发送终止信号。此时，阵列参数器2111更新时间参数为Tc11和Tc12，计时器2112重新计时，用于基于下一个触发信号和预设时序输出下一组的第一时间参数Tc11和第二时间参数Tc12。
需要说明的是，计时器2112是同时向数据处理单元213和处理系数读取单元212发送启动信号的，并且同时向数据处理单元213和处理系数读取单元212发送终止信号的。即当计时器2112向处理系数读取单元212发送启动信号时，处理系数读取单元212会输出处理系数至数据处理单元213，同时数据处理单元213响应启动信号，根据处理系数对第一数据进行处理。同理，当计时器2112向处理系数读取单元212发送终止信号时，处理系数读取单元212会终止输出处理系数至数据处理单元213，同时数据处理单元213响应终止信号输出具体的处理结果，即各量子比特的量子态信息。
如图5所示，作为本申请实施例的一种实施方式，所述处理系数读取单元212包括：处理系数内存器2122，用于存储预设的处理系数；控制器2121，用于响应所述启动信号读取并输出所述处理系数至所述数据处理单元213，以及响应所述终止信号停止读取。
具体的，通过在处理系数读取单元212内设置处理系数内存器2122，用于存储预设的处理系数，其中，预设系数在处理系数内存器2122中按照地址存储，每一个地址对应一个处理系数。并通过设置控制器2121响应启动信号，从处理系数内存器2122中的第一个地址开始依次读取处理系数并输出该地址的处理系数至数据处理单元213。控制器2121还用于响应终止信号并停止从处理系数内存器2122中读取处理系数。通过启动信号和终止信号从处理系数内存器2122中读取预设的处理系数并发送至数据处理单元213用于计算，提高信号采集装置2的工作效率
如图6所示，作为本申请实施例的一种实施方式，所述数据处理单元213包括：运算器2131，用于响应所述启动信号并根据所述处理系数处理所述第一数据，以及响应所述终止信号终止运算并输出运算结果；其中，所述运算结果为对应的量子比特12的量子态信息。
具体的，数据处理单元213内设置运算器2131，通过响应启动信号用于运行对第一数据和处理系数的四则运算、逻辑运算等操作，并响应终止信号输出运算结果，即量子态信息，通过采用运算器2131快速的实现对第一数据的处理分析，可以有效提高信号采集装置2的运行效率。
如图7所示，作为本申请实施例的一种实施方式，所述信号采集装置2还包括：数据缓冲模块24，所述数据缓冲模块24的输入端连接所述模数转换模块23的输出端，所述数据缓冲模块24的输出端连接所述信号分发模块22。通过设置数据缓冲模块24暂时存储第一数字信号，并用于输出端连接的信号分发模块22拆分处理，可以有效提高信号采集装置2的工作效率。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述模数转换模块23、所述信号分发模块22和多个所述采集数据处理模块21位于同一板卡上。本申请的信号采集装置2用于量子测控系统，量子测控系统是对量子芯片1进行测试的设备，本申请的信号采集装置2用于采集并处理量子芯片1上一根量子比特读取总线11输出的携带多个量子比特12的量子态信息的量子比特读取反馈信号，而量子芯片1上通常集成有多根量子比特读取总线11，用于连接更多位的量子比特12。因此在量子测控系统中也需要多个本申请的信号采集装置2，本申请的信号采集装置2包括的各个模块集成设置在同一个板卡上；并通过增加板卡的方式实现信号采集装置2的集成，提高了整个量子测控系统的集成度，适用于更多位的量子芯片1的测试。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述信号采集装置2还包括：时钟模块，设置于所述板卡上，用于为多个所述采集数据处理模块21提供时钟参数。如前文所述，多个采集数据处理模块21接收与量子比特12对应的触发信号以及预设时序并对第一数据进行处理获得对应的量子态信息。通过在板卡上设置时钟模块，用于保证多个采集数据处理模块21之间的时钟参数是同步的，进而保证多个采集数据处理模块21的预设时序是同步的，提高信号采集装置2输出的量子比特读取信号的保真度。
如图8所示，基于同一申请构思，本申请实施例还提供一种量子比特读取反馈信号的处理方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S100：接收并处理量子比特读取总线11的输出端口输出的量子比特读取反馈信号以获得第一数字信号；其中，所述量子比特读取反馈信号携带与所述量子比特读取总线11连接的多个量子比特12的量子态信息；
步骤S200：接收并处理所述第一数字信号以获得多个第一数据，以及输出多个所述第一数据，其中，各所述第一数据与所述量子比特读取总线11连接的多个量子比特12一一对应；
步骤S300：接收对应量子比特12的触发信号，处理与所述触发信号对应的量子比特12的第一数据，以及输出对应的量子比特12的量子态信息。
具体的，量子芯片1上设置有多根量子比特读取总线11，每一根量子比特读取总线11均连接有多个量子比特12，当需要对一根量子比特读取总线11上的量子比特12的量子态信息进行采集处理时，需要在量子比特读取总线11的输出端口112采集量子比特读取反馈信号。而采集的量子比特读取反馈信号是携带量子比特12的量子态信息的，由于每个量子比特12的工作参数、运行的量子计算任务的参数不是完全相同的，因此每个量子比特12执行完量子计算任务后的量子态信息也是不完全相同的，进而量子比特读取反馈信号是携带多个量子比特12的量子态信息的，在对量子比特读取反馈信号进行采集和分析时需要根据具体的量子比特12进行拆分并分别处理分析，即以量子比特12为单位对量子比特读取反馈信号进行分析。
本申请在具体实施时，通过模数转换模块23采集量子比特读取总线11的输出端口112输出的量子比特读取反馈信号并处理该信号获得第一数字信号，进而通过信号分发模块22将第一数字信号拆分处理为多个与量子比特12一一对应的第一数据，并通过接收对应量子比特12对应的触发信号开启对应的采集数据处理模块21处理接收到的第一数据，获得量子比特12的量子态信息，实现了一根量子比特读取总线11连接的多个量子比特12输出的量子比特读取反馈信号的分别处理或者按需处理，进而可以实现一根量子比特读取总线11连接的多个量子比特12运行不同的量子计算任务，大大的提升了量子芯片1上的量子比特12的利用率。
基于同一申请构思，本申请实施例还提供一种量子测控系统，包括上述的信号采集装置2，或使用上述的量子比特读取反馈信号的处理方法对量子芯片1输出的量子比特读取反馈信号进行处理。
