CN117556915A - 一种量子费舍信息的测量方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种量子费舍信息的测量方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种量子费舍信息的测量方法、装置、设备及存储介质，应用于量子信息技术领域，包括：对处于基态的量子比特进行初始态制备，形成处于初始态的量子比特；对处于初始态的量子比特进行参数调制，使量子比特发生共振相干跃迁，量子比特从初始态跃迁至调制态；对处于调制态的量子比特向基态进行逆演化，得到处于最终态的量子比特；读取处于最终态的量子比特的布居数，确定量子费舍信息。将量子比特作为二能级量子传感器，通过在参数调制时使量子比特发生共振相干跃迁，可以测得在不同的参数调制时间下引起相干跃迁的几率，进而可以确定出量子费舍信息，实现了量子费舍信息的直接测量和参数估计，有效避免了测量精度和效率低下的问题。

Description

一种量子费舍信息的测量方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及量子信息技术领域，特别是涉及一种量子费舍信息的测量方法、一种量子费舍信息的测量装置、一种量子费舍信息的测量设备以及一种计算机可读存储介质。
背景技术
费舍信息(Fisher信息，Fisher information，FI) ：Fisher 信息是一种通过一个可观测变量x的观测值来推测未知参数θ的估计方式，其物理意义反映的是我们通过变量x获得关于θ的信息的多少。在经典统计学中，经典Cramer-Rao定理决定了参数估计的最高精度为Fisher信息的倒数。
量子费舍信息 (量子Fisher信息，quantum Fisher information，QFI)：量子Fisher信息是经典Fisher信息在量子情况下的推广，它给出了某个量子态用于提取特定参数时所包含的参数信息，也即是这个态测量参数时的灵敏度，同时作为甄别幺正操作下量子态纠缠特性的重要基本概念，在参数估计和量子相变等其他热点问题中也有广泛的应用。
量子费舍信息是用来衡量参数估计精确度的，目前超导量子计算实验上对量子费舍信息的测量多为间接测量，然后通过解析上的繁杂计算得到量子费舍信息。
现有技术主要是通过间接测量然后通过繁杂计算得到量子费舍信息，主要有两大难以克服的缺点：一是测量精度问题，现有的技术是从有相位脉冲和无相位脉冲的两个状态的Hellinger（海灵格）距离平方根中提取量子费舍信息F(θ=0，α)，间接测量会带来难以避免的误差进而影响测量精度；二是测量效率问题，现有技术不仅需要重复测量有相位脉冲和无相位脉冲两种情况的时序测量，同时还需要重复海量次数实验获得概率{Pz(θ，α)}，并通过多次随机采样过程得到误差并试图消除随机性误差，显然这个过程是低效的。
所以如何提供一种高效的量子费舍信息测量方法是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种量子费舍信息的测量方法，可以高效的测量到量子费舍信息；本发明的另一目的在于提供一种量子费舍信息的测量装置、一种量子费舍信息的测量设备以及一种计算机可读存储介质，可以高效的测量到量子费舍信息。
为解决上述技术问题，本发明提供一种量子费舍信息的测量方法，包括：
对处于基态的量子比特进行初始态制备，形成处于初始态的量子比特；
对处于所述初始态的量子比特进行参数调制，使所述量子比特发生共振相干跃迁，所述量子比特从所述初始态跃迁至调制态；
对处于所述调制态的量子比特向基态进行逆演化，得到处于最终态的量子比特；
读取处于所述最终态的量子比特的布居数，确定量子费舍信息。
可选的，对处于基态的量子比特进行初始态制备，形成处于初始态的量子比特包括：
通过xy通道对处于基态的量子比特进行幺正操作，使所述量子比特绕y轴旋转θ角度；
通过z通道对绕y轴旋转θ角度的量子比特进行操作，经过预设的门操作演化时间积累绕z轴旋转的相位，形成处于初始态的量子比特。
可选的，对处于所述调制态的量子比特向基态进行逆演化包括：
