[發明專利]一種量子程序的轉化方法、裝置、存儲介質和電子裝置

有效

• 申請號: 201910967272.1
• 申請日: 2019-10-12
• 公開（公告）號: CN110825375B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 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: G06F8/40
• 分類號: G06F8/40;G06N10/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種量子程序的轉化方法，其特征在于，包括：

獲得量子芯片支持的第一量子比特的拓撲結構信息和量子邏輯門種類；

對量子程序中的量子邏輯門劃分執行時序；

根據所述拓撲結構信息，確定每一執行時序對應的、所述量子程序中的第二量子比特與所述量子芯片上的所述第一量子比特的映射關系，以使新生成的、用于等價轉化量子邏輯門的特定量子邏輯門的數量最少；其中，所述特定量子邏輯門為SWAP門且可拆分為所述量子邏輯門種類包含的量子邏輯門的組合；

根據各所述映射關系和所述特定量子邏輯門，將所述量子程序轉化為新的量子程序；其中，所述新的量子程序中的量子邏輯門均為所述量子邏輯門種類包含的量子邏輯門。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述量子邏輯門種類至少包括以下兩量子邏輯門的一種或多種：

控制Z門CZ、控制非門CNOT、SWAP門、ISWAP門。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對量子程序中的量子邏輯門劃分執行時序，包括：

獲得量子程序對應的量子線路信息；

根據當前的所述量子線路信息，將每個量子比特各自執行的第一位量子邏輯門中的單量子邏輯門的執行時序，劃分為同一時序；

當所述第一位量子邏輯門中的兩量子邏輯門對應的兩個位數均為第一位時，將所述兩量子邏輯門的執行時序，劃分為所述同一時序；否則，將所述兩量子邏輯門的執行時序，劃分為所述同一時序的下一時序；

刪除所述量子線路信息包含的、所述同一時序劃分完成的量子邏輯門信息，繼續執行所述根據當前的所述量子線路信息，將每個量子比特各自執行的第一位量子邏輯門中的單量子邏輯門的執行時序，劃分為同一時序的步驟。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據所述拓撲結構信息，確定每一執行時序對應的、所述量子程序中的第二量子比特與所述量子芯片上的所述第一量子比特的映射關系，包括：

針對每一執行時序，獲取當前執行時序內的兩量子邏輯門操作的兩個第二量子比特在前一執行時序對應的映射關系下所映射的兩個第一量子比特；其中，第一個所述執行時序的前一執行時序對應的映射關系為預設的初始映射關系；

基于所述拓撲結構信息，判斷所述兩個第一量子比特之間是否存在邊的連接；

若不存在邊的連接，查找所述兩個第一量子比特之間的最短路徑；

生成用于對所述最短路徑上的量子比特進行交換以使所述兩個第一量子比特之間存在邊的連接的特定量子邏輯門；

根據所述特定量子邏輯門操作的量子比特，調整所述前一執行時序對應的映射關系，得到當前執行時序對應的映射關系。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據各所述映射關系和所述特定量子邏輯門，將所述量子程序轉化為新的量子程序，包括：

針對每一執行時序，根據當前執行時序對應的映射關系，將該執行時序內的量子邏輯門操作的第二量子比特替換為該第二量子比特映射的第一量子比特；

在該執行時序內的量子邏輯門集合后添加該執行時序對應生成的特定量子邏輯門；

若所述特定量子邏輯門為所述量子邏輯門種類包含的量子邏輯門，將添加完成的量子程序，確定為新的量子程序；

否則，將所述特定量子邏輯門拆分為所述量子邏輯門種類包含的量子邏輯門的組合，得到新的量子程序。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，還包括：

若替換后的兩量子邏輯門操作的兩量子比特對應的連接方向與所述拓撲結構信息中該兩量子比特對應的連接方向相反，將該兩量子比特進行互調；

或,

將該兩量子比特進行互調，并添加所述量子邏輯門種類包含的預設數量個阿達馬H門；其中，所述連接方向由控制比特指向目標比特。