[發明專利]容錯量子計算機的布局

在審

• 申請號: 201980037739.0
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN112272833A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: V·克利尤尼科夫;N·德爾佛斯;A·瓦施洛
• 申請（專利權）人: 微軟技術許可有限責任公司
• 主分類號: G06N10/00
• 分類號: G06N10/00;G06N5/02;G06N5/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊飛

本文中公開了用于容錯量子計算機的示例布局和布局生成技術。示例實施例包括用于執行用于容錯量子計算的布局簡化技術的方法。在某些實施例中，任意量子電路的布局被簡化為多量子位泡利矩陣的指數和多量子位泡利矩陣的測量的布局。在某些實施例中，量子位被標記為用于2D最近鄰量子位連接圖的數據量子位、接口量子位或輔助量子位之一，并且輔助路徑從相應數據量子位被提供到相應接口量子位。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年6月6日提交的題為“容錯量子計算機的布局”的美國臨時申請第62/681,540號的權益，該臨時申請的全部內容通過引用并入本文。

發明內容

本文中公開了用于容錯量子計算機的示例布局和布局生成技術。因為可以單獨、按不同次序或至少部分彼此同時執行所公開的方法動作，所以所描述的特定實施例不應解釋為限制性的。進一步地，所公開的方法或方法動作中的任一方法或方法動作可以使用本文中公開的任何其他方法或方法動作來執行。同樣，所公開的特征組合可以包括特征的任何新穎或非顯而易見的組合或子組合的重排。

一個示例實施例包括一種用于執行用于容錯量子計算的布局簡化技術的方法。在特定實施例中，該方法由一個或多個經典計算設備執行，其中一個或多個經典計算設備中的至少一些經典計算設備采用可以操作量子計算機的配置。在某些實施例中，任意量子電路的布局被簡化為多量子位泡利矩陣的指數和多量子位泡利矩陣(Pauli matrix)的測量的布局；并且量子計算機被配置為實現經簡化的布局。在特定實現方式中，量子計算機的量子位包括數據量子位、接口量子位、以及輔助量子位。在其他實現方式中，量子位連接圖滿足提供從一個或多個數據量子位到接口量子位的輔助路徑的條件。

另一示例實施例包括用于執行用于容錯量子計算的布局技術的另一方法。在特定實施例中，該方法由一個或多個經典計算設備執行，其中一個或多個經典計算設備中的至少一些經典計算設備采用可以操作量子計算機的配置。在某些實施例中，量子位被標記為用于2D最近鄰量子位連接圖的數據量子位、接口量子位或輔助量子位之一；提供從相應數據量子位到相應接口量子位的輔助路徑；并且量子計算機被配置為實現從相應數據量子位到相應接口量子位的輔助路徑。在某些實現方式中，該方法考慮并避免任何破損的量子位，并且滿足了提供從數據量子位到接口量子位的輔助路徑的條件。

上文所描述的方法中的任一方法都可以在一種系統中執行，該系統包括量子計算設備；以及一個或多個經典計算設備，其中至少一些經典計算設備被編程為執行所公開的方法中的任一方法。

附加地，上文所描述的方法中的任一方法可以被實現為存儲經典計算機可執行指令的一個或多個經典計算機可讀介質，該經典計算機可執行指令當由經典計算機執行時，使經典計算機執行所公開的方法中的任一方法。

其他實施例包括一種量子電路，該量子電路被配置為應用多量子位泡利矩陣的指數并且測量多量子位泡利矩陣。在一些實現方式中，提供從數據量子位到接口量子位的輔助路徑。在其他實現方式中，量子電路的深度不取決于頂點的數目。在一些實現方式中，量子電路將單深度多目標CNOT門或低深度多目標CNOT門用作子電路。