一种量子计算机的自检方法和系统

技术领域

本发明属于量子计算机技术领域，更具体地，涉及一种量子计算机的自检方法和系统。

背景技术

中性原子量子计算中需要用到多种波长的激光脉冲操控量子比特，这些微秒量级甚至亚微秒的脉冲一般是由声光调制器脉冲调制产生的，同时还需要配合机械快门来保证激光的完全关断，避免残留光的影响。此外还需要用到多个方向的磁场进行原子冷却、内态制备等，磁场的开关是通过电流开关实现的，大小通过电流强度控制。操控量子比特内态时会用到微波脉冲，这是通过微波源和微波喇叭产生的。由此可见在量子计算体系中，会用到非常多的激光短脉冲、磁场脉冲、微波脉冲等一系列的脉冲信号，这些脉冲信号的开关时间、幅度直接影响了对量子比特的操控结果，是不能出现任何错误的。

但是这一系列的脉冲信号都是由多种电子设备共同作用产生的，其中任何一个设备出现问题，就会导致实际脉冲与设置脉冲的不吻合，从而使后续计算结果不可靠。并且由于脉冲之间的效果是相互影响的，其中一个出现问题后很难通过计算结果快速定位到出问题的电子设备。因此这带来了两个问题：一、难以判断在时序计算过程中是否有电子设备出现故障，导致实际脉冲与设置脉冲不吻合；二、即使通过计算结果反推出脉冲出现问题，也难以快速定位到具体的电子设备。这两点对于量子计算来说是致命的问题。

鉴于此，如何克服上述现有技术所存在的技术问题是本技术领域亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的之一在于克服上述现有技术中存在的技术问题，为了解决现有量子计算中难以判断故障、难以定位到具体的故障设备的不足，提供一种量子计算机的自检方法和系统，通过使用该方法和系统可以在每次计算之前对整个计算机所涉及到的脉冲产生设备进行检查，并通过与“校准波形”进行对比，可迅速定位到出现问题的电子设备，从而大大提高量子计算机的执行效率。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种量子计算机的自检方法，包括：

对量子计算机中的脉冲信号进行监控；

通过预设顺序对不同的脉冲信号进行测量并叠加，以获取自检采集到的实际波形；

将实际波形与预先获得的校准波形进行比较，以得到最终的检验波形；

通过分析检验波形的电压值，以快速发现脉冲信号是否有错误，并定位发生错误的器件。

在一个可选的实施方式中，所述对量子计算机中的脉冲信号进行监控具体包括：

通过光电探测器对激光脉冲信号进行监控；

通过磁力计对三维磁场脉冲信号进行监控；

通过微波功率计对微波脉冲信号进行监控。

在一个可选的实施方式中，所述通过光电探测器对激光脉冲信号进行监控具体包括：在光纤耦合架之前加上一个分光片，使经过调制的激光分出一部分进入另外一个光纤耦合架，并将这部分激光导引到一个光电探测器上，通过光电探测器上的电压波形变化来反应该路激光脉冲信号；将系统中所有的激光脉冲信号都导引到同一个光电探测器上，使该光电探测器的输出电压包含多路激光脉冲信号的信息，同时对所有激光脉冲信号起到监测作用；

所述通过磁力计对三维磁场脉冲信号进行监控具体包括：通过在磁场线圈周围加上磁力计，以实时监测系统中三维磁场的变化情况；

所述通过微波功率计对微波脉冲信号进行监控具体包括：在量子比特计算区域附近加上微波功率计，以实时监测系统中微波脉冲信号，实现对微波脉冲信号的监测。

在一个可选的实施方式中，所述通过预设顺序对不同的脉冲信号进行测量并叠加，以获取自检采集到的实际波形具体包括：

通过预设顺序来控制系统中的各个器件按预设顺序进行开关，从而产生预设顺序的脉冲信号；

将按预设顺序开关后的光电探测器输出信号、磁力计输出信号以及微波功率计输出信号采集后，得到各个通道上的电压变化波形，以分别反应激光脉冲波形、磁场开关波形以及微波脉冲波形；

将各个通道的电压值相加以获得本次自检采集到的实际波形。

在一个可选的实施方式中，所述预先获得的校准波形是当每个器件都正常工作时运行自检程序获得的波形；所述将实际波形与预先获得的校准波形进行比较，以得到最终的检验波形具体包括：通过自检程序将获得的实际波形与校准波形相减，以获得最终的检验波形。

