[發明專利]一種量子乘法運算方法、裝置、電子裝置及存儲介質

在審

• 申請號: 202011058718.8
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112114776A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 李葉;竇猛漢
• 申請（專利權）人: 合肥本源量子計算科技有限責任公司
• 主分類號: G06F7/523
• 分類號: G06F7/523;G06F7/575;G06N10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種量子乘法運算方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取待運算的被乘數數據和乘數數據，并將所述被乘數數據轉換為第一目標量子態，將所述乘數數據轉換為第二目標量子態；其中，所述目標量子態存儲所述數據的二進制值，所述第一目標量子態對應的量子比特位數至少為所述第二目標量子態對應的量子比特位數的兩倍；

針對所述第二目標量子態存儲的二進制值中的每一位，根據當前位的二進制值，控制第一預設輔助比特的第三目標量子態與存儲的二進制值左移后的第一目標量子態，執行加法運算對應的量子態演化，獲得演化后的存儲加法運算結果的第三目標量子態，其中，所述第三目標量子態的初始態為|0態，所述二進制值左移的左移位數由所述當前位的位數確定；

將最終獲得的所述第三目標量子態，作為所述被乘數數據和乘數數據的乘法運算結果進行輸出。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

獲取存儲有所述被乘數數據的符號位的第一子量子態和存儲有所述乘數數據的符號位的第二子量子態；

根據所述第一子量子態和所述第二子量子態，將待存儲乘法運算結果的符號位的第三子量子態的初態，演化為存儲有乘法運算結果的符號位的第三子量子態的末態。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據所述第一子量子態和所述第二子量子態，將待存儲乘法運算結果的符號位的第三子量子態的初態，演化為存儲有乘法運算結果的符號位的第三子量子態的末態，包括：

對所述第一子量子態對應的第一符號位量子比特和所述第二子量子態對應的第二符號位量子比特執行CNOT門；其中，所述第一符號位量子比特作為所述CNOT門的控制比特，所述第二符號位量子比特作為所述CNOT門的受控比特；

對當前第二符號位量子比特和待存儲乘法運算結果的符號位的第三子量子態對應的第三符號位量子比特執行CNOT門，以將待存儲乘法運算結果的符號位的第三子量子態的初態，演化為存儲有乘法運算結果的符號位的第三子量子態的末態；其中，所述第二符號位量子比特作為所述CNOT門的控制比特，所述第三符號位量子比特作為所述CNOT門的受控比特，所述初態為|0態；

對當前第一符號位量子比特和當前第二符號位量子比特執行CNOT門，以將當前第二子量子態進行還原；其中，所述第一符號位量子比特作為所述CNOT門的控制比特，所述第二符號位量子比特作為所述CNOT門的受控比特。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在將最終獲得的所述第三目標量子態所存儲的運算結果后，所述方法還包括：

利用量子邏輯門，將當前第一目標量子態還原。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述針對所述第二目標量子態存儲的二進制值中的每一位，根據當前位的二進制值，控制第一預設輔助比特的第三目標量子態與存儲的二進制值左移后的第一目標量子態，執行加法運算對應的量子態演化，包括：

獲得與所述第一目標量子態對應的量子比特位數相同的第一預設輔助比特，并初始化所述第一預設輔助比特的第三目標量子態為|0態；

從所述第二目標量子態存儲的二進制值中的第一位起，判斷當前位的二進制值；

在判斷當前位的二進制值為1的情況下，將第一預設輔助比特的當前第三目標量子態與當前第一目標量子態，執行加法運算對應的量子態演化；否則，不做操作；

利用量子邏輯門，將所述第一目標量子態包含的各子量子態間進行交換，以使所述第一目標量子態存儲的二進制值左移一位；

將所述當前位的位數加一，返回執行所述判斷當前位的二進制值的步驟，直至所述第二目標量子態存儲的二進制值中的最后一位判斷完成。