本申請涉及量子計算，更具體地，涉及一種iswap門的生成方法、生成裝置、電子設備、計算機可讀存儲介質和計算機程序產品。

背景技術：

1、量子糾錯被認為是當前最有希望實現實用化的通用量子計算的一條路徑，而表面碼則是目前在超導量子計算領域中最具有潛力的一類方案。要達到量子糾錯的閾值，就需要實現高保真度的量子門。除了常見的cz門，iswap門也是一類可以用于表面碼的兩比特門，因此構建高保真度的iswap門非常重要。相比于傳統的cz門方案，iswap門只涉及到兩個比特的01能級對齊，不會利用計算基矢以外的2態(tài)能級，因此泄露的風險相對較小，對于表面碼而言更加友好。

技術實現思路

1、有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环Niswap門的生成方法、生成裝置、電子設備、計算機可讀存儲介質和計算機程序產品。

2、本申請的一個方面提供了一種iswap門的生成方法，包括：

3、響應于門生成指令，分別將兩個傳輸子量子比特的頻率移動到相同的位置，并打開兩個傳輸子量子比特之間的xy耦合，形成費米子模擬門，其中，上述費米子模擬門存在由zz耦合產生的控制相位；

4、根據上述費米子模擬門中兩個上述傳輸子量子比特的比特參數和上述超導量子線路的系統參數，確定微波參數；

5、分別在兩個上述超導量子線路中施加具有上述微波參數的相干微波，以抑制上述zz耦合，從而將上述費米子模擬門修正為上述iswap門。

6、根據本申請的實施例，根據上述費米子模擬門中兩個上述傳輸子量子比特的比特參數和上述超導量子線路的系統參數，確定微波參數，包括：

7、根據兩個上述傳輸子量子比特的比特頻率，確定微波頻率區(qū)間；

8、根據上述超導量子線路中任意波發(fā)生器的波形參數，確定微波幅度區(qū)間；

9、根據上述微波頻率區(qū)間、上述微波幅度區(qū)間和預設相位區(qū)間，確定目標微波頻率、目標微波幅度和目標相位差，其中，上述微波參數包括上述目標微波頻率、上述目標微波幅度和上述目標相位差。

10、根據本申請的實施例，根據上述微波頻率區(qū)間、上述微波幅度區(qū)間和預設相位區(qū)間，確定目標微波頻率、目標微波幅度和目標相位差，包括：

11、針對任一目標參數，確定其他的兩個關聯參數的關聯參數值，其中，上述目標參數包括上述微波幅度區(qū)間或預設相位區(qū)間，上述關聯參數包括上述微波頻率區(qū)間和以下之一：上述預設相位區(qū)間和上述微波幅度區(qū)間；

12、根據上述目標參數的參數區(qū)間，迭代地確定上述目標參數的i個初始參數值；

13、針對第i初始參數值，基于上述目標參數的第i初始參數值和兩個上述關聯參數的關聯參數值，計算兩個上述傳輸子量子比特之間的控制相位；

14、在上述控制相位滿足預設閾值的情況下，將上述第i初始參數值確定為上述目標參數的目標參數值。

15、根據本申請的實施例，基于上述目標參數的第i初始參數值和兩個上述關聯參數的關聯參數值，計算兩個上述傳輸子量子比特之間的控制相位，包括：

16、在上述目標參數為上述目標微波頻率的情況下，掃描上述微波頻率區(qū)間以確定i個初始微波頻率值；

17、計算與每個上述始微波頻率值對應的控制相位；

18、在上述目標參數為上述目標微波幅度的情況下，掃描上述微波頻率區(qū)間以確定i個初始微波幅度值；

19、計算與每個上述始微波幅度值對應的控制相位；

20、在上述目標參數為上述目標相位差的情況下，固定一個上述傳輸子量子比特上的微波相位，基于上述預設相位區(qū)間掃描另一個傳輸子量子比特上的微波相位以確定i個初始微波相位值；

21、針對每個上述初始微波相位值，計算兩個傳輸子量子比特之間的控制相位。

22、根據本申請的實施例，上述微波參數包括目標微波頻率、上述目標微波幅度和上述目標相位差。

23、根據本申請的實施例，分別在兩個上述超導量子線路中施加具有上述微波參數的相干微波，以抑制上述zz耦合，從而將上述費米子模擬門修正為上述iswap門，包括：

24、分別在兩個上述超導量子線路中施加具有上述目標微波頻率的相干微波，其中，上述超導量子線路中的兩個傳輸子量子比特具有上述目標微波幅度，兩個上述相干微波具有上述目標相位差；

