一种超导量子芯片测试方法、装置以及介质

技术领域

本申请涉及超导量子芯片测试领域，特别是涉及一种超导量子芯片测试方法、装置以及介质。

背景技术

超导量子芯片在完成室温基本工艺检测后，需要在低温环境下，获取与量子比特共振的信号参数，结合适当的调控技术，实现保真度较高的量子逻辑门，从而利用这些量子逻辑门组成量子线路，完成量子算法。常见的获取与量子比特共振的信号参数并利用该参数实现量子逻辑门的表征手段统称为超导量子芯片测试。

在当前技术中，通常需要人工进行测试，但是在实际过程中，由于涉及多路信号的测试校准，测试流程中具有大量数据参数，整个流程需要消耗大量的时间且会随着量子比特数目的增加，计算复杂度会呈指数型增长。

由此可见，如何提供一种更加便捷的超导量子芯片测试方法是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种超导量子芯片测试方法、装置以及介质，用于在进行超导量子芯片测试时减少人力资源的浪费，提高测试效率。

为解决上述技术问题，本申请提供一种超导量子芯片测试方法，包括：

获取用户设定的测控线路配置和对应的相关参数；

根据各所述测控线路配置施加对应的调控波形；

根据用户设定确认各所述测控线路配置的优化迭代循环算法以及测试流程；

发送指令至测控系统以进行测试并获取测试数据。

优选的，在获取到所述测试数据之后，还包括：

调用数据库中的标准数据对所述测试数据进行标定。

优选的，还包括：

根据所述测试数据显示各测试流程的测试结果和各测试流程的所用时间。

优选的，还包括：

指示各所述测控线路配置未经校准的相关参数。

优选的，还包括：在测试的过程中展示当前测试流程位置。

优选的，还包括：显示各所述测控线路配置的调控波形是否经过校准。

优选的，所述根据各所述测控线路配置施加对应的调控波形为：

调用实验序列模板为各所述测控线路配置施加对应的调控波形。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种超导量子芯片测试装置，包括：

获取模块，用于获取用户设定的测控线路配置和对应的相关参数；

施加模块，用于根据各所述测控线路配置施加对应的调控波形；

确认模块，用于根据用户设定确认各所述测控线路配置的优化迭代循环算法以及测试流程；

发送模块，用于发送指令至测控系统以进行测试并获取测试数据。

为解决上述技术问题，本申请还提供另一种超导量子芯片测试装置，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的超导量子芯片测试方法的步骤。

为解决上述技术问题，本申请还提供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的超导量子芯片测试方法的步骤。

本申请所提供的超导量子芯片测试方法，通过获取用户设定的测控线路配置和相关参数；根据用户设定确认各测控线路配置的优化迭代循环算法以及测试流程；根据各测控线路配置施加对应的调控波形；发送指令至测控系统以进行测试并获取测试数据。相对于当前技术中，人工进行超导量子芯片测试需要经过复杂的计算以及多个操作步骤，浪费大量时间以及人力资源，采用本技术方案，用户只需要为超导量子芯片选择测控线路配置并为其设定相关参数，确认优化迭代循环算法以及测试流程，通过施加调控波形后，即可发送指令至测控系统开始进行测试，并接收测控系统反馈的测试数据，从而实现对超导量子芯片的测试。在本技术方案中，用户可以对测试流程顺序、循环内容、优化方法等进行自由组合，并根据存储的优化迭代算法，支持多种测试需求，减少了人力资源的浪费，提高了测试效率。

此外，本申请所提供的超导量子芯片测试装置以及介质与上述超导量子芯片测试方法相对应，效果同上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种超导量子芯片测试方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种超导量子芯片测试方法框架说明图；

图3为本申请实施例提供的一种自动化流程定义交互界面示意图；

图4为本申请实施例提供的一种超导量子芯片测试装置的结构图；

图5为本申请实施例提供的另一种超导量子芯片测试装置的结构图。

具体实施方式

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，都属于本申请保护范围。

超导量子芯片在完成室温基本工艺检测后，需要在低温环境下，获取与量子比特共振的信号参数，结合适当的调控技术，实现保真度较高的量子逻辑门，从而利用这些量子逻辑门组成量子线路，完成量子算法，常见的获取与量子比特共振的信号参数并利用该参数实现量子逻辑门的表征手段统称为超导量子芯片测试。在实际过程中，由于涉及多路信号测试校准，测试流程基于迭代优化思想，即利用已知数据获取粗略参数信息，再根据此信息补充实验反过来进行优化迭代，最终获取精度较高的参数。

