本公開(kāi)通常涉及量子計(jì)算，并且更具體地，涉及超導(dǎo)量子比特的激光按需加擾。

背景技術(shù)：

1、量子比特(quantum?bit,qubit)是針對(duì)量子計(jì)算機(jī)中的信息編碼的基本元素。二能級(jí)系統(tǒng)或tls是可以耦合到量子比特并且引起去相干的偽量子系統(tǒng)。tls是超導(dǎo)量子電路中的主要去相干源中的一個(gè)主要去相干源。通常，tls包括兩個(gè)集合：較大的低頻二能級(jí)波動(dòng)器(池)集合和幾個(gè)離散的二能級(jí)系統(tǒng)，其與量子比特轉(zhuǎn)變接近共振。如果tls與量子比特強(qiáng)烈地交互，則由于頻移和去相干，量子比特變得不可運(yùn)行。

2、這些tls的性質(zhì)沒(méi)有被完全理解，但是被認(rèn)為是源自材料中的晶體缺陷、表面缺陷或原子級(jí)缺陷，這些缺陷生成與量子比特交互(例如，耦合到量子比特的電場(chǎng))的微觀(guān)偶極子(原子或電子陷阱)。tls總是存在并且隨機(jī)分布。

3、二能級(jí)系統(tǒng)可以與量子比特非共振或在共振。在共振tls比非共振tls有害得多。這些在共振的強(qiáng)耦合tls具有對(duì)處理器中的門(mén)的可靠性的顯著不利影響。這對(duì)于基于固定頻率量子比特的處理器和基于通量可調(diào)諧量子比特的處理器是正確的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開(kāi)的一些實(shí)施例提供了用于緩解在量子處理器中存在的缺陷的影響的方法和系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，緩解系統(tǒng)使用施加光脈沖和檢查量子比特弛豫時(shí)間的迭代過(guò)程來(lái)消除或最小化與量子比特的二能級(jí)系統(tǒng)(tls)交互。該系統(tǒng)施加第一光脈沖以照射具有一個(gè)或多個(gè)量子比特的量子處理器。光脈沖被用于加擾被耦合到量子處理器的tls的全體。該系統(tǒng)的特征在于在施加第一光脈沖之后在不同的量子比特頻率下測(cè)量的量子比特弛豫時(shí)間。該系統(tǒng)在確定所接收的量子比特弛豫時(shí)間指示在該量子處理器中存在強(qiáng)耦合tls時(shí)施加第二光脈沖以照射該量子處理器。

2、在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)可以基于該量子處理器的tls配置來(lái)確定是否施加第二光脈沖，該tls配置根據(jù)在不同量子比特頻率下的所接收的量子比特弛豫時(shí)間而被確定。該系統(tǒng)可以基于tls是否正在基于該tls配置來(lái)與量子比特交互來(lái)確定是否施加該第二光脈沖。隨后，可以施加第三光脈沖，并且在此之后施加后續(xù)光脈沖。光脈沖將繼續(xù)被施加，直到量子處理器的特征在于可接受的tls配置。

3、在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)接收在該量子處理器中的一個(gè)或多個(gè)量子比特的性能參數(shù)(例如，相干特性)，以標(biāo)識(shí)不滿(mǎn)足性能閾值的量子比特。所接收的量子比特弛豫時(shí)間包括所標(biāo)識(shí)的量子比特的弛豫時(shí)間。在可以與先前實(shí)施例組合的實(shí)施例中，該第一光脈沖和第二光脈沖對(duì)于所標(biāo)識(shí)的量子比特是局部的并且僅照射所標(biāo)識(shí)的量子比特而不照射其他量子比特。在一些實(shí)施例中，該第一光脈沖和第二光脈沖對(duì)于該量子處理器是全局的并且照射該量子處理器中的多個(gè)量子比特。

4、二能級(jí)系統(tǒng)是超導(dǎo)量子比特中最基本的問(wèn)題中的一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樗鼈兪侨ハ喔傻闹饕獊?lái)源。用于將光聚焦在特定量子比特上的能力可以快速地改進(jìn)量子比特的相干性，而不是依賴(lài)于耗時(shí)的過(guò)程，例如加熱整個(gè)量子處理器。

5、前述
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
旨在充當(dāng)對(duì)于本公開(kāi)的一些實(shí)施例的簡(jiǎn)要介紹。這并不意味著是對(duì)本文檔中所公開(kāi)的所有發(fā)明主題內(nèi)容的介紹或概述。下面的具體實(shí)施方式和在具體實(shí)施方式中參考的附圖將進(jìn)一步描述發(fā)明內(nèi)容中所描述的實(shí)施例以及其他實(shí)施例。因此，為了理解由本文檔所描述的所有實(shí)施例，提供了發(fā)明內(nèi)容、具體實(shí)施方式和附圖。此外，所要求保護(hù)的主題內(nèi)容不受發(fā)明內(nèi)容、具體實(shí)施方式和附圖中的說(shuō)明性細(xì)節(jié)的限制，而是由所附權(quán)利要求來(lái)限定，因?yàn)樗蟊Ｗo(hù)的主題內(nèi)容可以在不脫離本主題的精神的情況下以其他特定形式來(lái)被體現(xiàn)。