通过xy通道对处于所述调制态的量子比特先后进行两次操作，并在通过xy通道进行的两次操作之间通过z通道对量子比特进行操作，使所述量子比特先绕y轴旋转π角度，再经过所述门操作演化时间积累绕z轴旋转的相位，最后绕y轴旋转π-θ角度，完成向基态的逆演化。
可选的，对处于所述初始态的量子比特进行参数调制包括：
利用波形发生器生成微波驱动场作用于所述初始态的量子比特，并进行参数调制，以经过预设调制演化时间发生共振相干跃迁；所述参数调制的频率与所述量子比特的频率相同。
可选的，所述微波驱动场的表达式为：
；
其中Frf(t)为所述微波驱动场、A为振幅、ωd为施加微波的频率、β（t）为待调制参数。
可选的，进行参数调制包括：
调制，其中/>为调制振幅，ω为所述参数调制的频率，τ为参数调制的时长。
可选的，读取处于所述最终态的量子比特的布居数，确定量子费舍信息包括：
读取处于所述最终态的量子比特的布居数；
通过所述布居数的演化拟合得到有效拉比频率；
根据所述有效拉比频率确定所述量子费舍信息。
本发明还提供了一种量子费舍信息的测量装置，包括：
初始态模块，用于对处于基态的量子比特进行初始态制备，形成处于初始态的量子比特；
调制模块，用于对处于所述初始态的量子比特进行参数调制，使所述量子比特发生共振相干跃迁，所述量子比特从所述初始态跃迁至调制态；
逆演化模块，用于对处于所述调制态的量子比特向基态进行逆演化，得到处于最终态的量子比特；
读取模块，用于读取处于所述最终态的量子比特的布居数，确定量子费舍信息。
本发明还提供了一种量子费舍信息的测量设备，所述设备包括：
存储器：用于存储计算机程序；
处理器：用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述量子费舍信息的测量方法的步骤。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述量子费舍信息的测量方法的步骤。
本发明所提供的一种量子费舍信息的测量方法，包括：对处于基态的量子比特进行初始态制备，形成处于初始态的量子比特；对处于初始态的量子比特进行参数调制，使量子比特发生共振相干跃迁，量子比特从初始态跃迁至调制态；对处于调制态的量子比特向基态进行逆演化，得到处于最终态的量子比特；读取处于最终态的量子比特的布居数，确定量子费舍信息。
将量子比特作为二能级量子传感器，通过在参数调制时使量子比特发生共振相干跃迁，可以测得在不同的参数调制时间下引起相干跃迁的几率，进而可以确定出量子费舍信息，实现了量子费舍信息的直接测量和参数估计，有效避免了测量精度和效率低下的问题。
本发明还提供了一种量子费舍信息的测量装置、一种量子费舍信息的测量设备以及一种计算机可读存储介质，同样具有上述有益效果，在此不再进行赘述。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例所提供的一种量子费舍信息测量方法的流程图；
图2为本发明实施例所提供的一种具体的量子费舍信息测量方法的流程图；
图3为图2的时序图；
图4为不同θ下的态演化示意图；
图5为参数调制过程中的态演化示意图；
图6为本发明实施例所提供的一种量子费舍信息的理论计算拟合图；
图7为本发明实施例所提供的一种量子费舍信息的测量装置的结构框图；
图8为本发明实施例所提供的一种量子费舍信息的测量设备的结构框图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种量子费舍信息的测量方法。在现有技术中主要是通过间接测量然后通过繁杂计算得到量子费舍信息，主要有两大难以克服的缺点：一是测量精度问题，二是测量效率问题。
而本发明所提供的一种量子费舍信息的测量方法，包括：对处于基态的量子比特进行初始态制备，形成处于初始态的量子比特；对处于初始态的量子比特进行参数调制，使量子比特发生共振相干跃迁，量子比特从初始态跃迁至调制态；对处于调制态的量子比特向基态进行逆演化，得到处于最终态的量子比特；读取处于最终态的量子比特的布居数，确定量子费舍信息。
