CN116702911A - 信号发生装置、量子控制系统及量子计算机 - Google Patents

信号发生装置、量子控制系统及量子计算机 Download PDF

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Abstract

本说明书实施方式提供了一种信号发生装置、量子控制系统及量子计算机。所述信号发生装置用于输出携带量子态编码信息的目标中频信号，包括：多个信号参数生成模块，用于分别基于Cordic算法根据输入的相位控制信息生成初级信号参数；数模转换模块，用于根据按照指定相位差排列的多个初级信号参数形成的目标信号参数，生成目标中频信号。通过本说明书实施方式，使得由初级信号参数按照指定相位差排列形成的目标信号参数可以与目标中频信号的至少一个完整周期对应，且目标信号参数的精度可以使得数模转换模块根据目标信号参数输出的中频信号满足精度条件，进而实现了数模转换模块在较为准确的逻辑时序下输出满足精度条件的目标中频信号。

Description

信号发生装置、量子控制系统及量子计算机
技术领域
本说明书中实施方式涉及量子计算领域，具体涉及一种信号发生装置、量子控制系统及量子计算机。
背景技术
量子计算的运算过程主要由量子处理器执行。具体运算过程包括：先向处于基态的量子比特施加操控信号，再对经操控信号操作后的量子比特施加读取信号以获取量子计算结果。因此，操控信号和读取信号的频率与量子处理器的工作频率较为接近，通常在6GHz-8GHz之间。
目前，一般通过对中频信号和微波信号进行混频处理获得操控信号和读取信号，因此，中频信号的精度会对操控信号和读取信号的精度产生直接影响。在相关技术中，通常采用信号发生器、任意波形发生器等信号源器件输出中频信号，由于信号源器件精度限制，输出的中频信号存在精度较低的问题，进而影响到混频后的操控信号和读取信号的精度，无法满足量子处理器执行运算过程时所需的操控和读取精度要求。
发明内容
有鉴于此，本说明书的多个实施方式提供了一种信号发生装置、量子控制系统及量子计算机，以提高中频信号的精度，进而提高操控信号和读取信号的精度，以实现量子处理器在高精度下的操控和读取。
本说明书的一个实施方式提供一种信号发生装置，用于输出携带量子态编码信息的目标中频信号，所述信号发生装置包括：多个信号参数生成模块，用于分别基于Cordic算法根据输入的相位控制信息生成初级信号参数；其中，不同信号参数生成模块输入的相位控制信息符合指定规则，使得多个信号参数生成模块输出的初级信号参数之间的相位差为指定相位差的整数倍；数模转换模块，用于根据按照指定相位差排列的多个初级信号参数形成的目标信号参数，生成目标中频信号。
本说明书的一个实施方式提供一种量子控制系统，包括微波源、信号混频装置、以及如上述实施方式所述的信号发生装置，信号混频装置用于对信号发生装置输出的中频信号以及微波源输出的微波信号进行混频处理并输出操控信号和/或读取信号。
本说明书的一个实施方式提供一种量子计算机，包括如前述实施方式所述的量子控制系统及量子处理器，量子控制系统输出用于控制量子处理器执行运算的操控信号、以及对量子处理器的运算结果进行测量的读取信号。
本说明书提供的多个实施方式，通过采用多个信号参数生成模块分别基于Cordic算法根据输入的相位控制信息生成初级信号参数，且不同信号参数生成模块输入的相位控制信息符合指定规则，使得多个信号参数生成模块输出的初级信号参数之间的相位差为指定相位差的整数倍，从而使得由初级信号参数按照指定相位差排列形成的目标信号参数可以与目标中频信号的至少一个完整周期对应，且目标信号参数的精度可以使得数模转换模块根据目标信号参数输出的中频信号满足精度条件，进而实现了数模转换模块在较为准确的逻辑时序下输出满足精度条件的目标中频信号。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施方式中的技术方案，下面将对描述实施方式所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书的一个实施方式提供的信号发生装置的组成示意图。
