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양자 진단 회로에 있어서:적어도 제 1 내지 제 4 큐비트의 입력을 갖는 입력부; 상기 입력부로부터 상기 제 1 내지 제 4 큐비트를 제공받아 양자 중첩 및 양자 얽힘을 제공하는 진단 회로부; 그리고상기 진단 회로부의 출력을 제공받아 벨 상태(Bell-state)인지를 판단하는 출력부를 포함하되, 상기 진단 회로부는:상기 제 1 내지 제 4 큐비트의 양자 중첩을 위해 상기 제 1 큐비트를 처리하는 아다마르 게이트;상기 아다마르 게이트의 출력과 상기 제 2 큐비트 간의 양자 얽힘을 제공하는 제 1 CNOT 게이트;상기 제 1 CNOT 게이트의 출력과 상기 제 3 큐비트 간의 양자 얽힘을 제공하는 제 2 CNOT 게이트; 그리고상기 제 2 CNOT 게이트의 출력과 상기 제 4 큐비트 간의 양자 얽힘을 제공하는 제 3 CNOT 게이트를 포함하는 양자 진단 회로
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제 1 항에 있어서, 상기 제 1 CNOT 게이트는, 상기 제 2 큐비트의 Y축 위상을 -90° 회전시킨 값과 상기 아다마르 게이트의 출력을 제 1 Control-Z 게이트로 연결하고, 상기 제 1 Control-Z 게이트의 출력의 Y축 위상을 90° 회전시키도록 구성되는 양자 진단 회로
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제 1 항에 있어서,상기 제 2 CNOT 게이트는, 상기 제 3 큐비트의 Y축 위상을 90° 회전시킨 값과 상기 제 1 CNOT 게이트의 출력을 입력받는 제 1 스퀘어루트스왑(√SWAP) 게이트, 상기 제 1 스퀘어루트스왑(√SWAP) 게이트의 제 1 출력의 Z축 위상을 180° 회전시킨 값과 상기 제 1 스퀘어루트스왑(√SWAP) 게이트의 제 2 출력을 입력받는 제 2 스퀘어로트스왑(√SWAP) 게이트, 그리고 상기 제 2 스퀘어루트스왑(√SWAP) 게이트의 제 1 출력 및 제 2 출력 각각의 Z축 위상을 -90° 회전시키고, 이후 상기 제 2 출력의 위상을 Y축 방향으로 -90°회전시키는 양자 진단 회로
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제 1 항에 있어서,상기 제 3 CNOT 게이트는, 상기 제 4 큐비트의 Z축 및 X축 위상을 각각 90° 회전시킨 값과, 상기 제 2 CNOT 게이트의 출력을 제 2 Control-Z 게이트로 연결하고, 상기 제 2 Control-Z 게이트의 출력을 X축으로 270°, Z축으로 270° 회전시키는 양자 진단 회로
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5
제 1 항에 있어서,상기 진단 회로부는 상기 아다마르 게이트의 출력과 상기 제 1 내지 제 3 CNOT 게이트의 출력을 측정하는 측정 회로를 더 포함하는 양자 진단 회로
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제 1 항에 있어서,상기 제 1 CNOT 게이트는 상기 제 2 CNOT 게이트 또는 상기 제 3 CNOT 게이트로 대체가능하고, 상기 제 2 CNOT 게이트는 상기 제 1 CNOT 게이트 또는 상기 제 3 CNOT 게이트로 대체가능하고, 상기 제 3 CNOT 게이트는 상기 제 1 CNOT 게이트 또는 상기 제 2 CNOT 게이트로 대체가능한 양자 진단 회로
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7
제 1 항에 있어서,상기 제 4 큐비트는 복수의 입력 큐비트들로 확장될 수 있고, 상기 복수의 입력 큐비트들은 2개의 큐비트 단위로 추가되며, 확장전 마지막 CNOT 게이트의 후단에 상기 제 1 CNOT 게이트 내지 상기 제 3 CNOT 게이트 중 어느 하나가 추가되는 양자 진단 회로
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8
양자 진단 회로를 이용하는 물리 큐비트 장치의 양자 특성을 진단하는 방법에 있어서:(a) 양자 컴퓨터 또는 상기 물리 큐비트 장치를 기동하는 단계;(b) 양자 제어 시스템을 상기 양자 컴퓨터 또는 상기 물리 큐비트 장치와 연결하는 단계;(c) 양자 진단 회로를 상기 양자 제어 시스템이 해독하여 상기 양자 컴퓨터 또는 상기 물리 큐비트 장치에 설치하는 단계;(d) 상기 양자 진단 회로를 사용하여 상기 양자 컴퓨터 또는 상기 물리 큐비트 장치의 양자 물리 상태의 변화를 상기 양자 제어 시스템을 경유하여 수집하고 분석하는 단계;(e) 분석된 상기 양자 물리 상태의 변화가 예상되는 목표값의 범위 이내인 경우, 상기 양자 컴퓨터 또는 물리 큐비트 장치의 양자 물리 상태가 정상인 것으로 판정하고, 상기 양자 물리 상태의 변화가 상기 목표값의 범위를 벗어나는 경우에는 상기 양자 컴퓨터 또는 상기 물리 큐비트 장치에 오류가 포함된 것으로 판정하는 단계; 그리고(f) 상기 물리 큐비트 장치에 상기 오류가 포함된 것으로 판정되면, 상기 양자 진단 회로의 입력 벡터를 미리 생성된 조견표에 따라 가변하여 상기 (a) 내지 상기 (e) 단계를 반복하는 단계를 포함하는 양자 특성 진단 방법
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제 8 항에 있어서,상기 (f) 단계의 수행 후, 상기 조견표의 입력 벡터와 출력 벡터의 상관관계로부터 상기 오류에 대응하는 물리 큐비트를 찾고, 상기 물리 큐비트에 적용되는 게이트로부터 상기 오류가 기인한 것으로 판정하는 단계를 더 포함하는 양자 특성 진단 방법
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제 9 항에 있어서,상기 입력 벡터와 상기 출력 벡터의 상관관계를 지시하는 상기 조견표는 4-큐비트 양자 컴퓨터 또는 4-큐비트 물리 큐비트 장치에 대해:의 패턴으로 구성되는 양자 특성 진단 방법
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