[發(fā)明專利]一種自定義量子邏輯門的實(shí)現(xiàn)方法、裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010072609.5
• 申請(qǐng)日: 2020-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN113222161B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李葉;安寧波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥本源量子計(jì)算科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06N10/40
• 分類號(hào): G06N10/40
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明屬于量子計(jì)算領(lǐng)域，具體公開了一種自定義量子邏輯門的實(shí)現(xiàn)方法、裝置，該方法包括：獲得種類標(biāo)識(shí)，所述種類標(biāo)識(shí)用于標(biāo)識(shí)對(duì)操作對(duì)象的目標(biāo)操作；獲得所述種類標(biāo)識(shí)的解析，所述解析用于對(duì)一組量子比特位的第一量子態(tài)信息中、對(duì)應(yīng)所述操作對(duì)象的子量子態(tài)信息的數(shù)值進(jìn)行所述目標(biāo)操作對(duì)應(yīng)的處理，并將處理結(jié)果進(jìn)行所述一組量子比特位的第二量子態(tài)信息表示。本發(fā)明能夠拓展量子計(jì)算模擬的應(yīng)用、降低量子計(jì)算模擬的復(fù)雜程度，且提高了實(shí)現(xiàn)量子態(tài)演化的操作的靈活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于量子計(jì)算領(lǐng)域，特別是一種自定義量子邏輯門的實(shí)現(xiàn)方法、裝置。

背景技術(shù)

量子計(jì)算機(jī)是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個(gè)裝置處理和計(jì)算的是量子信息，運(yùn)行的是量子算法時(shí)，它就是量子計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)因其具有相對(duì)普通計(jì)算機(jī)更高效的處理數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力，例如，能將破解RSA密鑰的時(shí)間從數(shù)百年加速到數(shù)小時(shí)，故成為一種正在研究中的關(guān)鍵技術(shù)。

現(xiàn)在的量子計(jì)算模擬采用量子邏輯門構(gòu)建量子線路，采用量子邏輯門實(shí)現(xiàn)量子態(tài)的演化操作，該演化操作通過(guò)執(zhí)行量子邏輯門對(duì)應(yīng)的酉矩陣和量子態(tài)對(duì)應(yīng)的矩陣的矩陣乘法運(yùn)算實(shí)現(xiàn)。

該過(guò)程中，存在以下缺陷和不足：一方面，因?yàn)榱孔舆壿嬮T的功能和種類有限，限制了量子計(jì)算模擬的應(yīng)用、增加了量子計(jì)算模擬的復(fù)雜程度；另一方面，量子邏輯門對(duì)應(yīng)的酉矩陣受限于矩陣乘法運(yùn)算中量子態(tài)對(duì)應(yīng)的矩陣，因而限制了量子邏輯門的靈活性，也可以理解為限制了待執(zhí)行的類似量子邏輯門的、實(shí)現(xiàn)量子態(tài)演化的操作的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種自定義量子邏輯門的實(shí)現(xiàn)方法、裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，它能夠拓展量子計(jì)算模擬的應(yīng)用、降低量子計(jì)算模擬的復(fù)雜程度，且提高了實(shí)現(xiàn)量子態(tài)演化的操作的靈活性。

本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例提供了自定義量子邏輯門的實(shí)現(xiàn)方法，包括：獲得種類標(biāo)識(shí)，所述種類標(biāo)識(shí)用于標(biāo)識(shí)對(duì)操作對(duì)象的目標(biāo)操作；獲得所述種類標(biāo)識(shí)的解析，所述解析用于對(duì)一組量子比特位的第一量子態(tài)信息中、對(duì)應(yīng)所述操作對(duì)象的子量子態(tài)信息的數(shù)值進(jìn)行所述目標(biāo)操作對(duì)應(yīng)的處理，并將處理結(jié)果進(jìn)行所述一組量子比特位的第二量子態(tài)信息表示。

該實(shí)施例通過(guò)獲得種類標(biāo)識(shí)和獲得所述種類標(biāo)識(shí)的解析兩步確定了了一個(gè)自定義量子邏輯門。該自定義量子邏輯門的解析過(guò)程通過(guò)“對(duì)一組量子比特位的量子態(tài)信息中、對(duì)應(yīng)所述操作對(duì)象的子量子態(tài)信息的數(shù)值進(jìn)行所述目標(biāo)操作對(duì)應(yīng)的處理，并將處理結(jié)果進(jìn)行所述一組量子比特位的量子態(tài)信息表示”來(lái)實(shí)現(xiàn)，在該過(guò)程中，通過(guò)對(duì)量子態(tài)信息對(duì)應(yīng)數(shù)值進(jìn)行處理，而不是局限在量子態(tài)本身，克服了量子態(tài)演化操作只能通過(guò)量子邏輯門實(shí)現(xiàn)的局限，提高了實(shí)現(xiàn)量子態(tài)演化操作的靈活性，拓展量子計(jì)算模擬的應(yīng)用、降低量子計(jì)算模擬的復(fù)雜程度。且本申請(qǐng)實(shí)施例提供的自定義量子邏輯門，所能作用的量子比特位數(shù)量不受限，可以根據(jù)編碼操作對(duì)象的量子比特位數(shù)設(shè)置。

本申請(qǐng)的又一個(gè)實(shí)施例提供了一種自定義量子邏輯門的實(shí)現(xiàn)裝置，包括：第一獲得模塊和第二獲得模塊。

第一獲得模塊用于獲得種類標(biāo)識(shí)，所述種類標(biāo)識(shí)用于標(biāo)識(shí)對(duì)操作對(duì)象的目標(biāo)操作；

第二獲得模塊用于獲得所述種類標(biāo)識(shí)的解析，所述解析用于對(duì)一組量子比特位的第一量子態(tài)信息中、對(duì)應(yīng)所述操作對(duì)象的子量子態(tài)信息的數(shù)值進(jìn)行所述目標(biāo)操作對(duì)應(yīng)的處理，并將處理結(jié)果進(jìn)行所述一組量子比特位的第二量子態(tài)信息表示。

其中：所述第二獲得模塊，具體包括：

量子態(tài)信息獲得模塊，用于獲得一組量子比特位及其表示的第一量子態(tài)信息；所述一組量子比特位中包括分別用于編碼所述操作對(duì)象和所述處理結(jié)果的第一量子比特位和第二量子比特位；