图2为本说明书的一个实施方式提供信号参数生成模块运用的Cordic算法的几何原理示意图。
图3为本说明书的另一个实施方式提供的信号发生装置的组成示意图。
图4为本说明书的另一个实施方式提供的信号发生装置的组成示意图。
图5为本说明书的一个实施方式提供的量子控制系统的结构示意图。
具体实施方式
在相关技术中，作用于量子处理器的操控信号和读取信号主要通过对中频信号进行混频处理获得，中频信号携带有对量子处理器进行操控并读取量子计算结果的量子态编码信息。中频信号为模拟信号，通过数模转换器(Digital to analog converter，DAC)根据输入的数字信号输出，输入数模转换器的数字信号与中频信号的幅值对应。
为实现对量子处理器的高精度操控和对运算结果的高精度读取，作用于量子处理器的操控信号和读取信号的频率需要接近量子处理器的工作频率。因此，用于获得操控信号和读取信号的中频信号的频率和分辨率需要满足一定条件。
输入DAC的数字信号可以通过现场可编程逻辑门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)运行Cordic算法输出。为使得输出的中频信号的频率和分辨率满足条件，对应的DAC的采样率也需要满足一定条件，FPGA中用于运行Cordic算法的功能模块的工作时钟频率需要与DAC的采样率相匹配。而在相关技术中，FPGA内仅存在单个运行Cordic算法的功能模块，为使输出的数字信号达到精度条件，该模块需要执行多次迭代运算，导致输出时延较大且消耗较多运算资源。此外，受FPGA的工作时钟频率限制，该模块在高时钟频率下运行输出的数字信号难以实现较为准确的逻辑时序。
因此，有必要提供一种信号发生装置，可以通过多个信号参数生成模块分别基于Cordic算法根据输入的相位控制信息生成初级信号参数，并通过向不同信号参数生成模块输入符合指定规则的相位控制信息，使得多个信号参数生成模块输出的初级信号参数之间的相位差为指定相位差的整数倍，通过对多个信号参数生成模块输出的初级信号参数进行拼接以形成与目标中频信号的周期对应的目标信号参数，再通过数模转换模块根据目标信号参数生成目标中频信号，从而在输出的中频信号的精度满足条件的情况下，降低单个信号参数生成模块的工作频率，实现较为准备的逻辑时序。
请参阅图1。本说明书的一个实施方式提供一种信号发生装置，用于输出携带量子态编码信息的中频信号，信号发生装置包括多个信号参数生成模块1和数模转换模块2。
在本实施方式中，多个信号参数生成模块用于分别基于Cordic算法根据输入的相位控制信息生成初级信号参数；其中，不同信号参数生成模块输入的相位控制信息符合指定规则，使得多个信号参数生成模块输出的初级信号参数之间的相位差为指定相位差的整数倍。
在本实施方式中，相位控制信息可以用于表示初始向量在每个工作时钟时刻所需迭代旋转的角度。具体的，例如，对于第一信号参数生成模块，相位控制信息可以为单次旋转角度。对于除第一信号参数生成模块以外的其他信号参数生成模块，相位控制信息可以为单次旋转角度与指定角度值的整数倍之和。
在本实施方式中，初级信号参数可以用于表示初始向量经多次旋转形成的多个向量的坐标参数。具体的，初级信号参数包括的坐标参数的数量可以由单次旋转角度确定。
在本实施方式中，信号参数生成模块可以在二维直角坐标系中使用Cordic算法。信号参数生成模块基于Cordic算法，根据输入的相位控制信息生成初级信号参数的具体过程如下。
请参阅图2。在本实施方式中，二维坐标系中存在第一初始向量(x0，y0)，该第一初始向量位于X轴上且x0>0，y0＝0。在一些实施方式中，第一初始向量可以与X轴正向具有夹角β(图2中未示出)，则x0>0，t0>0。