在当前技术中，通常需要人工进行测试，但是在实际过程中，由于涉及多路信号的测试校准，测试流程中具有大量数据参数，整个流程需要消耗大量的时间且会随着量子比特数目的增加，计算复杂度会呈指数型增长。

本申请的核心是提供一种超导量子芯片测试方法、装置以及介质，用于在进行超导量子芯片测试时减少人力资源的浪费，提高测试效率。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

图1为本申请实施例提供的一种超导量子芯片测试方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

S10：获取用户设定的测控线路配置和对应的相关参数；

S11：根据各测控线路配置施加对应的调控波形；

S12：根据用户设定确认各测控线路配置的优化迭代循环算法以及测试流程；

S13：发送指令至测控系统以进行测试并获取测试数据。

首先需要说明的是，本申请实施例提供的超导量子芯片测试方法的执行主体可以是超导量子芯片测试装置或上位机等设备，其与测控系统连接，用户通过在超导量子芯片测试装置或上位机中设置相关信息后，超导量子芯片测试装置或上位机即可发送指令至测控系统继而实现对超导量子芯片的测试。

在本实施例中，在数据库中预先存储有优化迭代循环算法，在进行测试时只需要根据用户设定调用相应的优化迭代循环算法即可进行测试。并且，用户还可以通过后续增加新的算法进行测试。

所谓量子芯片就是将量子线路集成在基片上，进而承载量子信息处理的功能。在本实施例中，用户可以根据需求自由组合测试的项目。为了便于用户对本方法中所需要的配置数据的设定，通常可以在操作界面上设定自定义的操作界面，图2为本申请实施例提供的一种超导量子芯片测试方法框架说明图，为了便于理解，该框架主要分为五个模块，分别为：基础参数设定模块、自动化流程定义交互界面、优化与方向模块、标定模块、线路模块。其中，线路模块又可下分三个小模块，分别为：驱动线路、控制线路以及读取线路。

对于基础参数设定模块：该模块收集用户提供的测控线路配置与基本相关参数范围，对自动化流程进行初始化。

对于自动化流程定义交互界面：该界面为实验人员进行自定义实验流程与实验目标，选择优化方法与实验流程，该界面支持模块化拖动，方便实验人员进行快速实验。

对于优化与方向模块：该模块提供实验流程顺序与参数对接，同时提供各种优化迭代循环算法，通过设定优化循环目标，完成参数获取需求。

对于线路模块：该模块主要用来通过在三种线路上施加调控波形，通过设定时序等完成组合实验波形序列。其中，为便于实验，也可以提供多种常见实验序列模板，方便进行快速实验。对于实验中所用到的相关波形与延时设定，可进行单独设置参数，同时辅助功能可提供相关参数建议，对于拥有较大数据的波形数据，可选择从数据库中直接调用。

对于标定模块：该模块内置多种基准测试实验，该模块限定需在相关门操作标定完成后，需要数据库中含有相应的门数据，支持多种标定方案。用于在获取到测试数据之后，调用数据库中的标准数据对测试数据进行标定。

通过该框架说明图可以看出，在本实施例中，用户可以通过上述五个模块进行测试所需的配置，在选择测控线路配置并为其设定相关的参数后，超导量子芯片测试装置或上位机即可通知测控系统开始测试，并接收测控系统反馈的数据，可以在自动化流程定义交互界面进行展示。