将量子比特作为二能级量子传感器，通过在参数调制时使量子比特发生共振相干跃迁，可以测得在不同的参数调制时间下引起相干跃迁的几率，进而可以确定出量子费舍信息，实现了量子费舍信息的直接测量和参数估计，有效避免了测量精度和效率低下的问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种量子费舍信息测量方法的流程图。
参见图1，在本发明实施例中，量子费舍信息的测量方法包括：
S101：对处于基态的量子比特进行初始态制备，形成处于初始态的量子比特。
在本步骤中，具体是将处于基态的量子比特进行操作，形成所需要的初始态量子比特。在本实施例中对于该初始态量子比特的参数并不做具体限定，其具体内容将在下述发明实施例中做详细介绍。
S102：对处于初始态的量子比特进行参数调制，使量子比特发生共振相干跃迁，量子比特从初始态跃迁至调制态。
在本步骤中会通过外部施加的微波驱动场对处于初始态的量子比特进行作用，以进行参数调制，并在参数调制过程中使得量子比特发生共振相干跃迁，基于量子隧穿效应使得量子比特有概率向与当前本征态对应的正交本征态发生跃迁，使得部分量子比特呈现出与其他量子比特不同的态。而在后续步骤中可以测量在不同参数调制时间τ下引起相干跃迁的几率，从而拟合出量子费舍信息。
具体的，本步骤在施加微波驱动场时通常分为两个阶段：第一阶段是通过对微波驱动场的调制使得微波驱动场与处于初始态的量子比特相适应，本实施例中需要通过微波工程找到微波驱动场最佳的参数，使得在对处于初始态的量子比特施加微波驱动场时，该量子比特仍处于该初始态不发生变化。之后，会改变待调制参数使得量子比特发生共振相干跃迁。其具体内容将在下述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。
S103：对处于调制态的量子比特向基态进行逆演化，得到处于最终态的量子比特。
在本步骤中会对量子比特进行逆演化。当量子比特未发生相干跃迁时，经过逆演化过程会重新回归到最初的基态；当量子比特发生相干跃迁时，经过逆演化则不会重新回归到最初的基态，而是回归到另一个基态。通常是当量子比特未发生相干跃迁时，经过逆演化过程会回归到基态|0>；当量子比特发生相干跃迁时，经过逆演化过程会回归到基态|1>。该逆演化过程需要与上述初始化过程相对应，其具体内容将在下述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。
S104：读取处于最终态的量子比特的布居数，确定量子费舍信息。
在本步骤中会读取逆演化后处于最终态的量子比特的布居数，拟合得到有效拉比频率，最终得到量子费舍信息。该具体计算过程将在下述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。
本发明实施例所提供的一种量子费舍信息的测量方法，将量子比特作为二能级量子传感器，通过在参数调制时使量子比特发生共振相干跃迁，可以测得在不同的参数调制时间下引起相干跃迁的几率，进而可以确定出量子费舍信息，实现了量子费舍信息的直接测量和参数估计，有效避免了测量精度和效率低下的问题。
有关本发明所提供的一种量子费舍信息测量方法的具体内容将在下述发明实施例中做详细介绍。
实施例二
请参考图2至图5，图2为本发明实施例所提供的一种具体的量子费舍信息测量方法的流程图；图3为图2的时序图；图4为不同θ下的态演化示意图；图5为参数调制过程中的态演化示意图。
参见图2以及图3，图3中fQ为xy通道所施加的信号，VQ为z通道所施加的信号，fc为读取腔所读取的信号。在本发明实施例中，量子费舍信息的测量方法包括：
S201：通过xy通道对处于基态的量子比特进行幺正操作，使量子比特绕y轴旋转θ角度。
在本步骤之前超导量子比特处于基态|0>，在本步骤中会通过xy通道，即xy控制线对量子比特进行幺正操作，通过幺正旋转使量子比特绕y轴旋转θ角度，将态制备到/>。
S202：通过z通道对绕y轴旋转θ角度的量子比特进行操作，经过预设的门操作演化时间积累绕z轴旋转的相位，形成处于初始态的量子比特。