向第一信号参数生成模块输入第一相位控制信息Ph1，具体的，第一相位控制信息Ph1可以包括向量单次旋转角度α，则将第一初始向量沿逆时针方向旋转α角度可以得到第一向量(x′0，y′0)。参见公式1。第一向量的坐标参数(x′0，y′0)可以通过第一初始向量的坐标(z0，y0)和单次旋转角度α表示。
将第一向量沿逆时针方向旋转α角度可以得到第二向量，以此类推，沿逆时针方向以α角度迭代旋转第一初始向量一周，可以得到多个向量以及对应的多个坐标参数，将多个坐标参数作为第一初级信号参数。具体的，例如，α为1°，则迭代旋转第一初始向量一周可以得到360个坐标参数。α为2°，则迭代旋转第一初始向量一周可以得到180个坐标参数。
向第二信号参数生成模块输入第二相位控制信息Ph2，具体的，第二相位控制信息Ph2可以包括单次旋转角度α和指定角度值θ。第二信号参数生成模块将第一初始向量沿逆时针方向旋转角度θ得到第二初始向量(x1，y1)，重复上述过程迭代旋转第二初始向量一周，可以得到第二初级信号参数。第二相位控制信息中的单次旋转角度α和第一相位控制信息中的单次旋转角度α取值相同。第二初级信号参数与第一初级信号参数之间的相位差为角度θ对应的相位差。
在本实施方式中，单个信号参数生成模块在生成初级信号参数后，可以将初级信号参数直接发送给数模转换模块。在一些实施方式中，单个信号参数生成模块在生成初级信号参数后，可以将初级信号参数暂存在寄存器中，在多个信号参数生成模块生成的初级信号参数形成与目标中频信号的至少一个周期对应的目标信号参数的情况下，多个信号参数生成模块将生成的多个初级信号参数共同发送给数模转换模块。
在本实施方式中，多个信号参数生成模块的工作时钟频率fd可以由同一时钟源提供，以实现多个信号参数生成模块的工作时钟同步。
在本实施方式中，数模转换模块2可以用于根据按照指定相位差排列的多个初级信号参数形成的目标信号参数，生成目标中频信号。具体的，数模转换模块可以在接收到多个信号参数生成模块发送的多个初级信号参数后，按照指定相位差确定多个初级信号参数的输出次序，并按照输出次序以及指定相位差对多个初级信号参数进行排列以形成目标信号参数，使得目标信号参数中包含的坐标参数的数量与数模转换模块的需要满足的采样率条件相匹配，再根据目标信号参数生成目标中频信号。
在本实施方式中，数模转换模块可以根据由多个初级信号参数形成的目标信号参数生成目标中频信号，实现了数模转换模块在准确的逻辑时序下输出满足精度条件的目标中频信号。
在一些实施方式中，所述目标中频信号的频率与量子处理器的操控信号和/或读取信号的频率具有第一关联关系；其中，所述第一关联关系用于表征在所述操控信号和/或读取信号的频率满足所述量子处理器的精度条件的情况下，所述目标中频信号的频率满足的第一频率条件。
在执行量子计算的运算过程时，量子处理器的工作频率通常在6GHz-8GHz之间，为实现对量子比特状态的操控和对经量子门操作后的量子比特状态的读取，混频处理后的操控信号和读取信号需要接近量子处理器的工作频率。在操控信号和/或读取信号的频率达到GHz级别的情况下，目标中频信号的频率需要满足的第一频率条件可以为频率在200MHz-500MHz范围内，且目标中频信号的分辨率不小于1KHz。
在本实施方式中，由于目标中频信号的频率与操控信号和/或读取信号的频率之间满足第一关联关系，使得经目标中频信号混频获得的操控信号和/或读取信号能够满足量子处理器的精度条件。
在一些实施方式中，所述信号参数生成模块的数量与所述目标中频信号的频率具有第二关联关系；其中，所述第二关联关系用于表征在所述目标中频信号的频率满足所述第一频率条件的情况下，所述信号参数生成模块的数量满足的数量条件。
在本实施方式中，通过DAC的采样率实现信号参数生成模块的数量与目标中频信号的频率的关联。根据奈奎斯特(Nyquist)采样定理，为使得采样后的数字信号能够保留采样前原始信号的信息，采样率为输出信号频率的2倍。但受限于镜频抑制滤波器的有限的带外抑制特性，一般取最高输出信号频率为采样率的0.45倍。例如，在DAC输出的目标中频信号的频率为200MHz-500MHz的情况下，DAC的采样率不低于1GS/s。
