[發(fā)明專利]用于在量子計(jì)算系統(tǒng)中使用對(duì)稱來(lái)減少錯(cuò)誤的裝置和方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910264711.2
• 申請(qǐng)日: 2019-04-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110443370A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·松浦;S·約瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英特爾公司
• 主分類號(hào): G06N10/00
• 分類號(hào): G06N10/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 劉瑜;王英

用于在量子計(jì)算系統(tǒng)中丟棄非對(duì)稱結(jié)果的裝置和方法。例如，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一種裝置，包括：對(duì)稱檢測(cè)器，用于分析量子程序代碼以識(shí)別與由子子程序代碼指示的一個(gè)或多個(gè)量子門相關(guān)聯(lián)的對(duì)稱，量子門由量子處理器的量子比特(qubit)實(shí)現(xiàn)；以及基于對(duì)稱的過(guò)濾器，用于根據(jù)所識(shí)別的對(duì)稱分析由量子處理器生成的結(jié)果數(shù)據(jù)，該對(duì)稱檢測(cè)器用于識(shí)別和過(guò)濾結(jié)果數(shù)據(jù)中的與所識(shí)別的對(duì)稱不一致的第一部分。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例總體上涉及量子計(jì)算領(lǐng)域。更具體地，這些實(shí)施例涉 及用于在量子計(jì)算系統(tǒng)中使用對(duì)稱來(lái)減少錯(cuò)誤的裝置和方法。

背景技術(shù)

量子計(jì)算是指涉及使用量子力學(xué)現(xiàn)象來(lái)操縱數(shù)據(jù)的計(jì)算系統(tǒng)的研究領(lǐng) 域。這些量子力學(xué)現(xiàn)象，例如疊加(其中量子變量可以同時(shí)存在于多個(gè)不 同的狀態(tài)中)和糾纏(其中多個(gè)量子變量具有相關(guān)狀態(tài)，而不管它們?cè)诳?間或時(shí)間上的距離如何)，不具有經(jīng)典計(jì)算的世界的類似物，因此不能用經(jīng) 典計(jì)算設(shè)備實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述，可以更好地理解本發(fā)明，其中：

圖1A-圖1F示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的示例量子點(diǎn)器件的各種視圖；

圖2示出了使用對(duì)稱來(lái)識(shí)別錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的量子計(jì)算系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例；

圖3示出了用于兩個(gè)位點(diǎn)的Fermi Hubbard模型的兩個(gè)副本的絕熱演化 的特定量子電路；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法；以及

圖5A-圖5D示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的后選擇的特定實(shí)現(xiàn)和數(shù) 據(jù)點(diǎn)的結(jié)果。

具體實(shí)施方式

在以下描述中，出于解釋的目的，闡述了許多具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)下 面描述的本發(fā)明的實(shí)施例的透徹理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易 見(jiàn)的是，可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)中的一些的情況下實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施例。 在其他實(shí)例中，以框圖形式示出了公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備，以避免模糊本發(fā)明 的實(shí)施例的基本原理。

介紹

量子計(jì)算機(jī)使用諸如疊加和糾纏的量子力學(xué)現(xiàn)象來(lái)執(zhí)行計(jì)算。與以兩 種確定狀態(tài)(0或1)之一存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)字計(jì)算機(jī)相反，量子計(jì)算使用量子 比特(qubit)，其可以是狀態(tài)的疊加。可以使用諸如電子和光子的基本粒子 的物理上可區(qū)分的量子態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)量子比特。例如，可以使用光子的偏振， 其中兩個(gè)狀態(tài)是垂直偏振和水平偏振。類似地，電子的自旋可以具有可區(qū) 分的狀態(tài)，例如“向上旋轉(zhuǎn)”和“向下旋轉(zhuǎn)”。

qubit狀態(tài)通常由括號(hào)|0>和|1>表示。在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，一個(gè)位專 門處于一種狀態(tài)或另一種狀態(tài)，即“0”或“1”。然而，量子力學(xué)系統(tǒng)中 的qubit可以同時(shí)處于兩種狀態(tài)的疊加，特點(diǎn)在于對(duì)于量子計(jì)算是獨(dú)特和基 礎(chǔ)的。

量子計(jì)算系統(tǒng)執(zhí)行包含在qubit上執(zhí)行的量子邏輯運(yùn)算的算法。將運(yùn)算 的序列靜態(tài)編譯成調(diào)度，并使用索引方案對(duì)qubit進(jìn)行尋址。然后，該算法 被執(zhí)行足夠多的次數(shù)，直到計(jì)算出的答案的置信區(qū)間高于閾值(例如，～95 +％)。達(dá)到閾值意味著已達(dá)到所需的算法結(jié)果。

已經(jīng)使用能夠操縱和讀取量子態(tài)的各種不同技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)qubit。這些包 括但不限于量子點(diǎn)器件(基于自旋和基于空間的)、捕獲離子器件、超導(dǎo)量 子計(jì)算機(jī)、光學(xué)晶格、核磁共振計(jì)算機(jī)、固態(tài)NMR凱恩量子器件、電子氦 量子計(jì)算機(jī)、腔量子電動(dòng)力學(xué)(CQED)器件、分子磁鐵計(jì)算機(jī)和基于富勒 烯的ESR量子計(jì)算機(jī)，僅舉幾例。因此，盡管下面關(guān)于本發(fā)明的某些實(shí)施 例描述了量子點(diǎn)器件，但是本發(fā)明的基本原理可以與任何類型的量子計(jì)算 機(jī)結(jié)合使用，包括但不限于上面列出的那些。用于量子比特的特定物理實(shí) 現(xiàn)與本文描述的本發(fā)明的實(shí)施例正交。

量子點(diǎn)器件