阅读说明：本技术 约瑟夫森结阵偏置组合计算方法、电子设备及介质 (Josephson junction array bias combination calculation method, electronic device and medium ) 是由 赵建亭 鲁云峰 富雅琼 钱璐帅 屈继峰 贺青 于 2020-05-22 设计创作，主要内容包括：公开了一种约瑟夫森结阵偏置组合计算方法、电子设备及介质。该方法可以包括：步骤1：计算所需的约瑟夫森结的总结数；步骤2：针对芯片所包含的约瑟夫森子结阵按照结数进行分组,包括T组、R组、S组和O组；步骤3：将总结数分解为n<Sub>Tj</Sub>和n<Sub>Oj</Sub>两项之和；步骤4：分别将p种分解方式中的n<Sub>Tj</Sub>转换为通过T组和R组子结阵表示的p种偏置组合形式；步骤5：通过S组的量化误差补偿数值进行补偿,获得补偿后剩余误差最小的偏置组合方式；步骤6：将步骤5中的偏置组合方式按照原子结阵顺序进行排列。本发明通过对子结阵自动分组并匹配冗余或非冗余近似计算、量化误差补偿等算法,从而获得具有广泛适应性的优化子结阵偏置组合方案。(A Josephson junction array bias combination calculation method, electronic device and medium are disclosed. The method can comprise the following steps: step 1: calculating the total junction number of the needed Josephson junctions; step 2: grouping Josephson sub-junction arrays contained in the chip according to the number of junctions, wherein the Josephson sub-junction arrays comprise a T group, an R group, an S group and an O group; and step 3: decompose the summary number into n Tj And n Oj The sum of the two terms; and 4, step 4: splitting n in p separately Tj Converting into p bias combination forms represented by T group and R group subcode arrays; and 5: compensating through the quantization error compensation values of the S group to obtain a bias combination mode with the minimum residual error after compensation; step 6: and (5) arranging the bias combination modes in the step 5 according to the sequence of the atomic junction array. The invention obtains the optimized sub-junction array bias combination scheme with wide adaptability by automatically grouping the sub-junction array and matching with algorithms of redundant or non-redundant approximate calculation, quantization error compensation and the like.)

约瑟夫森结阵偏置组合计算方法、电子设备及介质

技术领域

本发明涉及计量测试技术领域，更具体地，涉及一种约瑟夫森结阵偏置组合计算方法、电子设备及介质。

背景技术

约瑟夫森结是根据约瑟夫森效应设计制作的超导体量子器件，在一个芯片上制作数个到数万个串连在一起的约瑟夫森结，即构成了约瑟夫森结阵。在符合一定条件的微波辐射下，约瑟夫森结阵可以在直流偏置电流下产生电压。该电压具有极其稳定和准确的特性，因此约瑟夫森结阵可以被用作量子电压基准的关键部件。在一个芯片上将约瑟夫森结按照不同的结数划分为若干个子结阵，每个子结阵分别施以独立的电流偏置，即可用于实现可编程约瑟夫森电压基准。

在约瑟夫森量子电压基准芯片的子结阵结数设计中，有基于二进制和三进制结数设计方式。因为约瑟夫森结的量子特性具有正偏、零偏、反偏三种状态，用三进制结数设计更利于发挥其效率。例如，用于产生分辨率在万分之一的电压，二进制结需要14个子结阵，而三机制仅需要10个子结阵。为了进一步在量子电压基准芯片工艺和操作效率之间取得平衡，在子结阵数量和最大子结阵结数之间取得平衡，应以三进制为基础的同时综合其他设计方法，并设计相应的偏置组合计算方法。例如，为减小个别子结阵无效时对生成电压影响或减小量化误差，可以将部分子结阵的结数设计为为特殊结数，以提高芯片的适应性。现有的约瑟夫森量子电压基准驱动装置中不能自动适应前述情况，在存在无效结阵的情况下产生的量化误差较大。若误差超过微波频率可调节范围，将造成驱动失败。