在本实施方式中，信号参数生成模块的数量根据DAC的采样率和单个信号参数生成模块的工作时钟频率确定。单个信号参数生成模块的工作时钟频率可以为预设值。具体的，例如，目标中频信号的频率为500MHz，数模转换模块的采样率为1.2GS/s。在单个信号参数生成模块的工作时钟频率为400MHz的情况下，信号参数生成模块的数量为3个；在单个信号参数生成模块的工作时钟频率为300MHz的情况下，信号参数生成模块的数量为4个。信号参数生成模块的数量越多，单个信号参数生成模块的工作时钟频率越低，由于单个信号参数生成模块的工作时钟频率受FPGA工作频率的限制，较低的工作时钟频率可以使得信号参数生成模块在较为准确的逻辑时序下工作。本说明书实施方式对信号参数生成模块的数量不作具体限制。
因此，可以根据目标中频信号的频率确定输出该频率的目标中频信号的DAC的采样率，再根据DAC的采样率和单个信号参数生成模块的工作时钟频率确定信号参数生成模块的数量，以实现多个信号参数生成模块均在较为准确的逻辑时序下工作。
在一些实施方式中，所述相位控制信息依据所述信号参数生成模块的数量以及所述信号参数生成模块的工作时钟频率、输出频率和数据位宽确定。
在本实施方式中，信号参数生成模块的输出频率可以用于表示单位时间内单个信号参数生成模块输出的初级信号参数包括的坐标参数的数量。信号参数生成模块的输出频率可以通过调节频率控制字获取。具体的，频率控制字可以为信号参数生成模块在每个工作时钟输出的坐标参数对应的向量相对于前一坐标参数对应的向量在二维直角坐标系内的旋转角度。例如，请参见图2，频率控制字可以为向量(x′0，y′0)相对于向量(x0，y0)的旋转角度α。
由于目标中频信号的频率可以在200MHz-500MHz范围内变化，通过改变频率控制字，可以调节单个信号参数生成模块的输出频率，以匹配不同频率的中频信号。
在本实施方式中，信号参数生成模块的数据位宽可以用于表示信号参数生成模块一次传输的数据宽度。信号参数生成模块的数据位宽可以根据中频信号的分辨率确定。
请参见公式2。在本实施方式中，可以根据信号参数生成模块的工作时钟频率、输出频率和数据位宽确定。
其中，F为频率控制字，PW为信号参数生成模块的数据位宽，fo为信号参数生成模块的输出频率，fd为信号参数生成模块的工作时钟频率。其中，PW的最高位为符号位，次高两位为整数位。
在本实施方式中，相位控制信息可以包括频率控制字和指定相位差的整数倍。具体的，请参见图2，指定相位差可以为向量(x1，y1)相对于向量(x0，y0)的旋转角度θ。请参见公式3，指定相位差可以根据信号参数生成模块的工作时钟频率、输出频率和数据位宽以及信号参数生成模块的数量确定。
其中，ΔPh为指定相位差，PW为信号参数生成模块的数据位宽，fo为信号参数生成模块的输出频率，fd为信号参数生成模块的工作时钟频率，N为信号参数生成模块的数量。其中，PW的最高位为符号位，次高两位为整数位。
通过调整相位控制信息中的频率控制字和指定相位差，可以调节多个信号参数生成模块的输出频率，以匹配不同频率的中频信号。
在一些实施方式中，所述指定规则可以包括相邻信号参数生成模块输入的相位控制信息的差值为指定相位差。
请参阅图2。在本实施方式中，指定相位差可以为向量(x1，y1)相对于向量(x0，y0)的旋转角度θ以及向量(x2，y2)相对于向量(x1，y1)的旋转角度θ。
通过向相邻的信号参数生成模块输入差值为指定相位差的相位控制信息，可以实现多个信号参数生成模块输出的初级信号参数之间的相位差为指定相位差的整数倍。
在一些实施方式中，所述信号发生装置还包括数据处理模块3，可以用于对多个所述初级信号参数进行数据处理以获取与所述目标中频信号的至少一个周期对应的目标信号参数。
