[發明專利]一種量子減法運算方法、裝置、電子裝置及存儲介質

在審

• 申請號: 202011058770.3
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112214200A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 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: G06F7/575
• 分類號: G06F7/575;G06N10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于量子計算領域，特別是一種量子減法運算方法、裝置、電子裝置及存儲介質，該方法包括將所述被減數數據轉換為第一目標量子態，將所述減數數據轉換為第二目標量子態；控制所述第一目標量子態執行求補碼運算對應的量子態演化，得到第一補碼量子態；控制當前第二目標量子態執行求補碼運算對應的量子態演化，得到第二補碼量子態；對所述第一補碼量子態和所述第二補碼量子態，執行加法運算對應的量子態演化，得到第三目標量子態；控制所述第三目標量子態執行求補碼運算對應的量子態演化，得到演化后的第四目標量子態。本發明實現可以用于量子線路中的基本算術運算操作，填補了相關技術的空白。

技術領域

本發明屬于量子計算領域，特別是一種量子減法運算方法、裝置、電子裝置及存儲介質。

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減法運算方法。

在量子算法的實現過程中，通常需要借助各種量子邏輯門構建量子算法，但是，僅依靠各種量子邏輯門構建量子算法時，并沒有對應經典運算例如加、減、乘、除的基本算術運算操作的量子邏輯門。因此，急需提供一種能夠實現量子線路中的基本算術運算操作的技術，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減法運算方法、裝置、電子裝置及存儲介質，以解決現有技術中的不足，它能夠填補相關技術空白，用于量子線路中實現基本算術運算操作。

本發明采用的技術方案如下：

一種量子減法運算方法，所述方法包括：

獲取待運算的被減數數據和減數數據，并將所述被減數數據轉換為第一目標量子態，將所述減數數據轉換為第二目標量子態；其中，目標量子態包括：表示所述數據符號的符號位子量子態和表示所述數據數值的數值位子量子態；

獲取第一預設輔助比特的量子態，根據所述第一目標量子態中的符號位子量子態和所述第一預設輔助比特的量子態，控制所述第一目標量子態執行求補碼運算對應的量子態演化，得到第一補碼量子態；其中，所述第一補碼量子態為包含所述被減數數據的補碼的量子態；

將所述第二目標量子態中的符號位子量子態執行符號位取反對應的量子態演化，并根據取反后的符號位子量子態和所述第一預設輔助比特的量子態，控制當前第二目標量子態執行求補碼運算對應的量子態演化，得到第二補碼量子態；其中，所述第二補碼量子態為包含所述減數數據的補碼的量子態；

對所述第一補碼量子態和所述第二補碼量子態，執行加法運算對應的量子態演化，以將所述第一補碼量子態演化為包含所述被減數數據的補碼與所述減數數據的補碼之和的第三目標量子態；

根據所述第三目標量子態中的符號位子量子態和所述第一預設輔助比特的量子態，控制所述第三目標量子態執行求補碼運算對應的量子態演化，得到演化后的第四目標量子態，作為所述被減數數據和所述減數數據的減法運算結果進行輸出；其中，所述第四目標量子態為包含所述補碼之和的補碼的量子態。

如上所述的，其中，優選的是，所述控制所述第三目標量子態執行求補碼運算對應的量子態演化，得到演化后的第四目標量子態的步驟之后，還包括：

根據當前第二目標量子態中的符號位子量子態和當前第一預設輔助比特的量子態，控制當前第二目標量子態執行求補碼運算對應的量子態演化，并對當前第二目標量子態中的符號位子量子態執行符號位取反對應的量子態演化，以將當前第二目標量子態進行還原。

如上所述的，其中，優選的是，所述根據所述第一目標量子態中的符號位子量子態和所述第一預設輔助比特的量子態，控制所述第一目標量子態執行求補碼運算對應的量子態演化的步驟具體包括：