因此，有必要开发一种约瑟夫森结阵偏置组合计算方法、电子设备及介质。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种约瑟夫森结阵偏置组合计算方法、装置、电子设备及介质，其能够对子结阵自动分组并匹配冗余或非冗余近似计算、量化误差补偿等算法，从而获得具有广泛适应性的优化子结阵偏置组合方案。

第一方面，本公开实施例提供了一种约瑟夫森结阵偏置组合计算方法，包括：

步骤1：计算所需的约瑟夫森结的总结数n；

步骤2：针对芯片所包含的约瑟夫森子结阵按照结数进行分组，包括升序三进制T组、三进制冗余R组、量化误差补偿S组和剩余有效子结阵O组；

步骤3：将总结数n分解为n_Tj和n_Oj两项之和，其中，分解方式为p种，n_Tj是小于T组子结阵结数之和的非负整数，n_Oj是用O组子结阵的偏置组合表示的非负整数；

步骤4：分别将p种分解方式中的n_Tj转换为通过T组和R组子结阵表示的p种偏置组合形式；

步骤5：通过S组的量化误差补偿数值分别补偿p种偏置组合形式产生的量化误差，获得补偿后剩余误差最小的偏置组合方式；

步骤6：将步骤5中的偏置组合方式按照原子结阵顺序进行排列。

优选地，通过公式(1)计算所需的约瑟夫森结的总结数n：

其中，f为偏置微波频率，V为目标电压，K_J为Josephson常数，ROUND()符号表示圆整运算。

优选地，所述步骤2包括：

步骤2-1：计算有效子结阵总结数N，判断n≥N是否成立，是则全部有效子结阵放入O组并结束步骤2，否则进入步骤2-2；

步骤2-2：从所有子结阵中查找并分离出结数符合n_Ti＝n_LSB·3ⁱ形式的t个子结阵，并按结数升序排列作为T组，判断T组中子结阵是否全部有效，是则进入步骤2-4，否则进入步骤2-3；

步骤2-3：在剩余的有效子结阵中，查找是否有结数等于n_R＝n_T＝n_LSB·∑3ⁱ的子结阵，是则将其存入R组，否则继续查找差值等于n_R的子结阵对，如查找到则将按结数升序排列存入R组，如未查找到则保持R组为空并进入步骤2-4；计算除T组和R组以外的有效子结阵总结数N₁，判断是否n>N₁+N_T，是则将R组的所有子结阵移入O组，否则保留R组；