技術(shù)特征：

1.一種方法，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述光脈沖加擾所述tls的所述頻率形勢(shì)。

3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述量子處理器中存在強(qiáng)耦合tls通過(guò)所接收的所述量子比特弛豫時(shí)間小于在感興趣的頻率下的預(yù)期量子比特弛豫時(shí)間的閾值比率被指示。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述閾值比率是0.75。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括接收在所述量子處理器中的一個(gè)或多個(gè)量子比特的性能參數(shù)以標(biāo)識(shí)不滿(mǎn)足性能閾值的量子比特，其中所接收的所述量子比特弛豫時(shí)間包括所標(biāo)識(shí)的所述量子比特的弛豫時(shí)間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第一光脈沖和所述第二光脈沖對(duì)于所標(biāo)識(shí)的所述量子比特是局部的。

7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一光脈沖和所述第二光脈沖對(duì)于所述量子處理器是全局的，并且照射所述量子處理器中的多個(gè)量子比特。

8.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述光脈沖被用于加擾所述tls的所述頻率形勢(shì)。

10.根據(jù)前述權(quán)利要求8至9中的任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中在所述量子處理器中存在強(qiáng)耦合tls通過(guò)所接收的所述量子比特弛豫時(shí)間小于在感興趣的頻率處的預(yù)期量子比特弛豫時(shí)間的閾值比率被指示。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述閾值比率是0.75。

12.根據(jù)前述權(quán)利要求8至11中的任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述指令集合還包括接收在所述量子處理器中的一個(gè)或多個(gè)量子比特的性能參數(shù)以標(biāo)識(shí)不滿(mǎn)足性能閾值的量子比特，其中所接收的所述量子比特弛豫時(shí)間包括所標(biāo)識(shí)的所述量子比特的弛豫時(shí)間。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述第一光脈沖和所述第二光脈沖對(duì)于所標(biāo)識(shí)的所述量子比特是局部的并且僅照射所標(biāo)識(shí)的所述量子比特而不照射其他量子比特。

14.根據(jù)前述權(quán)利要求8至13中的任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述第一光脈沖和所述第二光脈沖對(duì)于所述量子處理器是全局的，并且照射所述量子處理器中的多個(gè)量子比特。

15.一種系統(tǒng)，包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述光脈沖被用于加擾在所述量子處理器中的所述tls。

17.根據(jù)前述權(quán)利要求15至16中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中在所述量子處理器中存在強(qiáng)耦合tls通過(guò)所接收的所述量子比特弛豫時(shí)間小于在感興趣的頻率下的預(yù)期量子比特弛豫時(shí)間的閾值比率被指示。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述閾值比率是0.75。

19.根據(jù)前述權(quán)利要求15至18中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述動(dòng)作還包括接收所述量子處理器中的一個(gè)或多個(gè)量子比特的性能參數(shù)以標(biāo)識(shí)不滿(mǎn)足性能閾值的量子比特，其中所接收的所述量子比特弛豫時(shí)間包括所標(biāo)識(shí)的所述量子比特的弛豫時(shí)間。

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述第一光脈沖和所述第二光脈沖對(duì)于所標(biāo)識(shí)的所述量子比特是局部的并且僅照射該所標(biāo)識(shí)的所述量子比特而不照射其他量子比特。

21.根據(jù)前述權(quán)利要求15至20中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述第一光脈沖和所述第二光脈沖對(duì)于所述量子處理器是全局的，并且照射所述量子處理器中的多個(gè)量子比特。

22.一種方法，包括：

23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中在所述量子處理器中存在強(qiáng)耦合tls通過(guò)所接收的所述量子比特弛豫時(shí)間小于在感興趣的頻率下的預(yù)期量子比特弛豫時(shí)間的閾值比率被指示。

24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述閾值比率是0.75。

25.根據(jù)前述權(quán)利要求22至24中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述動(dòng)作還包括接收所述量子處理器中的一個(gè)或多個(gè)量子比特的性能參數(shù)以標(biāo)識(shí)不滿(mǎn)足性能閾值的量子比特，其中所接收的所述量子比特弛豫時(shí)間包括所標(biāo)識(shí)的所述量子比特的弛豫時(shí)間。

技術(shù)總結(jié)
提供了用于緩解在量子處理器中的缺陷的影響的方法和系統(tǒng)。緩解系統(tǒng)使用了施加光脈沖和檢查量子比特弛豫時(shí)間的迭代過(guò)程來(lái)消除或最小化與量子比特的二能級(jí)系統(tǒng)(TLS)交互。該系統(tǒng)施加第一光脈沖以照射具有一個(gè)或多個(gè)量子比特的量子處理器。該系統(tǒng)在施加第一光脈沖之后接收在不同電場(chǎng)頻率下測(cè)量的量子比特弛豫時(shí)間。該系統(tǒng)在確定所接收的量子比特弛豫時(shí)間指示在該量子處理器中存在強(qiáng)耦合TLS時(shí)施加第二光脈沖以照射該量子處理器。

技術(shù)研發(fā)人員：A·法爾克,M·桑德貝格,K·巴拉克里希南,O·蒂亞爾,J·奧爾卡特
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15