[發明專利]消除量子測量噪聲的方法及系統、電子設備和介質

有效

• 申請號: 202110276285.1
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113011593B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 王琨;陳俁翱;王鑫
• 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;G06F17/16;G06F17/18
• 代理公司: 北京市漢坤律師事務所 11602
• 代理人: 姜浩然;吳麗麗

1.一種消除測量設備的量子測量噪聲的方法，包括：

確定所述測量設備連續執行的最大次數Z，其中，所述Z為正整數；

對于包含Z個整數的集合{0,1,…,K}中的每一個整數k，其中，K＝Z-1：執行M₁次量子計算過程，以基于每次量子計算過程所得到的中間測量結果來計算所述M₁次量子計算過程的平均測量結果，其中，M₁為預設的正整數，并且其中，在每次量子計算過程中，通過量子計算機產生一個n量子比特的量子態ρ，連續執行所述測量設備k+1次以對所述量子態ρ進行測量并得到該次量子計算過程的中間測量結果，n為正整數；以及

基于所有整數k所對應的平均測量結果，利用諾依曼級數確定消除量子測量噪聲后的計算結果的無偏估計。

2.如權利要求1所述的方法，其中，根據以下公式確定所述測量設備連續執行的最大次數Z：

其中，λ為所述測量設備的量子噪聲參數，2ε為預設的消除量子測量噪聲后的計算結果的誤差容忍度。

3.如權利要求2所述的方法，還包括：

獲得所述測量設備的量子測量噪聲矩陣A；以及

獲得所述量子測量噪聲矩陣A的主對角線上的最小值以作為所述量子噪聲參數λ。

4.如權利要求3所述的方法，其中，通過測量校準方法獲得所述測量設備的量子測量噪聲矩陣A。

5.如權利要求2所述的方法，其中，根據以下公式確定執行量子計算過程的次數M₁：

M₁＝2KΔlog₂(2/δ)/ε²

其中，δ為消除量子測量噪聲的置信度。

6.如權利要求1或5中任一項所述的方法，其中，基于以下公式計算所述M₁次量子計算過程的平均測量結果：

其中，s^m,k+1表示第m次量子計算過程所獲得的中間測量結果，m＝1,…,M₁，O為量子比特可觀測量，O(i)表示O第i行、第i列的元素。

7.如權利要求6所述的方法，其中，基于以下公式計算消除量子測量噪聲后的計算結果的無偏估計：

其中，

8.一種消除測量設備的量子測量噪聲的系統，包括：

量子計算機，被配置為：

在每次量子計算過程中產生一個n量子比特的量子態ρ，其中n為正整數；

測量設備，被配置為：

在每次量子計算過程中對所述量子計算機產生的量子態ρ連續測量k+1次，以獲得該次量子計算過程的中間測量結果；

經典計算機，被配置為：

對于每一個整數k：接收所述測量設備在每次量子計算過程所得到的中間測量結果，以基于每次量子計算過程所得到的中間測量結果來計算M₁次量子計算過程的平均測量結果，其中，M₁為預設的正整數；以及

基于所有整數k所對應的平均測量結果，利用諾依曼級數確定消除量子測量噪聲后的計算結果的無偏估計；

其中，k為包含Z個整數的集合{0,1,…,K}中的一個整數，并且其中，Z為正整數，表示所述測量設備連續測量的最大次數，K＝Z-1。

9.如權利要求8所述的系統，其中，所述測量設備連續測量的最大次數Z是根據以下公式確定的：

其中，λ為所述測量設備的量子噪聲參數、2ε為預設的消除量子測量噪聲后的計算結果的誤差容忍度。