步骤2-4：在剩余的有效子结阵中，查找差值小于n_LSB且互不相同的子结阵对，将找到的子结阵对涉及的子结阵存入S组；

步骤2-5：计算除T、R、S组外剩余有效子结阵的总结数N₂，判断n>N₂+N_T是否成立，是则将S组和剩余子结阵全部移入O组，否则保留S组，剩余子结阵移入O组。

优选地，所述步骤3包括：

步骤3-1：根据O组子结阵的结数再次划分小组，将结数相等的子结阵放入同一小组；

步骤3-2：计算各小组内偏置组合所能实现的等效结数，获得剩余子结阵组合结数表；

步骤3-3：从组合结数表中剔除负数项，按降序排列记为优化组合结数表；

步骤3-4：在优化组合结数表中查询符合n＝n_Oj+n_Tj且-N_T≤n_Tj≤N_T的p个n_Oj，并计算对应的n_Tj＝n-n_Oj。

优选地，所述步骤4包括：

步骤4-1：取T组的最小结数n_LSB为单位，将n_Tj和n_R分别单位化为整数D₀和R₀，将T组内所有子结阵的结数单位化为平衡三进制基数数组；

步骤4-2：检查T组中是否全部为有效子结阵，是则取D₁＝D₀并进入步骤4-7，否则进入步骤4-3；

步骤4-3：检查R组是否为空，是则用失效子结阵近似算法分别计算D₀的近似值D₁并进入步骤4-7，否则进入步骤4-4；

步骤4-4：判断用T组子结阵偏置组合表示n_Tj时是否需要正偏或反偏无效子结阵，是则进入步骤4-5，否则进入步骤4-7；

步骤4-5：判断用R组和T组子结阵偏置组合表示n_Tj是否需要正偏或反偏无效子结阵，是则进入步骤4-6，否则进入步骤4-7；

步骤4-6：用失效子结阵近似算法分别计算D₀和的近似值D₁和D₂，判断D₁是否比更接近D₀，是则进入步骤4-7，否则进入步骤4-8；

步骤4-7：将D₁转换至平衡三进制，转换结果中各位权值为1对应正偏，权值为0对应零偏，权值为-1对应反偏，R组子结阵全部零偏，刷新n_Tj＝n_LSBD₁，进入步骤4-9；

步骤4-8：将D₂转换至平衡三进制，结果中各位权值为1对应正偏、权值为0对应零偏、权值为-1对应反偏，R组中如只有单子结阵，则D₀为正将其正偏，D₀为负将其反偏；R组中如有双子结阵，则D₀为正将结数大者正偏、结数小者反偏，D₀为负则反之，刷新

步骤4-9：根据n_Oj与刷新后的n_Tj计算对应的偏置组合方式生成的总结数。

优选地，所述失效子结阵近似算法包括：

以计算对象为输入值E₀；

在T组中从高位开始搜索第一段连续无效的子结阵，将连续无效子结阵两端位数分别记为j和k，根据所述平衡三进制基数数组获得基数T_k+1；

将E₀分解为两个整数F₀和G₀，其中F₀为E₀整除基数T_k+1的商数，G₀为E₀整除T_k+1的余数；

判断G₀是否在设定区间内，是则直接返回E₁＝E₀并结束；否则取与G₀距离最小的区间端点作为G₀的近似值G₁，返回E₁＝F₀T_k+1+G₁并结束。

优选地，通过公式(2)计算整数D₀：

优选地，通过公式(3)计算整数R₀：

作为本公开实施例的一种具体实现方式，

第二方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：

存储器，存储有可执行指令；

处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现所述的约瑟夫森结阵偏置组合计算方法。

第三方面，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的约瑟夫森结阵偏置组合计算方法。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的

具体实施方式

中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的约瑟夫森结阵偏置组合计算方法的步骤的流程图。

图2示出了根据本发明的步骤2的流程图。

图3示出了根据本发明的步骤4的流程图。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。

图1示出了根据本发明的约瑟夫森结阵偏置组合计算方法的步骤的流程图。

本发明提供一种约瑟夫森结阵偏置组合计算方法，包括：

步骤1：根据目标电压和偏置微波频率计算所需的约瑟夫森结的总结数n；在一个示例中，通过公式(1)计算所需的约瑟夫森结的总结数n：

其中，f为偏置微波频率，V为目标电压，K_J为Josephson常数，ROUND()符号表示圆整运算。

图2示出了根据本发明的步骤2的流程图。

步骤2：针对芯片所包含的约瑟夫森子结阵按照结数进行分组，包括升序三进制T组、三进制冗余R组、量化误差补偿S组和剩余有效子结阵O组；在一个示例中，步骤2包括：

步骤2-1：计算有效子结阵总结数N，判断n≥N是否成立，是则全部有效子结阵放入O组并结束步骤2，否则进入步骤2-2；

步骤2-2：从所有子结阵中查找并分离出结数符合n_Ti＝n_LSB·3ⁱ形式的t个子结阵，并按结数升序排列作为T组，其中，n_LSB是T组的最低有效位；判断T组中子结阵是否全部有效，是则进入步骤2-4，否则进入步骤2-3；

步骤2-3：在剩余的有效子结阵中，查找是否有结数等于n_R＝n_T＝n_LSB·Σ3ⁱ的子结阵，是则将其存入R组，否则继续查找差值等于n_R的子结阵对，如查找到则将按结数升序排列存入R组，如未查找到则保持R组为空并进入步骤2-4；计算除T组和R组以外的有效子结阵总结数N₁，判断是否n>N₁+N_T，是则将R组的所有子结阵移入O组，否则保留R组；

