半导体量子芯片测控方法、系统、测控系统及量子计算机与流程
1.本技术涉及量子计算机技术领域，尤其是涉及一种半导体量子芯片测控方法、系统、测控系统及量子计算机。
背景技术：
2.量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。量子计算机有诸多发展方向，例如：超导、半导、离子井等，其中半导体量子计算机是指以门控半导体量子点实现量子比特编码为物理基础所形成的量子计算物理体系。
3.半导体量子计算机中包含测控系统，测控系统用于提供半导体量子芯片运行所需精密信号的生成、采集、控制与处理，测控系统中的测控硬件仍以商用仪器为主，在进行测量和控制半导体量子芯片时，需要依次对商用仪器进行参数设置，通过多种商用仪器对半导体量子芯片的参数进行设置，从而完成实验。
4.针对上述中的相关技术，得知半导体量子计算机的测控需要依次对多种商用仪器的参数进行设置，导致实验的参数设置比较复杂，不便于人员对半导体量子芯片进行测控。
技术实现要素：
5.为了改善半导体量子计算机的测控需要依次对多种商用仪器的参数进行设置，导致实验的参数设置比较复杂，不便于人员对半导体量子芯片进行测控的问题，本技术提供一种半导体量子芯片测控方法、系统、测控系统及量子计算机。
6.第一方面，本技术提供的一种半导体量子芯片测控方法，采用如下的技术方案：包括：在接收到请求指令时，根据预设的界面数据对页面进行渲染，生成实验界面；响应实验选择指令，显示与所述实验选择指令对应的实验界面；响应实验执行指令，读取与所述实验选择指令对应的实验界面，获取实验参数，并运行实验；接收并显示与所述实验参数对应的实验结果。
7.可选的，在所述响应实验执行指令，解析并读取与所述实验选择指令对应的实验界面，获取实验参数之前，还包括：响应用户登录指令，在预设的用户数据库中查与所述用户登录指令对应的用户实验参数；响应所述实验选择指令，显示与所述实验选择指令对应的所述实验界面，并将所述用户实验参数填充入所述实验界面。
8.可选的，在所述响应实验执行指令，解析并读取与所述实验选择指令对应的实验界面，获取实验参数之后，还包括：将所述实验参数与预设的对应的阈值范围进行比较；
若检测到所述实验参数超过对应的所述阈值范围，则显示参数错误提示。
9.可选的，所述实验结果包括实验数据以及实验动态绘图；所述接收并显示与所述实验参数对应的实验结果，包括：接收与所述实验参数对应的所述实验数据；在预设的实验绘图数据库中查与实验名称对应的实验绘图模型；通过预设的统计图表组件将所述实验数据填充入所述实验绘图模型中，生成所述实验动态绘图；显示所述实验动态绘图以及所述实验数据。
10.可选的，在所述在预设的实验绘图数据库中查与实验名称对应的实验绘图模型之后，还包括：根据所述实验参数确定实验绘图方向，所述实验绘图方向包括：正向或反向；根据所述实验绘图方向以及所述统计图表组件将所述实验数据填充入所述实验绘图模型中，生成所述实验动态绘图。
11.可选的，所述显示所述实验动态绘图及所述实验数据，包括：删除之前的旧实验动态绘图；显示与当前的所述实验数据对应的实验动态绘图及所述实验数据。
12.可选的，所述实验参数包括：内循环参数和外循环参数；在所述删除之前的旧实验动态绘图之前，还包括：若与所述实验名称对应的所述实验绘图模型不唯一，则根据所述内循环参数和所述外循环参数确定对应的实验绘图模型的所述实验绘图方向；根据所述内循环参数对应的所述实验绘图方向将当前的所述实验数据填充入对应的实验绘图模型中，生成对应的实验动态绘图；根据所述外循环参数对应的所述实验绘图方向将所述内循环参数对应的所有实验数据填充入与所述外循环参数对应的实验绘图模型中，生成对应的实验动态绘图。
13.第二方面，本技术还提供一种半导体量子芯片测控装置，采用如下技术方案：包括：页面模块，用于在接收到请求指令时，根据预设的界面数据对页面进行渲染，生成实验界面；选择模块，用于响应实验选择指令，显示与所述实验选择指令对应的实验界面；参数模块，用于响应实验执行指令，读取与所述实验选择指令对应的实验界面，获取实验参数，并运行实验；反馈模块，用于接收并显示与所述实验参数对应的实验结果。
14.第三方面，本技术还提供一种控制设备，所述设备包括：包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如上述半导体量子芯片测控方法的计算机程序。
15.第四方面，本技术还提供一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上述半导体量子芯片测控方法的计算机程序。