在本步骤中会通过z通道，即z控制线对上述S201操作后的量子比特进行操作，使得量子比特绕z轴旋转，经过预设的门操作演化时间积累量子比特绕z轴旋转的相位β，形成处于初始态的量子比特。具体的，在本步骤中可以通过z通道施加电压脉冲改变量子比特频率从ω0变为ω1，由于频率的改变会造成失谐，实现相位的积累。在本步骤中通过上述过程也就是实现门操作，将态制备到/>。如图3所示，其中T为门操作演化时间，为待估计参数，该待估计参数可通过Ramsey实验估计得到。
需要说明的是，通过Ramsey干涉实验估计出来的结果显然会有误差，如图4所示，对于 和/> 来说，θ越大，dβ的大小显然也不同，也就是量子费舍信息大小也不一样。
在本实施例中，会将经过上述S201至S202得到的态称为初始态。
S203：利用波形发生器生成微波驱动场作用于初始态的量子比特，并进行参数调制，以经过预设调制演化时间发生共振相干跃迁。
在本实施例中，所述参数调制的频率与所述量子比特的频率相同。在本步骤中具体会对量子比特的待估计参数β，即相位进行调制，上述参数调制的频率即改变待估计参数的频率，即改变相位β的频率，在本实施例中需要保证参数调制的频率与量子比特的频率相同，从而使得量子比特发生共振相干跃迁。
具体的，在本步骤中可以利用任意波形发生器直接生成微波驱动场Frf(t)，其表达式为：
；
其中Frf(t)为所述微波驱动场、A为振幅、ωd为施加微波的频率，在本实施例中通常需要保证ωd=ω0、β（t）为待调制参数。对于微波驱动场来说，β（t）为待调制参数，其对应量子比特的待估计参数β，即上述相位。作用在量子比特后，系统的哈密顿量可描述为：
在关于的旋转坐标系下，有效哈密顿量可给出：
显然，上述哈密顿量的参数是随着所施加的微波驱动Frf(t)的参数变化的，因此在本实施例中可以通过微波工程找到对应实际系统的最佳实验参数/>，使之更接近本征态/>，也就是此时投影测量布居数的概率是几乎保持不变的。上述过程对应上述施加微波驱动场的第一阶段。
对应上述施加微波驱动场的第二阶段，在本步骤中进行参数调制包括：
调制，其中/>为调制振幅，ω为所述参数调制的频率，τ为参数调制的时长。其中/>为调制振幅，ω为参数调制频率，τ为参数调制时长，其在布洛赫球上的演化如图5所示，此时有效哈密顿量可改写为：
当参数调制频率时，可以看到参数调制引起的哈密顿量/>本征态之间的共振相干跃迁。此时当量子比特发生共振相干跃迁时，可以引起从态/>到另一个正交本征态/>的相干跃迁态。
S204：通过xy通道对处于调制态的量子比特先后进行两次操作，并在通过xy通道进行的两次操作之间通过z通道对量子比特进行操作，使量子比特先绕y轴旋转π角度，再经过门操作演化时间积累绕z轴旋转的相位，最后绕y轴旋转π-θ角度，完成向基态的逆演化。
在本步骤中需要让量子比特进行一个逆演化过程，在本步骤中需要通过xy通道对量子比特施加一个连续的和/>脉冲，这两脉冲之间相隔时间 T，而在时间 T中需要对通过z通道对量子比特进行跟上述S202中所描述相同的操作，使得量子比特时间积累绕z轴旋转的相位，这样相当于让量子比特进行了一个逆演化过程/>，以实现/>，/>，接着便可直接测量演化后态/>，即最终态量子比特的布居数。
S205：读取处于最终态的量子比特的布居数。
S206：通过布居数的演化拟合得到有效拉比频率。
S207：根据有效拉比频率确定量子费舍信息。
最终态布居数的读取，也就是进行映射测量，因此，/>的布居数随着参数调制下/>的动态演化满足关系/>，其中Pβ(τ) 为参数调制演化时间τ，即参数调制的时长τ下测量的布局数结果，/>为类比定义的有效拉比频率，这样便可以通过布居数的演化拟合得到/>。根据量子费舍信息的定义：
由此可得：
且和ω0均为已知参数，因此，量子费舍信息便可以从中直接提取得到：
本实施例所提供的一种量子费舍信息的测量方法，将量子比特作为二能级量子传感器，通过在参数调制时使量子比特发生共振相干跃迁，可以测得在不同的参数调制时间下引起相干跃迁的几率，进而可以确定出量子费舍信息，实现了量子费舍信息的直接测量和参数估计，有效避免了测量精度和效率低下的问题。
实施例三
请参考图6，图6为本发明实施例所提供的一种量子费舍信息的理论计算拟合图。
本实施例基于上述实施例的内容，设置系统在时间T内的自由演化由哈密顿函数，其中/>，这样导致初始态/>包含了参数β=ξT信息：
