[發明專利]糾纏量子態提純方法、裝置、設備、存儲介質及產品

有效

• 申請號: 202011541608.7
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112529200B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 王鑫;趙炫強;趙犇池
• 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
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所 11313
• 代理人: 金愛靜;王姍姍

本公開提供了糾纏量子態提純方法、裝置、設備、存儲介質及產品，涉及量子計算領域。實現方案為：確定第一組量子比特和第二組量子比特；將第一組中相鄰兩個第一量子比特之間作用第一量子門，將第二組中相鄰兩個第二量子比特之間作用第一量子門；在作用所述第一量子門后，將第一組中除目標第一量子比特外的其他第一量子比特上作用第二量子門，將第二組中除目標第二量子比特外的其他第二量子比特上作用第二量子門；獲取第一組的第一測量結果，以及第二組的第二測量結果；基于第一測量結果和第二測量結果之間關系對目標第一和第二量子比特對應的糾纏量子態進行提純處理，得到目標提純量子態。如此，實現對糾纏量子態的提純處理。

技術領域

本申請涉及數據處理領域，尤其涉及量子計算領域。

背景技術

量子科技中最重要的資源之一就是量子糾纏(Quantum entanglement)，量子糾纏是量子計算和量子信息處理的基本組成部分。其中，最為重要的就是貝爾態(Bell state)用于描述兩個量子比特(或量子系統)間的最大糾纏態，包括四種最大糾纏態。貝爾態在量子安全通信、分布式量子計算等場景都有著至關重要的作用。不幸的是，通過量子設備產生的糾纏態通常是有噪聲的，離理想的貝爾態還有一段距離。因此，如何通過可行的物理操作在近期量子設備上有效地進行糾纏蒸餾(Entanglement distillation)，也可稱為糾纏提純(Entanglement purification)從帶有噪聲的糾纏態中提純出貝爾態成為了量子科技中的一個核心問題。

發明內容

本公開提供了一種糾纏量子態提純方法、裝置、設備、存儲介質及產品。

根據本公開的一方面，提供了一種糾纏量子態提純方法，包括：

確定第一組量子比特和第二組量子比特，其中，所述第一組量子比特包含有n個第一量子比特，所述第二組量子比特包括有n個第二量子比特；

將所述第一組量子比特中相鄰兩個第一量子比特之間作用第一量子門，將所述第二組量子比特中相鄰兩個第二量子比特之間作用所述第一量子門；

在作用所述第一量子門后，將所述第一組量子比特中除目標第一量子比特外的其他第一量子比特上作用第二量子門；在作用所述第一量子門后，將所述第二組量子比特中除目標第二量子比特外的其他第二量子比特上作用所述第二量子門；其中，所述目標第二量子比特為與所述目標第一量子比特糾纏的量子比特；

獲取所述第一組量子比特對應的第一測量結果，以及獲取所述第二組量子比特對應的第二測量結果；其中，所述第一測量結果表征作用所述第一量子門和作用所述第二量子門后，所述第一組量子比特中除所述目標第一量子比特外的其他第一量子比特的狀態信息，所述第二測量結果表征作用所述第一量子門和作用所述第二量子門后，所述第二組量子比特中除所述目標第二量子比特外的其他第二量子比特的狀態信息；

基于所述第一測量結果和所述第二測量結果之間關系對所述目標第一量子比特和目標第二量子比特對應的糾纏量子態進行提純處理，并得到目標提純量子態。

根據本公開的另一方面，提供了一種糾纏量子態提純裝置，包括：

量子比特組獲取單元，用于確定第一組量子比特和第二組量子比特，其中，所述第一組量子比特包含有n個第一量子比特，所述第二組量子比特包括有n個第二量子比特；

第一量子門作用單元，用于將所述第一組量子比特中相鄰兩個第一量子比特之間作用第一量子門，將所述第二組量子比特中相鄰兩個第二量子比特之間作用所述第一量子門；

第二量子門作用單元，用于在作用所述第一量子門后，將所述第一組量子比特中除目標第一量子比特外的其他第一量子比特上作用第二量子門；在作用所述第一量子門后，將所述第二組量子比特中除目標第二量子比特外的其他第二量子比特上作用所述第二量子門；其中，所述目標第二量子比特為與所述目標第一量子比特糾纏的量子比特；