基于同一申请构思，本申请实施例还提供一种量子计算机，包括上述的量子测控系统以及量子芯片1，所述量子芯片1上设置有多根量子比特读取总线11，每根所述量子比特读取总线11上均连接多个量子比特12。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机，计算机的具体形式可以是个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。
在一个典型的配置中，计算机包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读信号、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带、磁盘存储、量子存储器、基于石墨烯的存储介质或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
在本说明书一个或多个实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书一个或多个实施例。在本说明书一个或多个实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。应当理解，尽管在本说明书一个或多个实施例可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书一个或多个实施例范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。以上所述仅为本说明书一个或多个实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书一个或多个实施例，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例保护的范围之内。
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 (11)
1.一种信号采集装置，其特征在于，包括：
模数转换模块，连接量子比特读取总线的输出端，用于接收并处理量子比特读取反馈信号以获得第一数字信号；其中，所述量子比特读取反馈信号携带与所述量子比特读取总线连接的多个量子比特的量子态信息；
信号分发模块，连接所述模数转换模块，用于接收并处理所述第一数字信号以获得多个第一数据，以及输出多个所述第一数据，其中，各所述第一数据与所述量子比特读取总线连接的多个量子比特一一对应；
多个采集数据处理模块，连接所述信号分发模块，用于接收对应量子比特的触发信号，处理与所述触发信号对应的量子比特的第一数据，以及输出对应的量子比特的量子态信息；其中，所述采集数据处理模块的数量等于所述量子比特读取总线连接的量子比特的数量。
2.根据权利要求1所述的信号采集装置，其特征在于，所述采集数据处理模块包括：
采集控制单元，用于响应所述触发信号并根据预设时序输出控制信号；
处理系数读取单元，连接所述采集控制单元，用于响应所述控制信号并输出处理系数；
数据处理单元，连接所述采集控制单元和所述处理系数读取单元，用于响应所述控制信号并根据所述处理系数处理所述第一数据，以及输出处理后对应的量子比特的量子态信息。
3.根据权利要求2所述的信号采集装置，其特征在于，所述控制信号包括启动信号和终止信号，所述采集控制单元包括：
阵列参数器，用于响应所述触发信号并输出与所述预设时序对应的第一时间参数和第二时间参数；
计时器，连接所述阵列参数器，用于响应所述触发信号开始计时至所述第一时间参数和所述第二时间参数，并响应所述第一时间参数发送所述启动信号至所述处理系数读取单元和所述数据处理单元、以及响应所述第二时间参数发送所述终止信号至所述处理系数读取单元和所述数据处理单元。
4.根据权利要求3所述的信号采集装置，其特征在于，所述处理系数读取单元包括：
处理系数内存器，用于存储预设的处理系数；
控制器，用于响应所述启动信号读取并输出所述处理系数至所述数据处理单元，以及响应所述终止信号停止读取。
5.根据权利要求4所述的信号采集装置，其特征在于，所述数据处理单元包括：
运算器，用于响应所述启动信号并根据所述处理系数处理所述第一数据，以及响应所述终止信号终止运算并输出运算结果；其中，所述运算结果为对应的量子比特的量子态信息。
6.根据权利要求1所述的信号采集装置，其特征在于，所述信号采集装置还包括：
数据缓冲模块，所述数据缓冲模块的输入端连接所述模数转换模块的输出端，所述数据缓冲模块的输出端连接所述信号分发模块。
7.根据权利要求1所述的信号采集装置，其特征在于，所述模数转换模块、所述信号分发模块和多个所述采集数据处理模块位于同一板卡上。
8.根据权利要求7所述的信号采集装置，其特征在于，所述信号采集装置还包括：
时钟模块，设置于所述板卡上，用于为多个所述采集数据处理模块提供时钟参数。
9.一种量子比特读取反馈信号的处理方法，其特征在于，所述方法包括：
接收并处理量子比特读取总线的输出端输出的量子比特读取反馈信号以获得第一数字信号；其中，所述量子比特读取反馈信号携带与所述量子比特读取总线连接的多个量子比特的量子态信息；
接收并处理所述第一数字信号以获得多个第一数据，以及输出多个所述第一数据，其中，各所述第一数据与所述量子比特读取总线连接的多个量子比特一一对应；
接收对应量子比特的触发信号，处理与所述触发信号对应的量子比特的第一数据，以及输出对应的量子比特的量子态信息。
10.一种量子测控系统，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的信号采集装置，或使用权利要求9所述的量子比特读取反馈信号的处理方法对量子芯片输出的量子比特读取反馈信号进行处理。
11.一种量子计算机，其特征在于，包括权利要求10所述的量子测控系统以及量子芯片，所述量子芯片上设置有多根量子比特读取总线，每根所述量子比特读取总线上均连接多个量子比特。
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116402148A (zh) * | 2023-04-14 | 2023-07-07 | 山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司 | 量子测控快速反馈装置、方法、设备及存储介质 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107994307A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-05-04 | 合肥本源量子计算科技有限责任公司 | 一种使用可调量子数据总线耦合多量子比特的量子芯片和方法 |
| CN108717283A (zh) * | 2018-07-29 | 2018-10-30 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 多类型传感器无线通用数据采集器 |
