[發明專利]一種量子態重構方法、裝置、系統和存儲介質

有效

• 申請號: 201911193364.5
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111062482B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 辛濤;李俊;魯大為
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: G06N10/20
• 分類號: G06N10/20
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明公開了一種量子態重構方法、裝置、系統和存儲介質，該方法應用于量子計算設備中，包括：當接收到經典計算設備發送的當前脈沖序列時，將當前脈沖序列施加至量子系統中的待測量子態中，獲取當前量子態對應的量子實驗數據；根據量子實驗數據確定當前量子態與預設量子態之間的量子態相似度，并將量子態相似度發送至經典計算設備中，以使經典計算設備根據量子態相似度對待測量子態進行重構，或者發送梯度信息獲取請求；當接收到梯度信息獲取請求時，根據當前脈沖序列確定量子態相似度對應的梯度信息，并將梯度信息發送至經典計算設備中，以使經典計算設備根據梯度信息對當前脈沖序列進行更新，從而可以有效提高量子態的重構效率。

技術領域

本發明實施例涉及量子計算技術，尤其涉及一種量子態重構方法、裝置、系統和存儲介質。

背景技術

量子計算是量子物理學的一個嶄新的應用領域。隨著量子計算技術的快速發展，可以在各種各樣的量子實驗平臺中執行量子計算，比如核磁共振系統、超導量子線路、金剛石NV(Nitrogen-Vacancy，氮空穴)色心和離子阱量子計算等。

在執行量子計算之后通常需要讀取量子系統所處于的狀態，即對量子態進行重構。目前，通常是對多次量子實驗后的實驗數據進行處理，逐個確定出量子態中的每個未知元素，從而重構出量子態。然而，隨著量子系統中的量子比特數量的增加，所需要進行的量子實驗的次數呈指數增長，使得量子態的重構復雜度也呈指數式增加，導致重構效率大大降低。

發明內容

本發明實施例提供了一種量子態重構方法、裝置、系統和存儲介質，以有效提高量子態的重構效率。

第一方面，本發明實施例提供了一種量子態重構方法，應用于量子計算設備中，包括：

當接收到經典計算設備發送的當前脈沖序列時，將當前脈沖序列施加至量子系統中的待測量子態中，獲取當前量子態對應的量子實驗數據；

根據所述量子實驗數據確定所述當前量子態與預設量子態之間的量子態相似度，并將所述量子態相似度發送至所述經典計算設備中，以使所述經典計算設備根據所述量子態相似度對所述待測量子態進行重構，或者發送梯度信息獲取請求；

當接收到所述梯度信息獲取請求時，根據所述當前脈沖序列確定所述量子態相似度對應的梯度信息，并將所述梯度信息發送至所述經典計算設備中，以使所述經典計算設備根據所述梯度信息對所述當前脈沖序列進行更新。

第二方面，本發明實施例還提供了一種量子態重構方法，應用于經典計算設備中，包括：

當檢測到重構開始指令時，將初始脈沖序列作為當前脈沖序列發送至量子計算設備中；

當接收到所述量子計算設備發送的量子態相似度時，在檢測到所述量子態相似度大于或等于預設相似度時，根據當前脈沖序列和預設量子態對量子系統中的待測量子態進行重構；

在檢測到所述量子態相似度小于預設相似度時，向所述量子計算設備發送梯度信息獲取請求，并根據接收到的梯度信息對當前脈沖序列進行更新，將更新后的當前脈沖序列發送至量子計算設備中。

第三方面，本發明實施例還提供了一種量子態重構裝置，集成于量子計算設備中，包括：

當前脈沖序列施加模塊，用于當接收到經典計算設備發送的當前脈沖序列時，將當前脈沖序列施加至量子系統中的待測量子態中，獲取當前量子態對應的量子實驗數據；

量子態相似度確定模塊，用于根據所述量子實驗數據確定所述當前量子態與預設量子態之間的量子態相似度，并將所述量子態相似度發送至所述經典計算設備中，以使所述經典計算設備根據所述量子態相似度對所述待測量子態進行重構，或者發送梯度信息獲取請求；