请参阅图3。在本实施方式中，信号参数生成模块在生成初级信号参数后，可以将初级信号参数发送给数据处理模块。数据处理模块在接收到多个初级信号参数后，可以根据进行数字信号与模拟信号转换的数据格式和数据位宽要求，对初级信号参数包括的多个二维直角坐标系中的坐标参数进行数据处理。具体的，根据公式1可知，由坐标参数可以得到坐标参数对应的向量相对于初始向量的旋转角度的余弦值和正切值，但FPGA无法直接计算正弦值、余弦值和正切值。
请参见公式4与表1。表1示出了在tanθi＝2-i的情况下，i取0，1，…，6等值时，θi，tanθi，cosθi的对应值。数据处理模块可以先对正弦值、余弦值和正切值进行数据转换，以实现通过移位和加减表示坐标参数对应的向量相对于初始向量的旋转角度。
当旋转角度θ满足时，θ可以以公式5的形式表达，其中，si∈{-1,1}。
表1
i θi tanθi cosθi
0 ＝45.000° 1 ≈0.7071
1 ≈26.565° 1/2 ≈0.8944
2 ≈14.036° 1/4 ≈0.9701
3 ≈7.1250° 1/8 ≈0.9923
4 ≈3.5763° 1/16 ≈0.9981
5 ≈1.7899° 1/32 ≈0.9995
6 ≈0.8952° 1/64 ≈0.9998
θi＝arctan2-i 公式4
请参见公式6，第k次迭代旋转初始向量得到的向量(xk，yk)的坐标参数为：
数据处理模块可以按照指定相位差确定多个初级信号参数的输出次序。具体的，数据处理模块可以以第一信号参数生成模块生成的第一初级信号参数为基准，比较多个初级信号参数与第一初级信号参数的相位差与指定相位差的倍数关系，基于倍数关系确定多个初级信号参数的输出次序。例如，可以按照倍数递增的规律确定初级信号参数的输出次序，倍数越小的初级信号参数的输出次序越靠前；也可以按照倍数递减的规律确定初级信号参数的输出次序，倍数越小的初级信号参数的输出次序越靠后。
在确定多个初级信号参数的输出次序之后，数据处理模块可以根据指定相位差和输出次序，对多个初级信号参数包括的多个坐标参数进行拼接和数据格式转换，以获得与目标中频信号的至少一个周期对应的目标信号参数，并将目标信号参数发送给数模转换模块。
在本实施方式中，多个信号参数生成模块分别将其生成的初级信号参数发送给同一个数据处理模块。该数据处理模块在对多个初级信号参数进行数据转换处理后，将形成的目标信号参数发送给数模转换模块。
在一些实施方式中，多个信号参数生成模块可以将其生成的初级信号参数分别发送给多个数据处理模块。具体的，例如，可以是每个信号参数生成模块将初级信号参数发送给与其一一对应的数据处理模块，也可以是每两个信号参数生成模块将初级信号参数发送给同一个数据处理模块。本说明书实施方式对数据处理模块的数量不作具体限制。
在一些实施方式中，多个数据处理模块可以分别用于对初级信号参数中包括的坐标参数进行不同数据处理。具体的，例如，单个数据处理模块可以用于对初级信号参数中包括的坐标参数进行初步数据处理，转换为符合数模转换模块格式要求的坐标参数，再按照指定相位差和输出次序对多个初级信号参数中符合数模转换模块格式要求的坐标参数进行拼接，以形成目标信号参数，再将目标信号参数发送给数模转换模块。本说明书实施方式对单个数据处理模块的功能不作具体限制。
在信号参数生成模块生成的初级信号参数被传输至数模转换模块之前，通过数据处理模块对初级信号参数进行数据处理，使得数模转换模块接收到的目标信号参数符合数模转换模块的数据位宽和数据格式要求，提高了数模转换模块的转换效率。
在一些实施方式中，可以将信号参数生成模块和数据处理模块作为一个模块组，在FPGA内部对模块组进行多次例化，以形成多个模块组，每个模块组连接一个数模转换模块以输出多个中频信号，满足量子处理器上多位量子比特的操控需求。
在一些实施方式中，信号发生装置还包括与所述信号参数生成模块具有指定对应关系的累加器4，用于依据所述信号参数生成模块的工作时钟频率对所述相位控制信息进行累加，并将累加后的相位控制信息发送至所述信号参数生成模块。
请参阅图4。在本实施方式中，指定对应关系可以为一一对应，即，每个信号参数生成模块可以具有一个对应的累加器。