| CN109217939A (zh) * | 2018-06-20 | 2019-01-15 | 浙江大学 | 用于量子比特的可扩展、低延迟反馈调控设备 |
| CN109613876A (zh) * | 2018-04-28 | 2019-04-12 | 合肥本源量子计算科技有限责任公司 | 一种多通道量子测控系统 |
| CN210515357U (zh) * | 2019-11-12 | 2020-05-12 | 合肥本源量子计算科技有限责任公司 | 一种量子芯片结构 |
| CN111713018A (zh) * | 2018-02-12 | 2020-09-25 | 国际商业机器公司 | 使用模拟积分和控制脉冲门控的快速量子反馈 |
| CN112054867A (zh) * | 2020-08-30 | 2020-12-08 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 大规模数字阵列信号同步采集系统 |
| CN113010302A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-06-22 | 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 | 量子-经典混合架构下多任务调度方法、系统及量子计算机系统架构 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7437081B2 (en) * | 2004-11-01 | 2008-10-14 | Magiq Technologies, Inc | System and method for providing two-way communication of quantum signals, timing signals, and public data |
| US20180046933A1 (en) * | 2016-08-11 | 2018-02-15 | Board Of Regents, The University Of Texas System | System and method for controlling a quantum computing emulation device |
| AU2018230440B2 (en) * | 2017-03-10 | 2022-11-17 | Rigetti & Co, Llc | Performing a calibration process in a quantum computing system |
| US10592814B2 (en) * | 2017-12-01 | 2020-03-17 | International Business Machines Corporation | Automatic design flow from schematic to layout for superconducting multi-qubit systems |
| US11222280B2 (en) * | 2019-01-30 | 2022-01-11 | Origin Quantum Computing Company, Limited, Hefei | Method and system for generating quantum bit control signal |
| CN111523671B (zh) * | 2019-02-02 | 2023-05-02 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 量子比特校准装置、测控系统及测控方法 |
| US11422958B2 (en) * | 2019-05-22 | 2022-08-23 | D-Wave Systems Inc. | Systems and methods for efficient input and output to quantum processors |
-
2021
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107994307A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-05-04 | 合肥本源量子计算科技有限责任公司 | 一种使用可调量子数据总线耦合多量子比特的量子芯片和方法 |
| CN111713018A (zh) * | 2018-02-12 | 2020-09-25 | 国际商业机器公司 | 使用模拟积分和控制脉冲门控的快速量子反馈 |
| CN109613876A (zh) * | 2018-04-28 | 2019-04-12 | 合肥本源量子计算科技有限责任公司 | 一种多通道量子测控系统 |
| CN109217939A (zh) * | 2018-06-20 | 2019-01-15 | 浙江大学 | 用于量子比特的可扩展、低延迟反馈调控设备 |
| CN108717283A (zh) * | 2018-07-29 | 2018-10-30 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 多类型传感器无线通用数据采集器 |
| CN210515357U (zh) * | 2019-11-12 | 2020-05-12 | 合肥本源量子计算科技有限责任公司 | 一种量子芯片结构 |
| CN112054867A (zh) * | 2020-08-30 | 2020-12-08 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 大规模数字阵列信号同步采集系统 |
| CN113010302A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-06-22 | 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 | 量子-经典混合架构下多任务调度方法、系统及量子计算机系统架构 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Xiao-Ming Zhang 等;Xiao-Ming Zhang 等;《Physical Review》;20210422;第1-6页 * |
| 基于transmon qubit的量子芯片工作环境的研究与优化;孔伟成;《CNKI学位》;20181115;第2018年卷(第11期);全文 * |
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