16.第五方面，本技术还提供一种测控系统，采用上述的半导体量子芯片测控方法执行实验。
17.第六方面，本技术还提供一种量子计算机，包括上述测控系统以及半导体量子芯片。
18.综上所述，与现有技术相比，本技术先接收来自用户端的请求指令，根据界面数据对页面进行渲染，生成多个实验界面，当用户对实验进行选择后，根据实验选择指令显示对应的实验界面，从而便于对实验参数进行设置，接着在接收到实验执行指令时，读取实验界面上的实验参数，根据实验参数运行实验，并对接收到的实验结果进行显示，从而便于用户对整个实验的实验参数进行设置，进而便于联合多种仪器根据实验参数运行实验，以增加实验操作的便捷性，便于用户对半导体量子芯片进行测控。
附图说明
19.图1是本技术实施例一种半导体量子芯片测控方法的流程示意图。
20.图2是一些实施例中步骤s40的子步骤流程示意图。
21.图3是本技术实施例一种半导体量子芯片测控装置的结构框图。
22.附图标记说明：310－页面模块；320－选择模块；330－参数模块；340－反馈模块。
具体实施方式
23.以下结合图1-图3对本技术作进一步详细说明。
24.本技术实施例公开一种半导体量子芯片测控方法，执行设备为测控系统，系统通过socket以及websocket协议为基础，自定义通讯协议，采用统一的接口访问和控制多种仪器，并将实验参数发送至对应的仪器，使得仪器根据实验参数控制半导体量子芯片进行实验，以便于系统获取实验结果。其中，仪器包括但不限于直流信号源、脉冲信号源、微波信号源、任意波形发生器、示波器、矢量网络分析仪、频谱仪等。
25.参照图1，本技术实施例至少包括步骤s10至步骤s40。
26.s10，在接收到请求指令时，根据界面数据对页面进行渲染，生成实验界面。
27.其中，界面数据是html、css、javascript等资源，根据这些资源可以将空白的页面渲染为实验界面。
28.具体来说，当用户通过用户端登录系统时，用户端向系统发送请求指令，系统查预设的界面数据，并根据界面数据对用户端的web界面进行渲染，生成所有的实验界面，以便于在用户选择实验时显示对应的实验界面。
29.s20，响应实验选择指令，显示与实验选择指令对应的实验界面。
30.其中，实验选择指令包括实验名称或实验对应的标号等。
31.具体来说，用户在登录上系统时，用户在用户端的web界面上选择对应的实验，即向系统发送实验选择指令，在接收实验选择指令时，系统根据实验选择指令中的实验名称查对应的实验界面，并在web界面上显示对应的实验界面，从而便于用户直观地看到实验所需要使用的仪器，进而便于用户对实验参数进行设置，以提高用户设置参数的便捷性。
32.s30，响应实验执行指令，读取实验界面上的实验参数，并运行实验。
33.其中，本技术实施例中运行的实验包括但不限于扫库伦峰实验、set&dqd输运相图实验、modulation电荷调制实验、直流探测实验、rts gamma读取实验、rts level gamma实验、磁谱输运实验、电子温度测量实验、电子轨道激发态实验等。
34.具体来说，用户点击web界面上执行实验的图标，即向系统发送实验执行指令，系统对实验界面上的数据进行读取，获取实验参数，并将实验参数发送至对应的仪器，使得仪器根据实验参数输出对半导体量子芯片进行控制的控制信号，从而运行实验，进而便于半导体量子芯片根据实验参数进行实验，以提高用户进行实验的便捷性。
35.s40，接收并显示与实验参数对应的实验结果。
36.系统将实验参数发送至对应的仪器后，仪器根据实验参数输出控制信号控制半导体量子芯片执行实验，并采集半导体量子芯片输出的对应的实验数据，仪器将实验数据发送至系统，系统根据自定义通讯协议对实验数据进行解析和读取，获取实验结果，并在web界面上显示实验结果，从而便于用户查看实验生成的实验结果，进而便于用户快速完成实验，以便于用户对半导体量子芯片进行测控。
37.在一些实施例中，考虑到用户端不唯一的问题，为了对每个用户之间进行隔离，系统增加登录接口，使每个用户可以设置自己的实验界面，相应处理步骤如下：响应用户登录指令，在预设的用户数据库中查与用户登录指令对应的用户实验参数；响应实验选择指令，显示与实验选择指令对应的实验界面，并将用户实验参数填充入实验界面。
38.其中，用户数据库用于记录每个用户的用户名称以及每个用户设置并保存的实验参数，即用户实验参数。