在本实施方式中，累加器用于依据所述信号参数生成模块的工作时钟频率对所述相位控制信息进行累加，并将累加后的相位控制信息发送至所述信号参数生成模块，可以包括：累加器可以在每个工作时钟内，以前一次相位控制信息为基础累加一次频率控制字至相位控制信息，再将累加后的相位控制信息发送给信号参数生成模块，以用于控制信号参数生成模块在每个工作时钟时刻根据累加后的相位控制信息改变输出。具体的，工作时钟时刻可以根据工作时钟频率确定。例如，工作时钟频率为400MHz，工作时钟为工作时钟频率的倒数，即2.5ns。以0时刻为初始工作时钟时刻，每间隔2.5ns的时刻均为工作时钟时刻。
请参阅图2。以第一信号参数生成模块为例，相位控制信息包括频率控制字。在二维直角坐标系内，向量(x0，y0)对应初始工作时钟时刻，初始相位控制信息为旋转角度α，则在2.5ns时刻时，向量(x0，y0)沿逆时针方向旋转角度α，得到向量(x′0，y′0)，第一信号参数生成模块输出向量(x′0，y′0)的坐标参数。累加器可以在每个工作时钟内，在前一次相位控制信息的基础上累加一次旋转角度α，即在2.5ns时刻至5ns时刻内，累加器在初始相位控制信息的基础上累加一次旋转角度α得到第一相位控制信息，并将第一相位控制信息发送给第一信号参数生成模块，以在5ns时刻，控制向量(x′0，y′0)沿逆时针方向再旋转角度α得到向量(x″0，y″0)，第一信号参数生成模块输出向量(x″0，y″0)的坐标参数。以此类推，直至向量(x0，y0)旋转一周，第一信号参数生成模块输出的坐标参数的数量为360°/α。
通过累加器不断改变输入信号参数生成模块的相位控制信息，以实现信号参数生成模块根据接收到的相位控制信息生成初级信号参数，简化了信号参数生成模块生成初级信号参数的过程，减少了信号参数生成模块的输出时延。
在一些实施方式中，所述累加器和所述信号参数生成模块的工作时钟与所述数模转换模块的工作时钟同源，以实现信号参数生成模块与对应的累加器工作时钟同步，以及多个信号参数生成模块和对应的多个累加器与数模转换模块的工作时钟同步。
本说明书的一个实施方式提供一种量子控制系统，包括微波源、信号混频装置、以及如任一上述实施方式中的信号发生装置，信号混频装置用于对信号发生装置输出的中频信号以及微波源输出的微波信号进行混频处理并输出操控信号和/或读取信号。
本说明书的一个实施方式提供一种量子计算机，包括上述的量子控制系统及量子处理器，量子控制系统输出用于控制量子处理器执行运算的操控信号、以及对量子处理器的运算结果进行测量的读取信号。
可以理解，本说明书中的具体的示例只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本说明书实施方式，而非限制本发明的范围。
可以理解，在本说明书中的各种实施方式中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本说明书实施方式的实施过程组成任何限定。
可以理解，本说明书中描述的各种实施方式，既可以单独实施，也可以组合实施，本说明书实施方式对此并不限定。
除非另有说明，本说明书实施方式所使用的所有技术和科学术语与本说明书的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本说明书的范围。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任意的和所有的组合。在本说明书实施方式和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“上述”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。
