[發(fā)明專利]一種量子計(jì)算模擬方法、裝置、存儲介質(zhì)和電子裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910572167.8
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110188885B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞磊;竇猛漢
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥本源量子計(jì)算科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06N10/00
• 分類號: G06N10/00;G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種量子計(jì)算模擬方法，其特征在于，所述方法包括：

遍歷目標(biāo)量子程序，判斷所述目標(biāo)量子程序是否符合預(yù)設(shè)適用條件，所述預(yù)設(shè)適用條件包括：所述目標(biāo)量子程序包含單量子邏輯門和/或雙量子邏輯門；

若符合，拆分所述目標(biāo)量子程序?qū)?yīng)的量子線路，構(gòu)建子量子線路；

針對每條所述子量子線路，初始化所述子量子線路對應(yīng)量子比特的量子態(tài)振幅值，并計(jì)算量子比特經(jīng)對應(yīng)所述子量子線路執(zhí)行后的量子態(tài)振幅值；

根據(jù)各條子量子線路對應(yīng)的振幅值，計(jì)算所述量子線路對應(yīng)量子比特的量子態(tài)振幅值，實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算模擬。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量子計(jì)算模擬方法，其特征在于，所述拆分目標(biāo)量子程序?qū)?yīng)的量子線路，構(gòu)建子量子線路，包括：

判斷所述目標(biāo)量子程序?qū)?yīng)的量子線路中是否包含雙量子邏輯門；其中，所述量子線路包括：目標(biāo)量子程序的前預(yù)設(shè)數(shù)量個量子比特所處的第一部分量子線路和其余量子比特所處的第二部分量子線路；

若包含雙量子邏輯門，判斷每一雙量子邏輯門操作的兩量子比特是否分別處于第一部分量子線路和第二部分量子線路中；

若每一雙量子邏輯門操作的兩量子比特均不分別處于第一部分量子線路和第二部分量子線路中，將所述量子線路的第一部分量子線路確定為一子量子線路，第二部分量子線路確定為另一子量子線路；其中，各條子量子線路中的量子比特位均從0依序編號。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的量子計(jì)算模擬方法，其特征在于，所述方法還包括：

若不包含雙量子邏輯門，將所述量子線路的第一部分量子線路確定為一子量子線路，第二部分量子線路確定為另一子量子線路；其中，各條子量子線路中的量子比特位均從0依序編號。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的量子計(jì)算模擬方法，其特征在于，所述方法還包括：

若存在所操作的兩量子比特分別處于第一部分量子線路和第二部分量子線路中的雙量子邏輯門，判斷該存在的各雙量子邏輯門是否均為特定種類的雙量子邏輯門；

若均為特定種類的雙量子邏輯門，針對每一特定種類的雙量子邏輯門，將該雙量子邏輯門拆分為第一預(yù)設(shè)單門、第二預(yù)設(shè)單門和特定單量子邏輯門，并生成當(dāng)前量子線路的副本，將所述第一預(yù)設(shè)單門添加到當(dāng)前量子線路中，將所述第二預(yù)設(shè)單門和特定單量子邏輯門添加到當(dāng)前量子線路的副本中；

其中，所述第一預(yù)設(shè)單門和所述第二預(yù)設(shè)單門操作的目標(biāo)量子比特均為該雙量子邏輯門的控制比特，所述特定單量子邏輯門操作的目標(biāo)量子比特為該雙量子邏輯門的操作比特，所述特定單量子邏輯門由該雙量子邏輯門的種類確定；

拆分當(dāng)前添加完成的所有新量子線路，將每一新量子線路對應(yīng)的當(dāng)前第一部分量子線路及第二部分量子線路，均確定為子量子線路；其中，各條子量子線路中的量子比特位均從0依序編號。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的量子計(jì)算模擬方法，其特征在于，所述特定種類至少包括以下一種或多種：

CNOT門、CZ門和CR門。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量子計(jì)算模擬方法，其特征在于，所述計(jì)算量子比特經(jīng)對應(yīng)子量子線路執(zhí)行后的量子態(tài)的振幅值，包括：

當(dāng)子量子線路中包含量子邏輯門時，基于子量子線路中量子邏輯門的執(zhí)行時序，計(jì)算各量子邏輯門操作后的量子態(tài)的振幅值，直至得到最后一個量子邏輯門操作后的量子態(tài)的振幅值，作為量子比特經(jīng)對應(yīng)子量子線路執(zhí)行后的量子態(tài)的振幅值；

其中，第一個量子邏輯門操作后的量子態(tài)振幅值根據(jù)對應(yīng)量子比特初始化后的量子態(tài)振幅值和所述第一個量子邏輯門的酉矩陣計(jì)算得到，其余量子邏輯門操作后的量子態(tài)振幅值根據(jù)前一量子邏輯門操作后的量子態(tài)振幅值和當(dāng)前量子邏輯門的酉矩陣計(jì)算得到；

否則，將初始化得到的量子態(tài)的初始振幅值，確定為該子量子線路執(zhí)行后的量子態(tài)振幅值。