在本实施例中可以取参数=0.002，/>=6GHz，β=π/2,参见图6，经过理论计算发现，可以根据最终态的布居数演化提取得到量子费舍信息，同时计算发现状态/>相对于参数β估计的量子费舍信息依赖于初始资源状态/>，且满足关系/>。
实施例四
下面对本发明实施例所提供的一种量子费舍信息的测量装置进行介绍，下文描述的量子费舍信息的测量装置与上文描述的量子费舍信息的测量方法可相互对应参照。
图7为本发明实施例所提供的一种量子费舍信息的测量装置的结构框图，参照图7量子费舍信息的测量装置可以包括：
初始态模块100，用于对处于基态的量子比特进行初始态制备，形成处于初始态的量子比特；
调制模块200，用于对处于所述初始态的量子比特进行参数调制，使所述量子比特发生共振相干跃迁，所述量子比特从所述初始态跃迁至调制态；
逆演化模块300，用于对处于所述调制态的量子比特向基态进行逆演化，得到处于最终态的量子比特；
读取模块400，用于读取处于所述最终态的量子比特的布居数，确定量子费舍信息。
作为优选的，在本发明实施例中，初始态模块100包括：
xy通道单元，用于通过xy通道对处于基态的量子比特进行幺正操作，使所述量子比特绕y轴旋转θ角度；
z通道单元，用于通过z通道对绕y轴旋转θ角度的量子比特进行操作，经过预设的门操作演化时间积累绕z轴旋转的相位，形成处于初始态的量子比特。
作为优选的，在本发明实施例中，逆演化模块300用于：
通过xy通道对处于所述调制态的量子比特先后进行两次操作，并在通过xy通道进行的两次操作之间通过z通道对量子比特进行操作，使所述量子比特先绕y轴旋转π角度，再经过所述门操作演化时间积累绕z轴旋转的相位，最后绕y轴旋转π-θ角度，完成向基态的逆演化。
作为优选的，在本发明实施例中，调制模块200用于：
利用波形发生器生成微波驱动场作用于所述初始态的量子比特，并进行参数调制，以经过预设调制演化时间发生共振相干跃迁；所述参数调制的频率与所述量子比特的频率相同。
作为优选的，在本发明实施例中，所述微波驱动场的表达式为：
；
其中Frf(t)为所述微波驱动场、A为振幅、ωd为施加微波的频率、β（t）为待调制参数。
作为优选的，在本发明实施例中，调制模块200用于：
调制，其中/>为调制振幅，ω为所述参数调制的频率，τ为参数调制的时长。
作为优选的，在本发明实施例中，读取模块400包括：
布居数单元，用于读取处于所述最终态的量子比特的布居数；
有效拉比频率单元，用于通过所述布居数的演化拟合得到有效拉比频率；
量子费舍信息单元，用于根据所述有效拉比频率确定所述量子费舍信息。
本实施例的量子费舍信息的测量装置用于实现前述的量子费舍信息的测量方法，因此量子费舍信息的测量装置中的具体实施方式可见前文中的量子费舍信息的测量方法的实施例部分，例如，初始态模块100，调制模块200，逆演化模块300，读取模块400分别用于实现上述量子费舍信息的测量方法中步骤S101至S104，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。
实施例五
下面对本发明实施例提供的一种量子费舍信息的测量设备进行介绍，下文描述的量子费舍信息的测量设备与上文描述的量子费舍信息的测量方法以及量子费舍信息的测量装置可相互对应参照。
请参考图8，图8为本发明实施例所提供的一种量子费舍信息的测量设备的结构框图。
参照图8，该量子费舍信息的测量设备可以包括处理器11和存储器12。
所述存储器12用于存储计算机程序；所述处理器11用于执行所述计算机程序时实现上述发明实施例中所述的量子费舍信息的测量方法的具体内容。
本实施例的量子费舍信息的测量设备中处理器11用于安装上述发明实施例中所述的量子费舍信息的测量装置，同时处理器11与存储器12相结合可以实现上述任一发明实施例中所述的量子费舍信息的测量方法。因此量子费舍信息的测量设备中的具体实施方式可见前文中的量子费舍信息的测量方法的实施例部分，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。
实施例六