可以理解，本说明书实施方式的信号发生装置中的各个模块可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的信号发生装置中的各个模块可以是现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)中的功能模块，也可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
在本说明书所提供的几个实施方式中，应所述理解到，所揭露的装置可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，所述装置或模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施方式方案的目的。
另外，在本说明书各个实施方式中的各功能模块可以集成在一个装置中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个装置中。
以上所述，仅为本说明书的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本说明书揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本说明书的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种信号发生装置，其特征在于，用于输出携带量子态编码信息的目标中频信号，所述信号发生装置包括：
多个信号参数生成模块，用于分别基于Cordic算法根据输入的相位控制信息生成初级信号参数；其中，不同信号参数生成模块输入的相位控制信息符合指定规则，使得多个信号参数生成模块输出的初级信号参数之间的相位差为指定相位差的整数倍；
数模转换模块，用于根据按照指定相位差排列的多个初级信号参数形成的目标信号参数，生成目标中频信号。
2.根据权利要求1所述的信号发生装置，其特征在于，所述目标中频信号的频率与量子处理器的操控信号和/或读取信号的频率具有第一关联关系；其中，所述第一关联关系用于表征在所述操控信号和/或读取信号的频率满足所述量子处理器的精度条件的情况下，所述目标中频信号的频率满足的第一频率条件。
3.根据权利要求2所述的信号发生装置，其特征在于，所述信号参数生成模块的数量与所述目标中频信号的频率具有第二关联关系；其中，所述第二关联关系用于表征在所述目标中频信号的频率满足所述第一频率条件的情况下，所述信号参数生成模块的数量满足的数量条件。
4.根据权利要求1所述的信号发生装置，其特征在于，所述相位控制信息依据所述信号参数生成模块的数量以及所述信号参数生成模块的工作时钟频率、输出频率和数据位宽确定。
5.根据权利要求4所述的信号发生装置，其特征在于，所述指定规则包括相邻信号参数生成模块输入的相位控制信息的差值为指定相位差。
6.根据权利要求1所述的信号发生装置，其特征在于，还包括数据处理模块，用于对多个所述初级信号参数进行数据处理以获取与所述目标中频信号的至少一个周期对应的目标信号参数。
7.根据权利要求1或6所述的信号发生装置，其特征在于，还包括与所述信号参数生成模块具有指定对应关系的累加器，用于依据所述信号参数生成模块的工作时钟频率对所述相位控制信息进行累加，并将累加后的相位控制信息发送至所述信号参数生成模块。
8.根据权利要求7所述的信号发生装置，其特征在于，所述累加器和所述信号参数生成模块的工作时钟与所述数模转换模块的工作时钟同源。
9.一种量子控制系统，其特征在于，包括微波源、信号混频装置、以及如权利要求1-8任一项的信号发生装置，信号混频装置用于对信号发生装置输出的中频信号以及微波源输出的微波信号进行混频处理并输出操控信号和/或读取信号。
10.一种量子计算机，其特征在于，包括如权利要求9的量子控制系统及量子处理器，量子控制系统输出用于控制量子处理器执行运算的操控信号、以及对量子处理器的运算结果进行测量的读取信号。
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