在一个可选的实施方式中，所述通过分析检验波形的电压值，以快速发现脉冲信号是否有错误，并定位发生错误的器件具体包括：

若检验波形在整个时序中都保持电压值为0，则实际波形与校准波形的电压值在整个时序中都相同，证明所有器件的工作条件都是正常的，没有出现器件错误响应；

若检验波形在某一段时间内的电压值不为0，则实际波形与校准波形出现了偏差，通过定位发生错误的时间段并结合预设顺序，以快速定位发生错误的器件。

第二方面，本发明提供一种量子计算机的自检系统，应用如第一方面所述的量子计算机的自检方法，包括主机、采集卡、量子比特计算区域、微波操控模块、磁场电流源模块、光电探测器以及若干个激光模块；其中：

所述量子比特计算区域包含用于与若干个所述激光模块相连的激光输入端口、用于与所述微波操控模块相连的微波输入端口、用于与所述磁场电流源模块相连的电流输入端口、用于进行微波脉冲测量的微波功率计以及用于磁场波形测量的磁场计；

所述光电探测器与若干个所述激光模块相连，以用于激光脉冲测量；

所述采集卡一方面分别与所述光电探测器、所述微波功率计以及所述磁场计相连，另一方面与所述主机相连，用于采集激光脉冲信号、微波脉冲信号、磁场脉冲信号并传递到所述主机。

在一个可选的实施方式中，每个所述激光模块内部均包括激光器、调制器、机械快门、分光片、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、调制器驱动设备以及机械快门驱动设备，其中：

所述激光器输出的激光经过调制器调制后再经过机械快门；调制器驱动设备输出的调制信号经过电连接传输到调制器的输入端，来实现对激光的频率和脉冲调制；机械快门驱动设备输出的控制信号经过电连接传输到机械快门的输入端，来实现对激光的快关作用；激光束经过分光片被分为两束，其中一束高功率的激光被耦合进第一光纤耦合器，用于输入到量子比特计算区域，实现对量子比特的操控；另外一束低功率的激光被耦合进第二光纤耦合器，经过光纤传输后入射到光电探测器上。

在一个可选的实施方式中，所述微波操控模块内部包括微波源、微波开关以及微波功放，其中：

所述微波源输出的微波信号经过电连接传输到微波开关上，微波开关用于实现对微波信号的开关，以此实现微波脉冲调制功能；经过微波开关的信号由电缆连接到微波功放上，以实现对微波信号的放大；经过放大后的微波信号经过电连接传输到量子比特计算区域的微波输入端口，以实现对量子比特的微波操控。

在一个可选的实施方式中，所述磁场电流源模块内部包括多路给磁场线圈供电的电流源，所述多路给磁场线圈供电的电流源输出的电流信号经过电连接输入到量子比特计算区域的电流输入端口，用于给磁场线圈供电。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：将量子计算机中所有的脉冲信号进行监控，并在时间域上进行测量，通过将采集到的脉冲波形进行处理后与“校准波形”进行比较，从而实现自检功能。本发明实施例在不同时间段执行不同的开关顺序，将所有的脉冲信号依次展现，达到快速发现问题并快速定位问题的效果。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的一种量子计算机的自检方法流程图；

图2为本发明实施例1提供的步骤100扩展流程示意图；

图3为本发明实施例1提供的步骤200扩展流程示意图；

图4为本发明实施例1提供的波形示意图；

图5为本发明实施例2提供的一种量子计算机的自检系统的模块结构框图；

图6为本发明实施例4提供的一种量子计算机的自检装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的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，不是用于限制本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

下面就参考附图和实施例结合来详细说明本发明。

实施例1：

如图1所示，本发明提供了一种量子计算机的自检方法，包括如下步骤。

步骤100：对量子计算机中的脉冲信号进行监控。在本实施例的该步骤中，量子计算机所涉及到的信号包括激光脉冲、磁场开关信号(磁场脉冲)、微波脉冲、特殊调制脉冲等，本实施例着重讨论的是激光脉冲、磁场脉冲、微波脉冲。需说明，对于特殊调制脉冲，其是激光脉冲的一种特殊情况；一般激光脉冲是方波形式的，特殊情况下可能是有特殊波形的，并不是简单方波；但是检验方法和方波脉冲是一样的，同样是采集下来后和标准进行比较；特殊调制脉冲可以归类为激光脉冲当中。