步骤2-4：在剩余的有效子结阵中，查找差值小于n_LSB且互不相同的子结阵对(n_S1-1，n_S1-2)、(n_S2-1，n_S2-2)、……，将找到的子结阵对涉及的子结阵存入S组；

步骤2-5：计算除T、R、S组外剩余有效子结阵的总结数N₂，判断n>N₂+N_T是否成立，是则将S组和剩余子结阵全部移入O组，否则保留S组，剩余子结阵移入O组。

步骤3：将总结数n分解为n_Tj和n_Oj两项之和，其中，分解方式为p种，n_Tj是小于T组子结阵结数之和的非负整数，n_Oj是用O组子结阵的偏置组合表示的非负整数；在一个示例中，步骤3包括：

步骤3-1：根据O组子结阵的结数再次划分小组，将结数相等的子结阵放入同一小组，记各小组中单个子结阵结数分别为n₀、n₁、n_m-1，各小组含子结阵数量分别为A₀、A₁、A_m-1；

步骤3-2：计算各小组内偏置组合所能实现的等效结数分别为：-A_l*n_l，-(A_l-1)*n_l，，-n_l，0，n_l，...，(A_l-1)*n_l，A_l*n_l，其中l＝0,1,2,...,m-1，将各小组可能产生的结数相互组合，获得

项剩余子结阵组合结数表；

步骤3-3：从组合结数表中剔除负数项，如存在结数相等的项，则仅保留正偏/反偏子结阵数量最少的一项，按降序排列记为优化组合结数表；

步骤3-4：在优化组合结数表中查询符合n＝n_Oj+n_Tj且-N_T≤n_Tj≤N_T的p个n_Oj，并计算对应的n_Tj＝n-n_Oj。

图3示出了根据本发明的步骤4的流程图。

步骤4：分别将p种分解方式中的n_Tj转换为通过T组和R组子结阵表示的p种偏置组合形式；在一个示例中，步骤4包括：

步骤4-1：取T组的最小结数n_LSB为单位，将n_Tj和n_R分别单位化为整数D₀和R₀，将T组内所有子结阵的结数单位化为平衡三进制基数数组(1,3,...,3^t-1)；

步骤4-2：检查T组中是否全部为有效子结阵，是则取D₁＝D₀并进入步骤4-7，否则进入步骤4-3；

步骤4-3：检查R组是否为空，是则用失效子结阵近似算法分别计算D₀的近似值D₁并进入步骤4-7，否则进入步骤4-4；

步骤4-4：判断用T组子结阵偏置组合表示n_Tj时是否需要正偏或反偏无效子结阵，即D₀转换为平衡三进制形式后，T组中无效子结阵对应位是否有非零权值，是则进入步骤4-5，否则进入步骤4-7；

步骤4-5：判断用R组和T组子结阵偏置组合表示n_Tj是否需要正偏或反偏无效子结阵，即

(D₀为正则第一项取﹢号、第二项-号，D₀为负反之)转换为平衡三进制形式后，T组中无效子结阵对应的位是否有非零权值，是则进入步骤4-6，否则进入步骤4-7；

步骤4-6：用失效子结阵近似算法分别计算D₀和的近似值D₁和D₂，判断D₁是否比更接近D₀，是则进入步骤4-7，否则进入步骤4-8；

步骤4-7：将D₁转换至平衡三进制，转换结果中各位权值为1对应正偏，权值为0对应零偏，权值为-1对应反偏，R组子结阵全部零偏，刷新n_Tj＝n_LSBD₁，进入步骤4-9；

步骤4-8：将D₂转换至平衡三进制，结果中各位权值为1对应正偏、权值为0对应零偏、权值为-1对应反偏，R组中如只有单子结阵，则D₀为正将其正偏，D₀为负将其反偏；R组中如有双子结阵，则D₀为正将结数大者正偏、结数小者反偏，D₀为负则反之，刷新