为了更好的对上述方法的应用进行说明，图3为本申请实施例提供的一种自动化流程定义交互界面示意图，在自动化流程定义交互界面中，实验人员可以拖动选择自定义实验流程与实验目标，选择优化方法与实验流程，如图3所示，实验人员进行实验时，可在自动化流程定义交互界面中的“模块选择与功能栏”中选择对应模块，在“模块组合与实验自定义栏”中拖动对应模块与优化方案，通过组合构建测试流程，可在左侧“参数配置栏”与“波形选择栏”中修改相应的参数进行自定义。在具体实施中，采用本技术方案提供的方法可以根据实验人员的设定对多种超导量子芯片进行测试，而对于同种类型的超导量子芯片测试也是相同的，或者仅存在部分调控波形不同，因此为了便于实验人员的操作，可以预先配置存储实验序列模板，在进行测试时调用实验序列模板为各测控线路配置施加对应的调控波形，进而减少实验人员的操作量。构建完成后，点击“模块选择与功能栏”中的“运行”进行测试。此外，在自动化流程定义交互界面中还提供了实验流程与辅助信息提示栏，用于在测试的过程中展示当前测试流程位置。“实验流程与辅助信息提示栏”中显示构建好的测试流程结构，并显示各测控线路配置的调控波形是否经过校准等。在具体实施中，在获取到用户设定的测试数据之后，还可以调用数据库中的标准数据对测试数据进行标定。为了便于实验人员对数据的掌控，实验流程与辅助信息提示栏还可以指示各测控线路配置未经校准的相关参数。最后，实验人员可以从“实验结果与运行信息栏”中得到测试数据，根据得到的测试数据显示各测试流程的测试结果和各测试流程的所用时间。

下面将以实际案例说明该流程：需要对一个单比特进行快调信号调整，点击“模块选择与功能栏”中“实验”按钮，下拉栏中选中“单比特测试”模块，拖入“模块组合与实验自定义栏”；选中“两比特门”模块，拖入“模块组合与实验自定义栏”。点击“模块选择与功能栏”中“顺序”按钮，下拉栏中选中“单次流程”模块，拖入“模块组合与实验自定义栏”，并连接“单比特测试”模块与“两比特门”模块，双击展开“两比特门”，选中删除“快调信号调整”后部分。除获取比特快调信息外，需要获取比特快调信息与读取信息关系，再次选中“单比特测试”模块并拖入连接到“两比特门”模块后方，双击展开“单比特测试”模块，仅保留“读取优化”部分。点击“模块选择与功能栏”中“顺序”按钮，下拉栏中选中“单次触发循环”模块，拖入“模块组合与实验自定义栏”，并连接“两比特门”模块中的快调信号调整与读取优化，在辅助信息提示中选择“单次触发循环”优先度最高，即完成实验设置，可以进行实验。

本申请实施例提供的超导量子芯片测试方法，通过获取用户设定的测控线路配置和相关参数，确认各测控线路配置的优化迭代循环算法以及测试流程；根据各测控线路配置施加对应的调控波形；发送指令至测控系统以进行测试并获取测试数据。相对于当前技术中，人工进行超导量子芯片测试需要经过复杂的计算以及多个操作步骤，浪费大量时间以及人力资源，采用本技术方案，用户只需要为超导量子芯片选择测控线路配置并为其设定相关参数，确认优化迭代循环算法以及测试流程，通过施加调控波形后，即可发送指令至测控系统开始进行测试，并接收测控系统反馈的测试数据，从而实现对超导量子芯片的测试。在本技术方案中，用户可以对测试流程顺序、循环内容、优化方法等进行自由组合，并根据存储的优化迭代算法，支持多种测试需求，减少了人力资源的浪费，提高了测试效率。

在具体实施中，为了准确的获取超导量子芯片的测试结果并对测试作出准确分析，在本实施例中，在获取到测试数据后，还包括：

根据测试数据显示各测试流程的测试结果和各测试流程的所用时间。

而在测试的过程中，还包括：展示当前测试流程位置。

通过对测试流程的定位，可以使实验人员准确知晓当前的测试项目以及测试时间，当测试时间超出正常范围时，实验人员可以及时进行处理，避免测试过程的延误。

此外，在上述实施例的基础上，在本实施例中，超导量子芯片测试方法还包括：

指示各测控线路配置未经校准的相关参数。

显示各测控线路配置的调控波形是否经过校准。

在本实施例中，通过对相关参数和调控波形的校准确认，可以避免由于实验人员的疏漏而导致测试项目的不准确，提高了测试的准确度。

在上述实施例中，对于超导量子芯片测试方法进行了详细描述，本申请还提供超导量子芯片测试装置对应的实施例。需要说明的是，本申请从两个角度对装置部分的实施例进行描述，一种是基于功能模块的角度，另一种是基于硬件的角度。