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一发明实施例中所介绍的一种量子费舍信息的测量方法。其余内容可以参照现有技术，在此不再进行展开描述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种量子费舍信息的测量方法、装置、设备及存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种量子费舍信息的测量方法，其特征在于，包括：
对处于基态的量子比特进行初始态制备，形成处于初始态的量子比特；
对处于所述初始态的量子比特进行参数调制，使所述量子比特发生共振相干跃迁，所述量子比特从所述初始态跃迁至调制态；
对处于所述调制态的量子比特向基态进行逆演化，得到处于最终态的量子比特；
读取处于所述最终态的量子比特的布居数，确定量子费舍信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对处于基态的量子比特进行初始态制备，形成处于初始态的量子比特包括：
通过xy通道对处于基态的量子比特进行幺正操作，使所述量子比特绕y轴旋转θ角度；
通过z通道对绕y轴旋转θ角度的量子比特进行操作，经过预设的门操作演化时间积累绕z轴旋转的相位，形成处于初始态的量子比特。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对处于所述调制态的量子比特向基态进行逆演化包括：
通过xy通道对处于所述调制态的量子比特先后进行两次操作，并在通过xy通道进行的两次操作之间通过z通道对量子比特进行操作，使所述量子比特先绕y轴旋转π角度，再经过所述门操作演化时间积累绕z轴旋转的相位，最后绕y轴旋转π-θ角度，完成向基态的逆演化。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对处于所述初始态的量子比特进行参数调制包括：
利用波形发生器生成微波驱动场作用于所述初始态的量子比特，并进行参数调制，以经过预设调制演化时间发生共振相干跃迁；所述参数调制的频率与所述量子比特的频率相同。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述微波驱动场的表达式为：
；
其中Frf(t)为所述微波驱动场、A为振幅、ωd为施加微波的频率、β（t）为待调制参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进行参数调制包括：
调制，其中/>为调制振幅，ω为所述参数调制的频率，τ为参数调制的时长。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，读取处于所述最终态的量子比特的布居数，确定量子费舍信息包括：
读取处于所述最终态的量子比特的布居数；
通过所述布居数的演化拟合得到有效拉比频率；
根据所述有效拉比频率确定所述量子费舍信息。
8.一种量子费舍信息的测量装置，其特征在于，包括：
初始态模块，用于对处于基态的量子比特进行初始态制备，形成处于初始态的量子比特；
调制模块，用于对处于所述初始态的量子比特进行参数调制，使所述量子比特发生共振相干跃迁，所述量子比特从所述初始态跃迁至调制态；
逆演化模块，用于对处于所述调制态的量子比特向基态进行逆演化，得到处于最终态的量子比特；
读取模块，用于读取处于所述最终态的量子比特的布居数，确定量子费舍信息。
9.一种量子费舍信息的测量设备，其特征在于，所述设备包括：
存储器：用于存储计算机程序；
处理器：用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述量子费舍信息的测量方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述量子费舍信息的测量方法的步骤。
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CN108507606A (zh) * 2017-12-06 2018-09-07 上海交通大学 用于参量估值的自适应弱测量方法及系统

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