[發明專利]一種量子態的變換方法及裝置

有效

• 申請號: 202010071910.4
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN113222151B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 安寧波;李葉
• 申請（專利權）人: 本源量子計算科技（合肥）股份有限公司
• 主分類號: G06N10/60
• 分類號: G06N10/60;G06N10/20
• 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態的變換方法及裝置，方法包括：獲得一組量子比特位、一矩陣的元素信息；其中，一組量子比特位的第一量子態編碼有元素的第一類下標的目標取值；從矩陣的元素信息中，查找第一類下標的取值為目標取值的特定類元素的第二類下標的取值及元素數值，并將第二類下標的取值及元素數值信息，編碼到一組量子比特位的第一比特位和第二比特位的量子態上；將特定類元素的元素數值信息，編碼到一組量子比特位的第三比特位的量子態振幅上，以將第一量子態變換為第一預設形式的第二量子態。利用本發明實施例，能夠將量子態變換為應用在量子隨機行走中的相關量子態，用于量子計算的經典模擬，以填補相關技術空白。

技術領域

本發明屬于量子計算技術領域，特別是一種量子態的變換方法及裝置。

背景技術

量子計算機利用量子的疊加性，理論上在某些情形下有指數級加速的能力。譬如破解RSA密鑰在經典計算機上需要數百年，而在量子計算機上執行量子算法只需數小時。但是目前量子計算機的受限于量子芯片硬件的發展導致的可操控的比特數有限，因此計算能力有限，并不能普遍地去運行量子算法。普遍地運行量子算法通常需要借助量子計算模擬方法。

在量子算法的模擬實現過程中，通常需要借助各種量子邏輯門構建量子算法。例如，量子隨機行走技術在解決哈密頓量模擬以及解線性方程組的量子算法中得到了廣泛的應用，但是，為了獲得應用在量子隨機行走中的相關量子態，還缺乏相應的量子線路。如果利用各種量子邏輯門構建實現該需求的等效量子邏輯門，所需要的量子邏輯門數量龐大，且構建的量子算法對應的量子線路會過于復雜，嚴重妨礙了量子計算的研究。

因此，急需提供一種能夠將量子態變換為應用在量子隨機行走中的相關量子態的技術，用于量子計算的經典模擬，以填補相關技術空白。

發明內容

本發明的目的是提供一種量子態的變換方法及裝置，以解決現有技術中的不足，它能夠將量子態變換為應用在量子隨機行走中的相關量子態，用于量子計算的經典模擬，以填補相關技術空白。

本發明采用的技術方案如下：

一種量子態的變換方法，包括：

獲得一組量子比特位、一矩陣的元素信息；其中，所述一組量子比特位的第一量子態編碼有元素的第一類下標的目標取值；

從所述矩陣的元素信息中，查找所述第一類下標的取值為所述目標取值的特定類元素的第二類下標的取值及元素數值，并將所述第二類下標的取值及元素數值信息，編碼到所述一組量子比特位的第一比特位和第二比特位的量子態上；

將所述特定類元素的元素數值信息，編碼到所述一組量子比特位的第三比特位的量子態振幅上，以將所述第一量子態變換為第一預設形式的第二量子態。

可選的，所述第一類下標為：行下標，所述第二類下標為：列下標。

可選的，所述特定類元素為：非0元素。

可選的，所述從所述矩陣的元素信息中，查找所述第一類下標的取值與所述目標取值相同的特定類元素的第二類下標的取值及元素數值，并將所述第二類下標的取值及元素數值信息，編碼到所述一組量子比特位的第一比特位和第二比特位的量子態上，包括：

將所述目標取值對應的目標行非0元素在該行所有非0中元素的序號，編碼到所述一組量子比特位中的第一比特位，以將所述第一量子態變換為第三量子態；其中，所述第三量子態包含所述目標取值和序號信息，組成所述第三量子態的各本征態與各所述序號一一對應；

根據所述目標取值和所述序號，確定所述非0元素的列下標，并將所述列下標編碼到所述第一比特位，以將所述第三量子態變換為第四量子態；其中，所述第四量子態包含非0元素的所述目標取值信息和所述列下標信息；