[發明專利]一種量子態的制備方法及裝置在審

申請號：	202011170865.4	申請日：	2020-10-28
公開（公告）號：	CN112232513A	公開（公告）日：	2021-01-15
發明（設計）人：	竇猛漢;趙東一	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：	G06N10/00	分類號：	G06N10/00
代理公司：	暫無信息	代理人：	暫無信息
地址：	230088 安徽省合肥市高新***	國省代碼：	安徽;34
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種量子制備方法裝置
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【說明書】：

本發明公開了一種量子態的制備方法及裝置，所述方法包括：確定編碼目標數據中m個元素的量子比特數n；其中，m、n滿足m等于2ⁿ，且m、n為正整數；初始化n個量子比特，利用量子邏輯門，將所述m個元素的元素值編碼到所述n個量子比特的2ⁿ個量子態上，輸出包含編碼后的2ⁿ個量子態的末量子態；其中，所述編碼后的2ⁿ個量子態的振幅與所述m個元素的元素值一一對應。利用本發明實施例，能夠利用量子態的疊加特性，減少編碼量子比特的數量，從而以更少的存儲和計算資源完成對目標數據的編碼。

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制備方法及裝置。

背景技術

量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。量子計算機因其具有相對普通計算機更高效的處理數學問題的能力，例如，能將破解RSA密鑰的時間從數百年加速到數小時，故成為一種正在研究中的關鍵技術。

量子計算模擬是一個借助數值計算和計算機科學來仿真遵循量子力學規律的模擬計算，作為一個仿真程序，它依據量子力學的量子比特的基本定律，利用計算機的高速計算能力，刻畫量子態的時空演化。

利用量子線路求解線性方程組，需要將向量的元素值編碼到量子比特上，現有技術中，采用將向量的元素值進行轉化，構造RZ變換，再通過量子線路將數值加入到RZ旋轉變換中作為參數，使得向量中的數值體現在量子比特的相位上。但是利用現有的技術，所需要的量子比特數目多，量子邏輯門數量多，遇到向量的元素數值較多的情況下，轉化方案復雜，實用性較低。

基于此，有必要實現一種量子態的制備方法，解決現有技術中的不足。

發明內容

本發明的目的是提供一種量子態的制備方法及裝置，以解決現有技術中的不足，它能夠將目標數據的元素編碼到量子態的振幅上，利用量子態的疊加特性，減少編碼量子比特的數量，從而以更少的存儲和計算資源完成對目標數據的編碼。

本申請的一個實施例提供了一種量子態的制備方法，所述方法包括：

確定編碼目標數據中m個元素的量子比特數n；其中，m、n滿足m等于2ⁿ，且m、n為正整數；

初始化n個量子比特，利用量子邏輯門，將所述m個元素的元素值編碼到所述n個量子比特的2ⁿ個量子態上，輸出包含編碼后的2ⁿ個量子態的末量子態；其中，所述編碼后的2ⁿ個量子態的振幅與所述m個元素的元素值一一對應。

如上所述的量子態的制備方法，其中，優選的是，所述確定編碼目標數據中m個元素的n個量子比特之前，所述方法還包括：

獲得包含m個元素的目標數據，判斷所述目標數據中元素個數m是否符合2ⁿ的形式；

若否，則在目標數據的元素中補零，直至滿足所述m等于2ⁿ。

如上所述的量子態的制備方法，其中，優選的是，所述確定編碼目標數據中m個元素的量子比特數n之前，所述方法還包括：

獲得包含m個元素的目標數據，判斷所述m個元素的平方和是否為1；

若否，則將所述m個元素的數值進行歸一化處理，得到滿足平方和為1的m個元素。