步骤200：通过预设顺序对不同的脉冲信号进行测量并叠加，以获取自检采集到的实际波形。在本实施例的该步骤中，可以通过主机设置特定顺序的脉冲序列，用来控制系统中的调制器驱动设备、机械快门驱动设备、微波开关、磁场电流源等，使这些器件按特定顺序开关，从而产生特定顺序的脉冲信号，然后将各个脉冲信号进行叠加来得到实际波形。

步骤300：将实际波形与预先获得的校准波形进行比较，以得到最终的检验波形。在本实施例的该步骤中，通过前期的准备，可以预先获得无错误的“校准波形”，通过实际波形和校准波形进行相减，就可以获得最终的检验波形。

步骤400：通过分析检验波形的电压值，以快速发现脉冲信号是否有错误，并定位发生错误的器件。在本实施例的该步骤中，若检验波形在整个时序中都保持电压值为0，则说明没有错误，所有器件工作正常，若检验波形在某个时间段电压值不为0，则说明有错误，通过时间段、前面预设的时间顺序即可以定位发生错误的器件。

通过上述步骤，本实施例将量子计算机中所有的脉冲信号进行监控，并在时间域上进行测量，通过将采集到的脉冲波形进行处理后与“校准波形”进行比较，从而实现自检功能。本发明实施例在不同时间段执行不同的开关顺序，将所有的脉冲信号依次展现，达到快速发现问题并快速定位问题的效果。

参考图2所示，在本优选实施例的一个具体实施方式中，步骤100的所述对量子计算机中的脉冲信号进行监控具体包括如下步骤：

步骤101：通过光电探测器对激光脉冲信号进行监控。在本实施例的该步骤中，可以在光纤耦合架之前加上一个分光片，使经过调制的激光分出极少部分进入另外一个光纤耦合架，并将这部分激光导引到一个光电探测器上，通过光电探测器上的电压波形变化来反应该路激光脉冲信号；将系统中所有的激光脉冲信号都导引到同一个光电探测器上，使该光电探测器的输出电压包含多路激光脉冲信号的信息，同时对所有激光脉冲信号起到监测作用。

步骤102：通过磁力计对三维磁场脉冲信号进行监控。在本实施例的该步骤中，可以通过在磁场线圈周围加上磁力计，以实时监测系统中三维磁场的变化情况。

步骤103：通过微波功率计对微波脉冲信号进行监控。在本实施例的该步骤中，可以在量子比特计算区域附近加上微波功率计，以实时监测系统中微波脉冲信号，实现对微波脉冲信号的监测。

需要说明的是，要实现上述方法，首先需要建立一个完善的监测系统。量子计算机所涉及到的信号包括激光脉冲、磁场开关信号、微波脉冲、特殊调制脉冲等。激光脉冲是通过声光调制器、电光调制器或者光纤调制器等产生的，通过外部控制信号实现对激光的开关，通常激光脉冲的宽度在几十纳米到几十毫秒之间不等。通常使用调制器关闭激光后，总会有非常微弱的漏光现象，因此需要结合机械开关使激光进行完全关断，而机械开关的速度一般在毫秒量级。本发明实施例通过在进入计算系统的光纤耦合架之前(比如图5中的光纤耦合架1-1)加上一个分光片(例如5％的分光)，使经过调制器调制的激光分出极少部分进入另外一个光纤耦合架(比如图5中的光纤耦合架1-2)，并将这部分激光导引到一个光电探测器上。这样一来可以通过光电探测器上的电压波形变化来反应该路激光脉冲是如何起作用的。将系统中所有的激光脉冲信号都导引到同一个(也可以是多个光电探测器)光电探测器上，该探测器的输出电压包含了多路激光脉冲的信息，同时对所有激光起到监测作用。

量子计算中的磁场是非常重要的参量，在囚禁和操控量子比特的时候都离不开磁场。通常是通过给亥姆霍兹线圈或者反亥姆霍兹线圈加不同电流来产生不同方向和大小的磁场，通过控制电流的大小和开关即可以实现对磁场的控制。而电流是通过可外部控制的电流源产生的。通过在磁场线圈周围(同时也是量子比特计算区域附近)加上磁力计，可以实时监测系统中三维磁场的变化情况。同理来说，可以在量子比特计算区域附近加上微波功率计，可以实时监测系统中微波脉冲信号，实现对微波脉冲信号的监测。将上述的光电探测器输出信号、磁力计输出信号以及微波功率计输出信号全部通过采集卡采集后传输到主机上，至此完成了对系统中所有变化信号的监测。