25、計算上述超導量子線路中的等效zz耦合值；

26、在上述等效zz耦合值為預設數值的情況下，生成上述iswap門。

27、根據本申請的實施例，上述等效zz耦合值如公式（1）所示：

28、（1）

29、其中，代表xy耦合打開時引入的zz耦合，代表雙相干微波引入的zz耦合；代表第一個傳輸子量子比特的比特頻率與相干微波的目標微波頻率之間的頻率差，代表第二個傳輸子量子比特的比特頻率與相干微波的目標微波頻率之間的頻率差，表示兩個傳輸子量子比特之間的頻率差；和分別代表兩個傳輸子量子比特各自的非諧性；代表兩個傳輸子量子比特之間的xy耦合強度；和分別代表兩個傳輸子量子比特的目標微波幅度；代表兩個相干微波之間的目標相位差。

30、本申請的另一個方面提供了一種iswap門的生成裝置，包括：

31、第一生成模塊，用于響應于門生成指令，分別將兩個傳輸子量子比特的頻率移動到相同的位置，并打開兩個傳輸子量子比特之間的xy耦合，形成費米子模擬門，其中，上述費米子模擬門存在由zz耦合產生的控制相位；

32、確定模塊，用于根據上述費米子模擬門中兩個上述傳輸子量子比特的比特參數和超導量子線路的系統參數，確定微波參數；

33、第二生成模塊，用于分別在兩個上述超導量子線路中施加具有上述微波參數的相干微波，以抑制上述zz耦合，從而將上述費米子模擬門修正為上述iswap門。

34、本申請的另一個方面提供了一種電子設備，包括：

35、一個或多個處理器；

36、存儲器，用于存儲一個或多個程序，

37、其中，當所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，使得所述一個或多個處理器實現如上所述的方法。

38、本申請的另一方面提供了一種計算機可讀存儲介質，存儲有計算機可執(zhí)行指令，所述指令在被執(zhí)行時用于實現如上所述的方法。

39、本申請的另一方面提供了一種計算機程序產品，所述計算機程序產品包括計算機可執(zhí)行指令，所述指令在被執(zhí)行時用于實現如上所述的方法。

40、根據本申請的實施例，通過分別將兩個傳輸子量子比特的頻率移動到相同的位置，并打開兩個傳輸子量子比特之間的xy耦合，形成費米子模擬門，根據費米子模擬門中兩個傳輸子量子比特的比特參數和超導量子線路的系統參數，確定微波參數，分別在兩個超導量子線路中施加相干微波以將費米子模擬門修正為iswap門。本申請生成iswap門的方法可以有效減少門時間，不需要額外地在做門后矯正多余的控制相位，降低門時間以及抑制控制相位對于量子糾錯的表面碼方案而言有著重要意義。

技術特征：

1.一種iswap門的生成方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述費米子模擬門中兩個所述傳輸子量子比特的比特參數和所述超導量子線路的系統參數，確定微波參數，包括：

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，根據所述微波頻率區(qū)間、所述微波幅度區(qū)間和預設相位區(qū)間，確定目標微波頻率、目標微波幅度和目標相位差，包括：

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述目標參數的第i初始參數值和兩個所述關聯參數的關聯參數值，計算兩個所述傳輸子量子比特之間的控制相位，包括：

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述微波參數包括目標微波頻率、所述目標微波幅度和所述目標相位差；

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述等效zz耦合值如公式（1）所示：

7.一種iswap門的生成裝置，其特征在于，包括：

8.一種電子設備，其特征在于，包括：

9.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有可執(zhí)行指令，其特征在于，該指令被處理器執(zhí)行時使處理器實現權利要求1至6中任一項所述的方法。

10.一種計算機程序產品，其特征在于，包括計算機程序，所述計算機程序在被處理器執(zhí)行時實現根據權利要求1至6中任一項所述的方法。

技術總結
本申請?zhí)峁┝艘环NISWAP門的生成方法、生成裝置、電子設備和存儲介質，該方法包括響應于門生成指令，分別將兩個傳輸子量子比特的頻率移動到相同的位置，并打開兩個傳輸子量子比特之間的XY耦合，形成費米子模擬門，其中，費米子模擬門存在由ZZ耦合產生的控制相位；根據費米子模擬門中兩個傳輸子量子比特的比特參數和超導量子線路的系統參數，確定微波參數；分別在兩個超導量子線路中施加具有微波參數的相干微波，以抑制ZZ耦合，從而將費米子模擬門修正為ISWAP門。

技術研發(fā)人員：付元豪,李少煒,李淵,李達宇,陳子驊,朱曉波,彭承志,潘建偉
受保護的技術使用者：中國科學技術大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/28