39.具体来说，用户通过登录接口登录系统，系统在接收到用户登录指令时，系统在预设的用户数据库中查与用户登录指令中用户名称对应的用户实验参数，在接收到实验选择指令时，系统显示与实验选择指令对应的实验界面，并将用户实验参数填充入实验界面，从而对每个用户的数据进行隔离，进而便于用户保存设置的实验参数，以减少重复设置相同的实验参数的操作，提高实验效率。
40.在一些实施例中，考虑到实验参数设置不合理的情况，为了解决用户实验参数设置错误的问题，系统对实验参数进行检查，并对错误的实验参数进行提示，相应处理步骤如下：将实验参数与预设的对应的阈值范围进行比较；若检测到实验参数超过对应的阈值范围，则显示参数错误提示。
41.其中，阈值范围是根据具体实验、仪器以及量子芯片提前确定的，实验参数超过阈值范围容易导致实验数据误差较大甚至损坏量子芯片。
42.具体来说，系统获取实验参数之后，系统将实验参数与预设的对应的阈值进行比较，若检测到实验参数超过对应的阈值范围，则显示与参数错误有关的提示，例如：外循环参数错误，请重新设置，从而对设置错误的实验参数进行提示，进而便于用户及时对实验参数进行更改，以减少实验过程中实验出现错误的可能。
43.在一些实施例中，参照图2，考虑到用户需要直观看到实验结果的情况，为了便于用户直观看到实验结果的变化，步骤s40可以分为以下步骤：s401，接收与实验参数对应的实验数据。
44.s402，在实验绘图数据库中查与实验名称对应的实验绘图模型。
45.s403，通过统计图表组件将实验数据填入实验绘图模型中。
46.s404，显示实验动态绘图以及实验数据。
47.其中，实验结果包括实验数据以及实验动态绘图，实验绘图模型是根据每个实验提前设置好的，有谱图、直方图和折线图等。统计图表组件是用于根据实验数据对实验绘
图模型进行填充，填充完的实验绘图模型形成实验动态绘图，本实施例中的统计图表组件为g2plot。
48.具体来说，系统在接收到仪器发送来的实验数据时，系统在预设的实验绘图数据库中查与实验名称对应的实验绘图模型，实验名称是在实验选择指令中包含的。系统通过统计图表组件将实验数据填充入对应的实验绘图模型中，接着系统通过web界面对实验动态绘图以及实验数据进行显示，从而便于用户直观地看到实验数据的变化，以便于用户及时了解实验进度，同时便于用户实时检查实验是否出现错误。
49.进一步的，系统在显示实验绘图时，可以具体分为两个步骤：删除之前的旧实验动态绘图；显示与当前的实验数据对应的实验动态绘图。
50.具体来说，系统在接收到多次实验数据后，将最近一次的实验数据填充入实验绘图模型中，生成新的实验动态绘图，并将新的实验动态绘图对与上一次实验数据对应的实验动态绘图进行替换，从而使得每一次收到实验数据时，均生成一张新的实验动态绘图，当实验数据的发送频率很快时，会使得新的实验动态绘图生成速率变快，从而便于用户直观地看到实验数据的变化，以便于用户了解实验进程以及及时纠错。
51.在一些实施例中，考虑到实验绘图存在不同方向的问题，系统根据实验参数确定实验绘图方向，相应处理步骤如下：根据预设的实验参数确定实验绘图方向，实验绘图方向包括：正向或反向；根据实验绘图方向以及统计图表组件将实验数据填充入实验绘图模型中，生成实验动态绘图。
52.其中，本技术实施例中实验绘图方向的正向是指沿x轴或y轴正半轴延伸的方向，反之，则为反向。
53.具体来说，系统根据用户设置的实验参数确定实验绘图方向，并根据实验绘图方向利用统计图表组件将实验数据填充入实验绘图模型中，生成实验动态绘图。其中用于确定实验绘图方向的实验参数为循环参数，例如：循环参数为（4,6,0.1），则表明实验绘图方向为正向；循环参数为（6,4,-0.1），则表明实验绘图方向为反向，从而便于系统根据实验绘图方向对实验绘图模型进行绘制，以减少实验动态绘图出现错误的可能。
54.进一步的，考虑到实验绘图模型不唯一的情况，为了解决对多个实验绘图模型进行填充的问题，系统根据内循环参数以及外循环参数分别对应的实验数据对实验绘图模型进行填充，相关处理步骤如下：若与实验名称对应的实验绘图模型不唯一，则根据内循环参数和外循环参数确定对应的实验绘图模型的实验绘图方向；根据内循环参数对应的实验绘图方向将当前的实验数据填充入对应的实验绘图模型中，生成对应的实验动态绘图；根据外循环参数对应的实验绘图方向将内循环参数对应的所有实验数据填充入与外循环参数对应的实验绘图模型中，生成对应的实验动态绘图。