参考图3所示，在本优选实施例的一个具体实施方式中，步骤200的所述通过预设顺序对不同的脉冲信号进行测量并叠加，以获取自检采集到的实际波形具体包括如下步骤：

步骤201：通过预设顺序来控制系统中的各个器件按预设顺序进行开关，从而产生预设顺序的脉冲信号。在本实施例的该步骤中，通过主机设置特定顺序的脉冲序列，用来控制系统中的调制器驱动设备、机械快门驱动设备、微波开关、磁场电流源等，使这些器件按特定顺序开关，从而产生特定顺序的脉冲信号。比如通过自检程序在不同的时间段上依次控制激光器1的调制器开关、快门开关，激光器2的调制器开关、快门开关，激光器N的调制器开关、快门开关，磁场1的开关、磁场2的开关、磁场N的开关、微波的开关等。那么激光1、2、3、N会逐次进行开关，随后磁场进行开关，随后微波进行开关，脉冲信号也会按照这个顺序产生。

步骤202：将按预设顺序开关后的光电探测器输出信号、磁力计输出信号以及微波功率计输出信号采集后，得到各个通道上的电压变化波形，以分别反应激光脉冲波形、磁场开关波形以及微波脉冲波形。在本实施例的该步骤中，在步骤201的基础上，所有监测信号经过采集卡采集后会在计算机程序上得到各个通道上的电压变化波形，比如通道1上反应的是激光脉冲波形，通道2反应的是磁场开关波形，通道3反应的是微波脉冲波形。

步骤203：将各个通道的电压值相加以获得本次自检采集到的实际波形。在本实施例的该步骤中，在步骤202的基础上，将各个通道的电压值相加可获得本次自检采集到的实际波形W1，参考图4所示。

在本优选实施例的一个具体实施方式中，步骤300的所述将实际波形与预先获得的校准波形进行比较，以得到最终的检验波形具体包括：通过自检程序将获得的实际波形与校准波形相减，以获得最终的检验波形。其中，所述预先获得的校准波形是当每个器件都正常工作时运行自检程序获得的波形；通过前期的准备，我们可以预先获得无错误的校准波形W0，即当每个器件都正常工作时运行自检程序获得的波形就是校准波形。这一点可以通过前期的纠错和检查确保每个器件都正常工作后，再采集得到，校准波形W0参考图4所示。校准波形作为一个系统的标准波形，当系统不增加或减少器件时是不需要更新的，因此校准波形一旦获得可以长期使用。

在本优选实施例的一个具体实施方式中，步骤400的所述通过分析检验波形的电压值，以快速发现脉冲信号是否有错误，并定位发生错误的器件具体包括：若检验波形在整个时序中都保持电压值为0，那么说明实际波形与校准波形的电压值在整个时序中都相同，证明所有器件的工作条件都是正常的，没有出现器件错误响应；若检验波形在某一段时间内的电压值不为0，那么说明实际波形与校准波形出现了偏差，通过定位发生错误的时间段并结合预设顺序，以快速定位发生错误的器件。具体的，通过自检程序将获得的实际波形W1与校准波形W0相减，可获得最终的检验波形W2，参考图4所示。通过程序分析检验波形W2的电压值，可快速发现脉冲有没有错误，并定位发生错误的器件。如果W2波形在整个时序中都保持电压值为0，那么说明实际波形W1与校准波形W0的电压值在整个时序中都相同，证明所有器件的工作条件都是正常的，没有出现器件错误响应。如果W2波形在某一段时间内的电压值不为0，那么说明实际波形W1与校准波形W0出现了偏差，通过定位发生错误的时间段，可以快速定位发生错误的器件。参考图4所示，例如W2波形的第一个时间段上出现了向下的方波波形，则说明激光器1的功率下降了，但是调制器的开关功能是正常的，此时需要检查激光器的功率和调制器信号的强度。例如W2波形的第四个时间上出现了与校准波形完全相反的波形，则说明激光器2的机械开关没有正常打开，处于关闭状态，此时需要检查机械开关是否有问题。对于其他时间段上的电压信号，可以做同样的数值分析，来判断磁场开关是否正常、微波脉冲是否正常等等。

综上所述，本发明提出了一种量子计算机的自检方法，该方法将量子计算机中所有的脉冲信号进行监控，并在时间域上进行测量，通过将采集到的脉冲波形进行处理后与校准波形进行比较，从而实现自检功能。

