[發(fā)明專(zhuān)利]通過(guò)電路重寫(xiě)調(diào)試量子電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780095433.1
• 申請(qǐng)日: 2017-12-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111149116B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·克羅斯;J·加姆貝塔;L·S·比曉普
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06N10/20
• 分類(lèi)號(hào): G06N10/20;G06N10/70
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 酆迅;辛鳴

提供了用于使量子電路調(diào)試自動(dòng)化的技術(shù)，該技術(shù)模擬標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試行為。該技術(shù)包括基于被插入到與源量子電路對(duì)應(yīng)的軟件代碼中的儀器指令信息將源量子電路重寫(xiě)成儀器化電路。儀器化電路可以被執(zhí)行以獲得與源量子電路內(nèi)的量子位的不同狀態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)。測(cè)量數(shù)據(jù)可以被處理以輸出與關(guān)聯(lián)于源量子電路的量子計(jì)算機(jī)的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部狀態(tài)或過(guò)程對(duì)應(yīng)的生成的信息。

背景技術(shù)

本公開(kāi)涉及量子計(jì)算，并且更具體地，涉及調(diào)試量子電路。諸如在單步通過(guò)代碼執(zhí)行時(shí)觀察常規(guī)計(jì)算機(jī)器的內(nèi)部狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試方法在量子計(jì)算機(jī)上是不可能的，因?yàn)閮?nèi)部狀態(tài)的測(cè)量改變了執(zhí)行結(jié)果并且是不可逆的過(guò)程。

發(fā)明內(nèi)容

以下呈現(xiàn)了用以提供對(duì)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的基本理解的發(fā)明內(nèi)容。本發(fā)明內(nèi)容并不旨在標(biāo)識(shí)關(guān)鍵或重要元素，或描繪特定實(shí)施例的任何范圍或權(quán)利要求的任何范圍。其唯一目的是以簡(jiǎn)化形式呈現(xiàn)概念，作為稍后被呈現(xiàn)的更詳細(xì)的描述的序言。在本文描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，描述了促進(jìn)使量子電路調(diào)試自動(dòng)化的設(shè)備、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法、裝置和/或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種系統(tǒng)可以包括電路重寫(xiě)組件，該電路重寫(xiě)組件基于與對(duì)應(yīng)于量子計(jì)算機(jī)的源電路的軟件代碼相關(guān)聯(lián)的儀器指令信息來(lái)將源電路重寫(xiě)成儀器化電路。執(zhí)行組件可以執(zhí)行儀器化電路以產(chǎn)生測(cè)量數(shù)據(jù)。電路重寫(xiě)組件可以應(yīng)用電路重寫(xiě)規(guī)則以移除產(chǎn)生自?xún)x器指令信息的死代碼。在一個(gè)方面中，由系統(tǒng)產(chǎn)生的測(cè)量數(shù)據(jù)可以提供被調(diào)試的和/或改進(jìn)的量子電路。

根據(jù)另一實(shí)施例，提供了一種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。該計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法可以包括由被操作地耦合到處理器的系統(tǒng)基于將源量子電路儀器化的儀器指令信息來(lái)將源量子電路自動(dòng)地重寫(xiě)成儀器化電路，其中源量子電路與量子計(jì)算機(jī)相關(guān)聯(lián)。此外，計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法可以包括由設(shè)備執(zhí)行儀器化電路以獲得與源電路中的不同位置對(duì)應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)，并且由設(shè)備輸出測(cè)量數(shù)據(jù)。在一個(gè)方面中，由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法產(chǎn)生的測(cè)量數(shù)據(jù)可以提供被調(diào)試的和/或改進(jìn)的量子電路。

根據(jù)又一實(shí)施例，一種促進(jìn)量子電路調(diào)試的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以包括計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)具有利用其被體現(xiàn)的程序指令。程序指令能夠由處理器可執(zhí)行并且使得處理器基于被插入到對(duì)應(yīng)于源量子電路的軟件代碼中的儀器指令信息來(lái)將源量子電路自動(dòng)地重寫(xiě)成儀器化電路，執(zhí)行儀器化電路以獲得對(duì)應(yīng)于源量子電路內(nèi)的量子位的不同狀態(tài)數(shù)據(jù)的測(cè)量數(shù)據(jù)，并且處理測(cè)量數(shù)據(jù)以輸出與關(guān)聯(lián)于源量子電路的量子計(jì)算機(jī)的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部狀態(tài)或過(guò)程的生成的信息。在一個(gè)方面中，由計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品產(chǎn)生的生成的信息可以提供被調(diào)試的和/或改進(jìn)的量子電路。

在另一實(shí)施例中，一種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法可以包括基于被插入到對(duì)應(yīng)于源量子電路的軟件代碼中的儀器指令信息來(lái)將源量子電路重寫(xiě)成儀器化電路，執(zhí)行儀器化電路以獲得對(duì)應(yīng)于源量子電路內(nèi)的量子位的不同狀態(tài)數(shù)據(jù)的測(cè)量數(shù)據(jù)；以及處理測(cè)量數(shù)據(jù)以輸出與關(guān)聯(lián)于源量子電路的量子計(jì)算機(jī)的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部狀態(tài)或過(guò)程對(duì)應(yīng)的生成的信息。處理測(cè)量數(shù)據(jù)可以包括執(zhí)行狀態(tài)層析(tomography)和重建，或者執(zhí)行過(guò)程層析和重建。在一個(gè)方面中，由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法產(chǎn)生的生成的信息可以提供被調(diào)試的和/或改進(jìn)的量子電路。

在又一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)可以包括電路重寫(xiě)組件，該電路重寫(xiě)組件基于被插入到對(duì)應(yīng)于源量子電路的軟件代碼中的儀器指令信息來(lái)將源量子電路重寫(xiě)成儀器化電路。執(zhí)行組件可以執(zhí)行儀器化電路以獲得對(duì)應(yīng)于源量子電路內(nèi)的量子位的不同狀態(tài)數(shù)據(jù)的測(cè)量數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)估計(jì)組件，該統(tǒng)計(jì)估計(jì)組件處理測(cè)量數(shù)據(jù)以輸出與關(guān)聯(lián)于源量子電路的量子計(jì)算機(jī)的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部狀態(tài)或過(guò)程對(duì)應(yīng)的生成的信息。在一個(gè)方面中，由系統(tǒng)產(chǎn)生的生成的信息可以提供被調(diào)試的和/或改進(jìn)的量子電路。

附圖說(shuō)明

圖1至圖3示出了根據(jù)本文描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的包括量子調(diào)試器組件的示例非限制性系統(tǒng)的框圖。

圖4示出了根據(jù)本文描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的包括被重寫(xiě)成儀器化電路實(shí)例的具有斷點(diǎn)的輸入電路的另一示例非限制性系統(tǒng)的框圖。