步骤4-9：根据n_Oj与刷新后的n_Tj计算对应的偏置组合方式生成的总结数。

在一个示例中，失效子结阵近似算法包括：

以计算对象为输入值E₀，以4-6步骤为例，计算D₀时E₀等于D₀，计算

时E₀等于

在T组中从高位开始搜索第一段连续无效的子结阵，将连续无效子结阵两端位数分别记为j和k，根据平衡三进制基数数组获得基数T_k+1；

将E₀分解为两个整数F₀和G₀，其中F₀为E₀整除基数T_k+1的商数，G₀为E₀整除T_k+1的余数；

判断G₀是否在设定区间内，是则直接返回E₁＝E₀并结束；否则取与G₀距离最小的区间端点作为G₀的近似值G₁，返回E₁＝F₀T_k+1+G₁并结束。

在一个示例中，通过公式(2)计算整数D₀：

在一个示例中，通过公式(3)计算整数R₀：

步骤5：通过S组的量化误差补偿数值分别补偿p种偏置组合形式产生的量化误差，获得补偿后剩余误差最小的偏置组合方式；根据偏置组合方式生成的总结数计算偏置组合形式产生的量化误差，将S组结阵两两组合，每一组合中两个结数之差为量化误差补偿数值，其中，大减小得到正补偿数值，小减大得到负补偿数值；将S组所得的所有量化误差补偿值与p种偏置组合形式产生的量化误差相加，选择补偿后剩余误差最小的方式。

步骤6：将步骤5中的偏置组合方式按照原子结阵顺序进行排列，即为可编程约瑟夫森电压基准系统用于偏置量子电压芯片的偏置组合。偏置计算完成后，通过上述结果计算该偏置组合产生的电压为：

本发明还提供一种电子设备，电子设备包括：存储器，存储有可执行指令；处理器，处理器运行存储器中的可执行指令，以实现上述的约瑟夫森结阵偏置组合计算方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的约瑟夫森结阵偏置组合计算方法。

为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出三个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。

实施例1

该芯片共包含的23个子结阵数，其结数如表1所示。

表1

其中，第J4(结数54)和J5(结数162)子结阵无效，即不能正偏或反偏。

目标电压V＝5.000 000V，偏置微波频率f＝18.5GHz，约瑟夫森常数K_J＝483597.9GHz/V。

步骤1：计算

步骤2：

步骤2-1：计算23个子结阵中有效子结阵的总结数N＝223056，判断n≥N不成立，因此继续下一步骤。

步骤2-2：从所有(包含有效和无效)子结阵中查找并分离出结数符合n_Ti＝n_LSB·3ⁱ(其中i＝0,1,2,...,t-1)形式的t个子结阵，并按结数升序排列作为T组，则T组子结阵如表2所示。

表2

T组的最低有效位n_LSB＝6，由于T组中有J4是无效的，因此继续步骤2-3；

步骤2-3：在剩余的有效子结阵中，查找是否具有n_R＝n_LSB·Σ3ⁱ＝6558结数的子结阵，查找结果为否；继续查找差值等于n_R＝6558的子结阵对，查找结果为有J19和J7子结阵结束差值符合条件，将其按升序放入R组，则R组子结阵如表3所示。

表3

计算除T组和R组以外的有效子结阵总结数N₁＝193140，判断n>N₁+N_T不成立，因此确定R组为上述J7和J19。

步骤2-4：仍剩余的有效字节中中，查找差值小于n_LSB＝6且互不相同的子结阵对，查找到J8与J9组成的子结阵对差值为±2，J8与J10组成的子结阵对差值为±4，因此S组如表4所示。

表4

步骤2-5：

计算除T、R、S组外剩余有效子结阵的总结数N₂＝167946，判断n>N₂+N_T不成立，因此确定保留上一步骤确定的S组，并将其余子结阵移入O组，则O组如表5所示。