实施例2：

本发明实施例还提供一种量子计算机的自检系统，应用如上实施例提供的量子计算机的自检方法，参考图5所示，为本实施例提供的一种量子计算机的自检系统的模块结构框图。本实施例的系统包括主机、采集卡、量子比特计算区域、微波操控模块、磁场电流源模块、光电探测器以及若干个激光模块，若干个激光模块在图5中分别表示为激光模块1、激光模块2...激光模块N；其中：所述量子比特计算区域包含用于与若干个所述激光模块相连的激光输入端口、用于与所述微波操控模块相连的微波输入端口、用于与所述磁场电流源模块相连的电流输入端口、用于进行微波脉冲测量的微波功率计以及用于磁场波形测量的磁场计；所述光电探测器与若干个所述激光模块相连，以用于激光脉冲测量；所述采集卡一方面分别与所述光电探测器、所述微波功率计以及所述磁场计相连，另一方面与所述主机相连，用于采集激光脉冲信号、微波脉冲信号、磁场脉冲信号并传递到所述主机。

在本实施例中，每个所述激光模块内部均包括激光器、调制器、机械快门、分光片、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、调制器驱动设备以及机械快门驱动设备，其中：所述激光器输出的激光经过调制器调制后再经过机械快门；调制器驱动设备输出的调制信号经过电连接传输到调制器的输入端，来实现对激光的频率和脉冲调制；机械快门驱动设备输出的控制信号经过电连接传输到机械快门的输入端，来实现对激光的快关作用；然后激光束经过分光片被分为两束，其中一束高功率的激光被耦合进第一光纤耦合器，用于输入到量子比特计算区域，实现对量子比特的操控；另外一束低功率的激光被耦合进第二光纤耦合器，然后经过光纤传输后入射到光电探测器上。

例如图5中，激光模块1内部包含激光器1、调制器1、机械快门1、分光片、光纤耦合器1-1、光纤耦合器1-2、调制器1驱动设备、机械快门1驱动设备。激光器1输出的激光经过调制器1调制后再经过了机械快门1。调制器1驱动设备输出的调制信号经过电连接传输到调制器1的输入端，来实现对激光1的频率和脉冲调制。机械快门1驱动设备输出的控制信号经过电连接传输到机械快门1的输入端，来实现对激光1的快关作用。然后激光束经过分光片被分为两束，其中一束高功率的被耦合进光纤耦合器1-1，用于输入到量子比特计算区域，实现对量子比特的操控。另外一束低功率的激光被耦合进光纤耦合器1-2，然后经过光纤传输后入射到光电探测器上。激光模块2到激光模块N与激光模块1相同，最终每个激光模块都分出一部分到量子比特计算区域，也分出一部分入射到光电探测器上，光电探测器的电压信号经过电连接传输到采集卡的输入端。

在本实施例中，所述微波操控模块内部包括微波源、微波开关以及微波功放，其中：所述微波源输出的微波信号经过电连接传输到微波开关上，微波开关用于实现对微波信号的开关，以此实现微波脉冲调制功能；经过微波开关的信号由电缆连接到微波功放上，以实现对微波信号的放大；经过放大后的微波信号经过电连接传输到量子比特计算区域的微波输入端口，以实现对量子比特的微波操控。

在本实施例中，所述磁场电流源模块内部包括多路给磁场线圈供电的电流源，例如图5中的磁场线圈1电流源、磁场线圈2电流源...磁场线圈N电流源，所述多路给磁场线圈供电的电流源输出的电流信号经过电连接输入到量子比特计算区域的电流输入端口，用于给磁场线圈供电。

在量子比特计算区域中，微波功率计接收来自微波输入端口处的微波信号，转化为电压信号后经过电连接传输到采集卡的输入端。磁场计可测量系统中三维磁场的大小，转化为电压信号后经过电连接传输到采集卡的输入端。采集卡将多个通道采集到的所有信号经过处理后经过电缆传输到电脑主机上。

通过上述系统设置，本实施例将量子计算机中所有的脉冲信号进行监控，并在需要进行量子计算机的自检时，采用实施例1中的方法在时间域上进行测量，通过将采集到的脉冲波形进行处理后与校准波形进行比较，从而实现自检功能。

综上所述，本发明提出了一种量子计算机的自检系统，通过在每次开机后运行本发明所述的自检系统可以快速检查量子计算机各项控制器件是否出现问题。在不同时间段执行不同的开关顺序，将所有的脉冲信号依次展现，达到快速发现问题并快速定位问题的效果。