55.其中，实验参数包括循环参数，循环参数又可以分为内循环参数以及外循环参数，本实施例中，内循环参数完成一个完整周期后，进行一次外循环参数，实际中，内循环参数和外循环参数是为了控制变量而设置的，在进行内循环时，内循环参数对应的参数每一次内循环均改变，而外循环参数对应的参数不变化，直至完成一个完整周期的内循环时，外循环参数对应的参数改变一次值，然后根据改变的值以及内循环参数对应的参数进行下一次完整周期的内循环，依次重复，直至完成所有外循环，从而获得更全面的实验数据。
56.具体来说，若实验名称对应的实验绘图模型不唯一，则系统根据内循环参数和外
循环参数确定对应的实验绘图模型的实验绘图方向，接着系统根据内循环参数对应的实验绘图方向、最近一次的实验数据以及实验绘图模型，生成内循环参数对应的实验动态绘图。同时，系统根据外循环参数对应的实验绘图方向、所有实验数据以及实验绘图模型，生成外循环参数对应的实验动态绘图，并同时显示多种实验动态绘图，其中，这里所有实验数据指的是本实验中多次接收到的实验数据，以便于用户查看不同参数变化时实验数据的走向。
57.本技术实施例一种半导体量子芯片测控方法的实施原理为：系统先接收来自用户端的请求指令，根据界面数据对页面进行渲染，生成多个实验界面，当用户对实验进行选择后，根据实验选择指令显示对应的实验界面，从而便于对实验参数进行设置，接着在接收到实验执行指令时，解析并读取实验界面上的实验参数，根据实验参数对实验进行运行，对接收到的实验数据进行显示，并根据实验数据以及实验绘图模型生成实验动态绘图，并显示实验动态绘图，从而便于用户对整个实验的实验参数进行设置，进而便于联合多种仪器根据实验参数运行实验，以增加实验操作的便捷性，便于用户对半导体量子芯片进行测控。
58.参照图3，本技术还提供一种半导体量子芯片测控装置，该装置包括：页面模块310，用于在接收到请求指令时，根据预设的界面数据对页面进行渲染，生成实验界面；选择模块320，用于响应实验选择指令，显示与实验选择指令对应的实验界面；参数模块330，用于响应实验执行指令，读取与实验选择指令对应的实验界面，获取实验参数，并运行实验；反馈模块340，用于接收并显示与实验参数对应的实验结果。
59.在一些实施例中，页面模块310还用于响应用户登录指令，在预设的用户数据库中查与用户登录指令对应的用户实验参数；响应实验选择指令，显示与实验选择指令对应的实验界面，并将用户实验参数填充入实验界面。
60.在一些实施例中，参数模块330还用于将实验参数与预设的对应的阈值范围进行比较；若检测到实验参数超过对应的阈值范围，则显示参数错误提示。
61.在一些实施例中，反馈模块340包括用于接收与实验参数对应的实验数据；在预设的实验绘图数据库中查与实验名称对应的实验绘图模型；通过预设的统计图表组件将实验数据填充入实验绘图模型中，生成实验动态绘图；显示实验动态绘图以及实验数据。
62.在一些实施例中，反馈模块340还用于根据实验参数确定实验绘图方向，实验绘图方向包括：正向或反向；根据实验绘图方向以及统计图表组件将实验数据填充入实验绘图模型中，生成实验动态绘图。
63.在一些实施例中，反馈模块340还用于删除之前的旧实验动态绘图；显示与当前的实验数据对应的实验动态绘图及实验数据。
64.在一些实施例中，反馈模块340还用于若与实验名称对应的实验绘图模型不唯一，则根据内循环参数和外循环参数确定对应的实验绘图模型的实验绘图方向；根据内循环参数对应的实验绘图方向将当前的实验数据填充入对应的实验绘图模型中，生成对应的实验动态绘图；
根据外循环参数对应的实验绘图方向将内循环参数对应的所有实验数据填充入与外循环参数对应的实验绘图模型中，生成对应的实验动态绘图。
65.本技术实施例还公开一种控制设备。
66.具体来说，该控制设备包括存储器和处理器，存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述半导体量子芯片测控方法的计算机程序。
67.本技术实施例还公开一种计算机可读存储介质。
68.具体来说，该计算机可读存储介质，其存储有能够被处理器加载并执行如上述半导体量子芯片测控方法的计算机程序，该计算机可读存储介质例如包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
69.本技术实施例还公开一种测控系统，采用上述半导体量子芯片测控方法执行实验。
70.本技术实施例还公开一种量子计算机，包括上述的测控系统以及半导体量子芯片。
71.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。
技术特征：
