[發明專利]一種量子計算模擬方法、裝置、存儲介質和電子裝置

有效

• 申請號: 201910572167.8
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110188885B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 俞磊;竇猛漢
• 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: G06N10/00
• 分類號: G06N10/00;G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種量子計算模擬方法、裝置、存儲介質和電子裝置，方法包括：遍歷目標量子程序，判斷所述目標量子程序是否符合預設適用條件；若符合，拆分所述目標量子程序對應的量子線路，構建子量子線路；針對每條所述子量子線路，初始化所述子量子線路對應量子比特的量子態振幅值，并計算量子比特經對應所述子量子線路執行后的量子態振幅值；根據各條子量子線路對應的振幅值，計算所述量子線路對應量子比特的量子態振幅值，實現量子計算模擬。利用本發明實施例，能夠提高量子計算的模擬效率。

技術領域

本發明屬于量子計算技術領域，特別是一種量子計算模擬方法、裝置、存儲介質和電子裝置。

背景技術

量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。

量子計算模擬是一個借助數值計算和計算機科學來仿真遵循量子力學規律的模擬計算，作為一個仿真程序，它依據量子力學的量子比特的基本定律，利用計算機的高速計算能力，刻畫量子態的時空演化。

目前，可以先通過量子計算的相關理論，用經典計算機實現量子計算模擬，主要包括全振幅模擬與單振幅模擬，其中，全振幅模擬一次能夠模擬出量子比特的量子態的所有振幅，單振幅模擬一次只模擬出所有量子態的振幅中的一個。但是，隨量子程序中量子線路包含的量子比特數越多，兩種模擬的內存開銷隨之增長，全振幅模擬的內存開銷更呈指數增長，造成模擬效率降低。如要對涉及30個量子比特的量子計算進行模擬時，內存開銷需16GByte(吉字節)；40個量子比特時，內存開銷需16TByte(太字節)，即2¹⁰*(16GByte)；50個量子比特時，內存開銷則需16PByte(拍字節)，即2¹⁰*(16TByte)。并且，隨著模擬的量子比特數越多，量子線路的復雜度增大，模擬效率也會隨之下降。

發明內容

本發明的目的是提供一種量子計算模擬方法、裝置、存儲介質和電子裝置，以解決現有技術中的不足，它能夠提高量子計算的模擬效率。本發明采用的技術方案如下：

為達到上述目的，本發明提供了一種量子計算模擬方法，所述方法包括：

遍歷目標量子程序，判斷所述目標量子程序是否符合預設適用條件；

若符合，拆分所述目標量子程序對應的量子線路，構建子量子線路；

針對每條所述子量子線路，初始化所述子量子線路對應量子比特的量子態振幅值，并計算量子比特經對應所述子量子線路執行后的量子態振幅值；

根據各條子量子線路對應的振幅值，計算所述量子線路對應量子比特的量子態振幅值，實現量子計算模擬。

可選的，所述預設適用條件包括：

所述目標量子程序包含單量子邏輯門和/或雙量子邏輯門。

可選的，所述拆分目標量子程序對應的量子線路，構建子量子線路，包括：

判斷所述目標量子程序對應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：目標量子程序的前預設數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。

可選的，所述方法還包括：