表5

步骤3：

步骤3-1：根据O组子结阵的结数再次分为小组，将结数相等的子结阵放入同一小组，则共有2个小组。

小组1如表6所示，单个子结阵结数16800，含子结阵数量为9。

表6

小组2如表7所示，单个子结阵结数8400，含子结阵数量为2。

表7

步骤3-2：计算小组1的偏置组合下(包含正偏、零偏和反偏)能产生的等效结数为：-151200,-134400,-117600,-100800,-84000,-67200,-50400,-33200,-16800,0,16800,33200,50400,67200,84000,100800,117600,134400,151200；计算小组2的偏置组合下(包含正偏、零偏和反偏)能产生的的等效结数为：-16800,-8400,0,8400,16800。将各小组可能产生的结数相互组合，得到

项剩余子结阵组合结数表，如表8所示。

表8

步骤3-3：从组合结数表剔除负数项，如存在结数相等的项，则仅保留正偏/反偏子结阵数量最少的一项，按降序排列记为记为优化组合结数表，如表9所示。

表9

步骤3-4：在表9中查询符合n＝130702＝n_Oj+n_Tj且-6558≤n_Tj≤6558(j＝0,1,...,q-1)的q个n_Oj，并计算对应的n_Tj＝n-n_Oj，得到表10。

表10

序号j＝0对应的O组偏置情况为表11。

表11

序号j＝1对应的O组偏置情况为表12。

表12

步骤4

由于上一步得到两组n_Tj和n_Oj，因此步骤4-1至4-9应执行两轮。

第一轮首先将十进制数-3698按照4-1至4-9处理。

步骤4-1：取T组的最小结数(即首元素)n_LSB＝6为单位，通过公式(2)与公式(3)分别将n_Tj和n_R单位化为D₀和R₀。

将T组内所有子结阵的结数单位化为平衡三进制基数数组(1，3，9，27，81，243，729)。

步骤4-2：检查T组中J4和J5子结阵为无效子结阵，因此继续执行下一步。

步骤4-3：检查R组有2个子结阵不为空，因此继续执行下一步。

步骤4-4：将D₀＝-616转换为平衡三进制形式为表13。

表13

可见无效的J4子结阵(对应bit2位)和J5子结阵(对应bit3位)需要正偏，因此继续下一步骤。

步骤4-5：由于D₀是负数，计算R₀+D₀＝1093+(-616)＝477，将其转换为平衡三进制形式为表14。

表14

可见无效的J4子结阵(对应bit2位)需要反偏，因此继续下一步骤。

步骤4-6：首先用失效子结阵近似算法计算-616的近似值：

T组中连续无效子结阵两端位数j＝2和k＝3，各位的基数为表15。

表15

将-616其分解为两个整数F₀和G₀，其中F₀为-616整除基数T_k+1＝81的商数-8，G₀为E₀整除T_k+1的余数32。

设置计算区间包括：区间1：[-80,-77]，区间2：[-4,4]，区间3：[77,80]。余数32不在上述三个区间之内，因此取与其最接近的区间端点值4为G₁，计算E₁＝F₀T₄+G₁＝-8×81+32＝＝-644，所以D₁＝E₁＝-644。