实施例3：

基于上述实施例中一种量子计算机的自检方法和系统的描述，本实施例还提供一种对磁场的检测方法，来提高磁场强度测量的精确度。

需要说明，实施例1、实施例2中主要是通过对脉冲信号自检采集到的实际波形来与校准波形进行对比，从而可迅速定位到出现问题的电子设备。而实际波形则是由不同的脉冲信号进行测量并叠加得到的，其中，不同的脉冲信号包括了激光脉冲信号、三维磁场脉冲信号、微波脉冲信号。对于三维磁场脉冲信号，其测量在现有技术中是个难点，常常会产生测量误差；在采用实施例1、2的方法进行故障检测时，因为实际波形、校准波形在测量时会采用一套测量方法，所以即使测量有误差，在大多数情况下对两者进行对比都能得到较为准确的自检结果。但是在某些巧合情况下，也可能在某些设备存在问题的情况下，因为测量误差的存在，导致测量误差互相叠加后的实际波形与校准波形之间对比不出问题来，导致误判；或者在设备都不存在问题的情况下，因为测量误差的存在，导致测量误差叠加后的实际波形与校准波形之间对比出问题来，导致误判。基于出这两种特殊巧合情况，本实施例对三维磁场脉冲信号的测量进行一种优化，使其测量的精确度提高，减小误差，进而减小误判可能性。

需要说明，量子计算机用到的磁场是三维正交的，在x,y和z方向都有相应的分量。一般用来测量磁场的磁通门计(磁力计)是可以进行三维正交磁场测量的，可以对应测量三个方向的磁场强度。但是由于磁通门计并不能放置在系统磁场的正中心位置(系统磁场的正中心位置是实验区域，不能放置其他设备)，只能放置在偏离中心位置的较远处，所以磁通门计测量得到的磁场并不是系统中心处最真实的磁场大小，而是具有一定的偏差。为了更精确的反应出系统磁场强度的变化，需要磁通门计的三个测量轴与系统的三维正交磁场所在的三个轴尽可能的重合。这样可以使每个测量轴独立测量每个方向的磁场，避免x轴方向的测量去影响y轴方向的磁场测量。(因为测量轴如果不重合，x轴方向的磁场会在磁通门计的另外两个轴有投影分量，从而影响了另外两个轴的测量。)

下面具体介绍如何将磁通门计的三个测量轴与系统的三维正交磁场轴重合起来，也即本实施例采用的三维磁场脉冲信号优化测量方法。①首先确定系统的三个正交磁场的方向，分别记为x方向，y方向和z方向。②将磁通门计尽量放在靠近系统磁场中心的位置，通过目测调整磁通门计的方向使三个测量轴与系统的三个正交磁场方向尽量重合。③单独打开系统某一维方向的磁场，例如打开x方向的磁场。然后通过磁通门进行测量，获得三个方向的磁场数据，分别记为x1，y1和z1。④旋转磁通门计的方向，使y1和z1的测量值最小；并且当我们调节系统x方向的磁场大小时，只有x1的测量值变化，y1和z1并不变。此时说明磁通门计的x轴与系统磁场的x轴已经重合了。⑤打开y方向的磁场，重合步骤③和④，直到磁通门计的y轴与系统磁场的y轴已经重合了。⑥打开z方向的磁场，重合步骤③和④，直到磁通门计的z轴与系统磁场的z轴已经重合了。那么此时磁通门计的三轴方向与系统磁场的三轴方向就重合了。

通过上述方法测量出的三维磁场脉冲信号精确度提高，可以减小误差，进而减小误判可能性。

实施例4：

在上述实施例提供的量子计算机的自检方法的基础上，本发明还提供了一种可用于实现上述方法的量子计算机的自检装置，如图6所示，是本发明实施例的装置架构示意图。本实施例的量子计算机的自检装置包括一个或多个处理器21以及存储器22。其中，图6中以一个处理器21为例。

处理器21和存储器22可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。

存储器22作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如实施例2中的量子计算机的自检方法。处理器21通过运行存储在存储器22中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行量子计算机的自检装置的各种功能应用以及数据处理，即实现本发明实施例的量子计算机的自检方法。

存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器22可选包括相对于处理器21远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器21。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

程序指令/模块存储在存储器22中，当被一个或者多个处理器21执行时，执行上述实施例中的量子计算机的自检方法，例如，执行以上描述的图1所示的各个步骤。

本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(Read Only Memory，简写为：ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，简写为：RAM)、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。