1.一种半导体量子芯片测控方法，其特征在于，所述方法包括：在接收到请求指令时，根据预设的界面数据对页面进行渲染，生成实验界面；响应实验选择指令，显示与所述实验选择指令对应的实验界面；响应实验执行指令，读取与所述实验选择指令对应的实验界面，获取实验参数，并运行实验；接收并显示与所述实验参数对应的实验结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述响应实验执行指令，解析并读取与所述实验选择指令对应的实验界面，获取实验参数之前，还包括：响应用户登录指令，在预设的用户数据库中查与所述用户登录指令对应的用户实验参数；响应所述实验选择指令，显示与所述实验选择指令对应的所述实验界面，并将所述用户实验参数填充入所述实验界面。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述响应实验执行指令，解析并读取与所述实验选择指令对应的实验界面，获取实验参数之后，还包括：将所述实验参数与预设的对应的阈值范围进行比较；若检测到所述实验参数超过对应的所述阈值范围，则显示参数错误提示。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实验结果包括实验数据以及实验动态绘图；所述接收并显示与所述实验参数对应的实验结果，包括：接收与所述实验参数对应的所述实验数据；在预设的实验绘图数据库中查与实验名称对应的实验绘图模型；通过预设的统计图表组件将所述实验数据填充入所述实验绘图模型中，生成所述实验动态绘图；显示所述实验动态绘图以及所述实验数据。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述在预设的实验绘图数据库中查与实验名称对应的实验绘图模型之后，还包括：根据所述实验参数确定实验绘图方向，所述实验绘图方向包括：正向或反向；根据所述实验绘图方向以及所述统计图表组件将所述实验数据填充入所述实验绘图模型中，生成所述实验动态绘图。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述显示所述实验动态绘图及所述实验数据，包括：删除之前的旧实验动态绘图；显示与当前的所述实验数据对应的实验动态绘图及所述实验数据。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述实验参数包括：内循环参数和外循环参数；在所述删除之前的旧实验动态绘图之前，还包括：若与所述实验名称对应的所述实验绘图模型不唯一，则根据所述内循环参数和所述外循环参数确定对应的实验绘图模型的所述实验绘图方向；根据所述内循环参数对应的所述实验绘图方向将当前的所述实验数据填充入对应的
实验绘图模型中，生成对应的实验动态绘图；根据所述外循环参数对应的所述实验绘图方向将所述内循环参数对应的所有实验数据填充入与所述外循环参数对应的实验绘图模型中，生成对应的实验动态绘图。8.一种半导体量子芯片测控装置，其特征在于，所述装置包括：页面模块（310），用于在接收到请求指令时，根据预设的界面数据对页面进行渲染，生成实验界面；选择模块（320），用于响应实验选择指令，显示与所述实验选择指令对应的实验界面；参数模块（330），用于响应实验执行指令，读取与所述实验选择指令对应的实验界面，获取实验参数，并运行实验；反馈模块（340），用于接收并显示与所述实验参数对应的实验结果。9.一种控制设备，其特征在于，所述设备包括：包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种所述方法的计算机程序。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种所述方法的计算机程序。11.一种测控系统，其特征在于，采用权利要求1至7中任一项所述方法执行实验。12.一种量子计算机，其特征在于，包括权利要求11中所述的测控系统以及半导体量子芯片。
技术总结
本申请涉及一种半导体量子芯片测控方法、系统、测控系统及量子计算机，应用于量子计算机技术领域，其包括在接收到请求指令时，根据预设的界面数据对页面进行渲染，生成实验界面；响应实验选择指令，显示与所述实验选择指令对应的实验界面；响应实验执行指令，读取与所述实验选择指令对应的实验界面，获取实验参数，并运行实验；接收并显示与所述实验参数对应的实验结果。本申请通过与多种仪器建立链接，生成实验界面，从而便于用户对实验参数进行设置，进而便于根据实验参数控制仪器运行实验，大大提高了用户进行实验的便捷性。大大提高了用户进行实验的便捷性。大大提高了用户进行实验的便捷性。