再用失效子结阵近似算法计算477的近似值D₂＝482。

计算|D₁-D₀|＝28，|-R₀+D₂-D₀|＝5，判断±R₀+D₂更接近D₀，跳转至步骤4-8。

步骤4-7在此实施例中被跳过。

步骤4-8：将D₂转换至平衡三进制，结果为表16。

表16

因此得到T组偏置组合为表17。

表17

R组中如有双子结阵，且D₀为负，左移得到R组偏置组合为表18。

表18

刷新

步骤4-9：根据n_Oj与刷新后的n_Tj计算对应的偏置组合方式生成的总结数为n_T0+n_O0＝-3666+134400＝130734。

第二轮再将4702按照步骤4-1至4-9处理

步骤4-1：取T组的最小结数(即首元素)n_LSB＝6为单位，通过公式(2)与公式(3)分别将n_Tj和n_R单位化为D₀和R₀。

将T组内所有子结阵的结数单位化为平衡三进制基数数组(1，3，9，27，81，243，729)。

步骤4-2：检查T组中J4和J5子结阵为无效子结阵，因此继续执行下一步。

步骤4-3：检查R组有2个子结阵不为空，因此继续执行下一步。

步骤4-4：将D₀＝783转换为平衡三进制形式为表19。

表19

可见无效的J4子结阵(对应bit2位)和J5子结阵(对应bit3位)需要正偏，因此继续下一步骤。

步骤4-5：由于D₀是负数，计算R₀-D₀＝1093-783＝310

将其转换为平衡三进制形式为表20。

表20

可见无效的J4子结阵和J5子结阵需要反偏，因此继续下一步骤。

步骤4-6：首先用失效子结阵近似算法计算783的近似值：

T组中连续无效子结阵两端位数j＝2和k＝3，各位的基数为表21。

表21

将-616其分解为两个整数F₀和G₀，其中F₀为783整除基数T_k+1＝81的商数9，G₀为E₀整除T_k+1的余数54。余数54不在三个区间之内，因此取与其最接近的区间端点值77为G₁，计算E₁＝F₀T₄+G₁＝9×81+54＝806，所以D₁＝E₁＝806。

再用失效子结阵近似算法计算310的近似值D₂＝320。

计算|D₁-D₀|＝23，|R₀-D₂-D₀|＝10，判断R₀-D₂更接近D₀，跳转至步骤4-8。

步骤4-7在此实施例中被跳过。

步骤4-8：将D₂转换至平衡三进制，结果为表22。

表22

因此得到T组偏置组合为表23。

表23

R组中如有双子结阵，且D₀为负，左移得到R组偏置组合为表24。

表24

刷新

步骤4-9：根据n_Oj与刷新后的n_Tj计算对应的偏置组合方式生成的总结数为n_T1+n_O1＝4638+126000＝130638。

步骤5：两种组合的量化误差分别为Δ₁＝|130734-n|＝|130734-130702|＝32与Δ₂＝|130638-n|＝|130638-130702|＝64。

根据S组情况，可用于补偿量化误差的结数分别是±2和±4，可见第一种组合与-4匹配可以得到总误差最小的组合，此时S组偏置情况为表25。

表25

步骤6：将T、R、S、O四组偏置重新按照原子结阵顺序进行排列，得到表26。

表26

偏置计算完成，上述结果即可作为可编程约瑟夫森电压基准系统用于偏置量子电压芯片的偏置组合。该偏置组合的等效结数为130730，所产生电压为

该电压是在指定频率18.5GHz、J4及J5子结阵无效的情况下，用该芯片所产生的目标电压5.000V的最优(最接近)的解。

实施例2

本公开提供一种电子设备包括，该电子设备包括：存储器，存储有可执行指令；处理器，处理器运行存储器中的可执行指令，以实现上述约瑟夫森结阵偏置组合计算方法。

根据本公开实施例的电子设备包括存储器和处理器。

该存储器用于存储非暂时性计算机可读指令。具体地，存储器可以包括一个或多个计算机程序产品，该计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。该易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。该非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。

该处理器可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其它组件以执行期望的功能。在本公开的一个实施例中，该处理器用于运行该存储器中存储的该计算机可读指令。

本领域技术人员应能理解，为了解决如何获得良好用户体验效果的技术问题，本实施例中也可以包括诸如通信总线、接口等公知的结构，这些公知的结构也应包含在本公开的保护范围之内。

有关本实施例的详细说明可以参考前述各实施例中的相应说明，在此不再赘述。

实施例3

本公开实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的约瑟夫森结阵偏置组合计算方法。

根据本公开实施例的计算机可读存储介质，其上存储有非暂时性计算机可读指令。当该非暂时性计算机可读指令由处理器运行时，执行前述的本公开各实施例方法的全部或部分步骤。

上述计算机可读存储介质包括但不限于：光存储介质(例如：CD－ROM和DVD)、磁光存储介质(例如：MO)、磁存储介质(例如：磁带或移动硬盘)、具有内置的可重写非易失性存储器的媒体(例如：存储卡)和具有内置ROM的媒体(例如：ROM盒)。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。