[發明專利]一種全振幅量子計算模擬方法

在審

• 申請號: 201910293555.2
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN111832144A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 俞磊;竇猛漢;王晶
• 申請（專利權）人: 合肥本源量子計算科技有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06N10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種全振幅量子計算模擬方法，其特征在于，包括：

配置并行設置的分布式計算節點，所述分布式計算節點包括相互通信的主核和從核；

配置待計算量子程序至各所述計算節點的主核，所述待計算量子程序以鏈表形式存儲，所述鏈表的每個節點存儲一個量子操作指令；

根據執行所述待計算量子程序所需要的量子比特數量和主核數量,配置并初始化各主核存儲的量子態，其中，各主核均分存儲所述量子比特的所有量子態；

在各所述主核內遍歷所述鏈表的節點，針對遍歷到的當前節點，所述主核及其對應的從核配合執行所述當前節點內存儲的量子操作指令，直至遍歷完所述鏈表的所有節點，完成全振幅量子計算模擬。

2.根據權利要求1所述的全振幅量子計算模擬方法，其特征在于：所述主核及其對應的從核配合執行所述當前節點內存儲的量子操作指令，包括：

確定所述量子操作指令的類型，所述類型包括：單量子邏輯門操作、雙量子邏輯門操作、測量操作及概率測量操作；

所述主核及其對應的從核配合執行量子操作指令的類型對應的計算。

3.根據權利要求2所述的全振幅量子計算模擬方法，其特征在于：所述主核及其對應的從核配合執行量子操作指令的類型對應的計算，包括：主核執行步驟和從核執行步驟；

當所述量子操作指令的類型為單量子邏輯門操作時，所述主核執行步驟包括：

判斷所操作目標位量子比特的一對量子態是否處于同一主核中；

若處于同一主核中，配置所述主核對應的第一從核計算參數；否則，獲取所述對應量子態所屬主核內的所有量子態數據副本，配置所述主核對應的第二從核計算參數；其中，所述第一從核計算參數包括：主核的量子態總數、量子態首地址、單量子邏輯門的酉矩陣參數、受控狀態、受控量子比特的信息以及所操作的目標位量子比特數據，第二從核計算參數包括：主核的量子態總數、量子態首地址、單量子邏輯門的酉矩陣參數、受控狀態、受控量子比特的信息、量子態數據副本中的量子態首地址以及所操作的目標位量子比特數據；

所述主核調用從核執行所述第一從核計算參數或第二從核計算參數對應的計算任務；

所述從核執行步驟包括：

獲取所述計算任務對應的從核計算參數；

當所述從核計算參數為第一從核計算參數時，判斷從對應主核均分的待計算的量子態數目是否大于等于量子態值的單次計算周期；

若大于等于，每個從核根據第一從核計算參數進行每次計算，一次計算同時更新內部的一量子態值及其對應的位于同一從核的另一量子態值，否則，每個從核根據操作的目標量子比特位判斷自身是否參與計算，參與計算的從核根據第一從核計算參數進行每次計算，一次計算同時更新內部的一量子態值及其對應的位于不同從核的另一量子態值；

將計算得到的量子態更新值對應寫回主核量子態對應位置；

當所述從核計算參數為第二從核計算參數時，根據所述第二從核計算參數進行每次計算，一次計算更新內部的單個量子態值，并將計算得到的量子態更新值對應寫回主核量子態對應位置。

4.根據權利要求3所述的全振幅量子計算模擬方法，其特征在于：所述判斷所操作目標位量子比特的一對量子態是否處于同一主核中，包括：

判斷目標位量子比特的量子態計算偏移量是否小于單個主核中的量子態總數；若小于，則處于同一主核中，否則處于兩個主核中。