[發明專利]量子吉布斯態生成方法、裝置及電子設備

有效

• 申請號: 202010320153.X
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111598246B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 王鑫;王友樂
• 申請（專利權）人: 北京百度網訊科技有限公司
• 主分類號: G06N10/00
• 分類號: G06N10/00;G06N20/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 戎鄭華

1.一種量子吉布斯態生成方法，其特征在于，包括：

獲取目標哈密頓量；

根據所述目標哈密頓量對應的自由能函數的多項展開式，確定目標損失函數；

根據所述目標損失函數的取值，確定預設的參數化量子電路中的參數向量對應的目標向量，包括：若所述目標損失函數的取值符合預設條件，則將所述預設的參數化量子電路中各參數的取值構成的參數向量，確定為所述目標向量；

將所述目標向量代入所述預設的參數化量子電路中，確定目標量子電路，其中，所述目標量子電路為根據輸出態對應的密度矩陣確定的目標損失函數的取值最小的參數化量子電路；

將所述目標量子電路作用在第一類系統及第二類系統的初始態上，獲取所述目標量子電路在第一類系統上的目標量子態，其中，所述第一類系統的維度與所述目標哈密頓量的維度相同；

根據所述目標量子態，確定所述目標哈密頓量對應的吉布斯態。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述目標損失函數的取值，確定預設的參數化量子電路中的參數向量對應的目標向量，包括：

將初始向量代入所述預設的參數化量子電路，根據所述參數化量子電路作用在六組所述第一類系統及所述第二類系統的初始態時的輸出值，計算所述目標損失函數的第一取值；

對所述目標損失函數進行最優化處理，確定第一向量；

將所述第一向量代入所述預設的參數化量子電路，根據所述參數化量子電路作用在六組所述第一類系統及所述第二類系統的初始態時的輸出值，計算所述目標損失函數的第二取值；

若所述目標損失函數的第一取值與所述目標損失函數的第二取值間的差值，小于或等于預設的收斂參數，則確定所述目標損失函數取值最小時對應的向量為所述目標向量。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述計算所述目標損失函數的第二取值之后，還包括：

若所述目標損失函數的第一取值與所述目標損失函數的第二取值間的差值，大于預設的收斂參數，則對所述目標損失函數進行最優化處理，確定第二向量；

將所述第二向量代入所述預設的參數化量子電路，根據所述參數化量子電路作用在六組所述第一類系統及所述第二類系統的初始態時的輸出值，計算所述目標損失函數的第三取值；

若所述目標損失函數的第二取值與所述目標損失函數的第三取值間的差值，大于預設的收斂參數，則返回繼續對所述目標損失函數進行最優化處理，直至當前計算得到的所述目標損失函數的取值，與相鄰的前一次計算得到的目標損失函數的取值間的差值，小于或等于所述預設的收斂參數，則確定所述目標損失函數取值最小時對應的向量為所述目標向量。

4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述將初始向量代入所述預設的參數化量子電路，根據所述參數化量子電路作用在六組所述第一類系統及所述第二類系統的初始態時的輸出值，計算所述目標損失函數的第一取值，包括：

將所述初始向量代入所述預設的參數化量子電路，并分別作用在六組所述第一類系統及所述第二類系統的初始態上，以獲取第一密度矩陣、第二密度矩陣、第三密度矩陣、第四密度矩陣、第五密度矩陣及第六密度矩陣；

根據所述第一密度矩陣、第二密度矩陣、第三密度矩陣、第四密度矩陣、第五密度矩陣及第六密度矩陣，分別在第一類系統上的量子態，確定所述目標損失函數的第一取值。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述目標損失函數包括第一子函數、第二子函數及第三子函數；

所述根據所述第一密度矩陣、第二密度矩陣、第三密度矩陣、第四密度矩陣、第五密度矩陣及第六密度矩陣，分別在第一類系統上的量子態，確定所述目標損失函數的第一取值，包括：

根據所述第一密度矩陣在第一類系統上的量子態與所述目標哈密頓量的第一內積，確定所述第一子函數的取值；

根據所述第二密度矩陣和所述第三密度矩陣在所述第一類系統上的第一重合度，確定所述第二子函數的取值；

根據所述第四密度矩陣、所述第五密度矩陣及所述第六密度矩陣，在所述第一類系統上的第二重合度，確定所述第三子函數的取值；

根據所述第一子函數的取值、所述第二子函數的取值及所述第三子函數的取值，確定所述目標損失函數的第一取值。