图4为本申请实施例提供的一种超导量子芯片测试装置的结构图，如图4所示，该装置包括：

获取模块10，用于获取用户设定的测控线路配置和对应的相关参数；

施加模块11，用于根据各测控线路配置施加对应的调控波形；

确认模块12，用于根据用户设定确认各测控线路配置的优化迭代循环算法以及测试流程；

发送模块13，用于发送指令至测控系统以进行测试并获取测试数据。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本申请实施例提供的超导量子芯片测试装置，通过获取用户设定的测控线路配置和相关参数；确认各测控线路配置的优化迭代循环算法以及测试流程；根据各测控线路配置施加对应的调控波形；发送指令至测控系统以进行测试并获取测试数据。相对于当前技术中，人工进行超导量子芯片测试需要经过复杂的计算以及多个操作步骤，浪费大量时间以及人力资源，采用本技术方案，用户只需要为超导量子芯片选择测控线路配置并为其设定相关参数，确认优化迭代循环算法以及测试流程，通过施加调控波形后，即可发送指令至测控系统开始进行测试，并接收测控系统反馈的测试数据，从而实现对超导量子芯片的测试。在本技术方案中，用户可以对测试流程顺序、循环内容、优化方法等进行自由组合，并根据存储的优化迭代算法，支持多种测试需求，减少了人力资源的浪费，提高了测试效率。

图5为本申请实施例提供的另一种超导量子芯片测试装置的结构图，如图5所示，该装置包括：存储器20，用于存储计算机程序；

处理器21，用于执行计算机程序时实现如上述实施例超导量子芯片测试方法的步骤。

本实施例提供的超导量子芯片测试装置可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等。

其中，处理器21可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器21可以采用数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器21也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器21可以集成有图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器21还可以包括人工智能(Artificial Intelligence，AI)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器20可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器20还可以包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器20至少用于存储以下计算机程序201，其中，该计算机程序被处理器21加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的超导量子芯片测试方法的相关步骤。另外，存储器20所存储的资源还可以包括操作系统202和数据203等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统202可以包括Windows、Unix、Linux等。数据203可以包括但不限于相关参数、优化迭代循环算法等。

在一些实施例中，超导量子芯片测试装置还可以包括有显示屏22、输入输出接口23、通信接口24、电源25以及通信总线26。

本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构并不构成对超导量子芯片测试装置的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。

本申请实施例提供的超导量子芯片测试装置，包括存储器和处理器，处理器在执行存储器存储的程序时，能够实现如下方法：获取用户设定的测控线路配置和对应的相关参数；根据各测控线路配置施加对应的调控波形；确认各测控线路配置的优化迭代循环算法以及测试流程；发送指令至测控系统以进行测试并获取测试数据。

本申请实施例提供的超导量子芯片测试装置，通过获取用户设定的测控线路配置和相关参数；确认各测控线路配置的优化迭代循环算法以及测试流程；根据各测控线路配置施加对应的调控波形；发送指令至测控系统以进行测试并获取测试数据。相对于当前技术中，人工进行超导量子芯片测试需要经过复杂的计算以及多个操作步骤，浪费大量时间以及人力资源，采用本技术方案，用户只需要为超导量子芯片选择测控线路配置并为其设定相关参数，确认优化迭代循环算法以及测试流程，通过施加调控波形后，即可发送指令至测控系统开始进行测试，并接收测控系统反馈的测试数据，从而实现对超导量子芯片的测试。在本技术方案中，用户可以对测试流程顺序、循环内容、优化方法等进行自由组合，并根据存储的优化迭代算法，支持多种测试需求，减少了人力资源的浪费，提高了测试效率。

最后，本申请还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例中记载的步骤。

可以理解的是，如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请实施例提供的计算机可读存储介质，通过获取用户设定的测控线路配置和相关参数；确认各测控线路配置的优化迭代循环算法以及测试流程；根据各测控线路配置施加对应的调控波形；发送指令至测控系统以进行测试并获取测试数据。相对于当前技术中，人工进行超导量子芯片测试需要经过复杂的计算以及多个操作步骤，浪费大量时间以及人力资源，采用本技术方案，用户只需要为超导量子芯片选择测控线路配置并为其设定相关参数，确认优化迭代循环算法以及测试流程，通过施加调控波形后，即可发送指令至测控系统开始进行测试，并接收测控系统反馈的测试数据，从而实现对超导量子芯片的测试。在本技术方案中，用户可以对测试流程顺序、循环内容、优化方法等进行自由组合，并根据存储的优化迭代算法，支持多种测试需求，减少了人力资源的浪费，提高了测试效率。

以上对本申请所提供的超导量子芯片测试方法、装置以及介质进行了详细介绍。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他实施例的不同之处，各个实施例之间相同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。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，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。