[發(fā)明專利]量子糾纏量化方法和裝置、電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110564404.3
• 申請(qǐng)日: 2021-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113255922B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鑫;趙犇池;陳然一鎏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京百度網(wǎng)訊科技有限公司
• 主分類號(hào): G06N10/40
• 分類號(hào): G06N10/40
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11204
• 代理人: 王達(dá)佐;馬曉亞

本公開(kāi)提供了一種量子糾纏量化方法和裝置，涉及量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)領(lǐng)域。具體實(shí)現(xiàn)方案為：獲取參數(shù)化量子電路以及與參數(shù)化量子電路對(duì)應(yīng)的損失函數(shù)電路，參數(shù)化量子電路包括可調(diào)參數(shù)；將參數(shù)化量子電路作用在兩方量子態(tài)上，得到中間量子態(tài)；將損失函數(shù)電路作用在中間量子態(tài)上，得到損失函數(shù)，損失函數(shù)對(duì)應(yīng)于損失函數(shù)電路的輸出量子態(tài)與初始態(tài)的相似度，初始態(tài)的任意兩個(gè)量子比特之間無(wú)糾纏；調(diào)整可調(diào)參數(shù)，得到損失函數(shù)最大化的損失值；基于損失值，確定兩方量子態(tài)的對(duì)數(shù)負(fù)性。該實(shí)施方式減少了量子糾纏量化過(guò)程中資源消耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及量子計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種量子糾纏量化方法和裝置、電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)

量子糾纏(quantum entanglement)是量子力學(xué)中特有的現(xiàn)象。當(dāng)幾個(gè)粒子在彼此之間相互作用后，由于各個(gè)粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質(zhì)，此時(shí)無(wú)法單獨(dú)描述各自的性質(zhì)，只能描述整體系統(tǒng)的性質(zhì)，這種現(xiàn)象就被稱為量子糾纏。

如何量化量子系統(tǒng)的糾纏程度，在量子領(lǐng)域中是一個(gè)極其重要的問(wèn)題。目前，對(duì)數(shù)負(fù)性(Logarithmic negativity)是用于衡量糾纏程度的一種較為常用方法，而由對(duì)數(shù)負(fù)性的計(jì)算公式可知，采用量子設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)負(fù)性的計(jì)算是一個(gè)較大的難題。

發(fā)明內(nèi)容

提供了一種量子糾纏量化方法和裝置、電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

根據(jù)第一方面，提供了一種量子糾纏量化方法，該方法包括：獲取參數(shù)化量子電路以及與參數(shù)化量子電路對(duì)應(yīng)的損失函數(shù)電路，參數(shù)化量子電路包括可調(diào)參數(shù)；將參數(shù)化量子電路作用在待測(cè)的兩方量子態(tài)上，得到中間量子態(tài)；將損失函數(shù)電路作用在中間量子態(tài)上，得到損失函數(shù)，損失函數(shù)對(duì)應(yīng)于損失函數(shù)電路的輸出量子態(tài)與初始態(tài)的相似度，初始態(tài)的任意兩個(gè)量子比特之間無(wú)糾纏；調(diào)整可調(diào)參數(shù)，得到損失函數(shù)最大化的損失值；基于損失值，確定兩方量子態(tài)的對(duì)數(shù)負(fù)性。

根據(jù)第二方面，提供了一種量子糾纏量化裝置，該裝置包括：獲取單元，被配置成獲取參數(shù)化量子電路以及與參數(shù)化量子電路對(duì)應(yīng)的損失函數(shù)電路，參數(shù)化量子電路包括可調(diào)參數(shù)；中間作用單元，被配置成將參數(shù)化量子電路作用在待測(cè)的兩方量子態(tài)上，得到中間量子態(tài)；損失作用單元，被配置成將損失函數(shù)電路作用在中間量子態(tài)上，得到損失函數(shù)，損失函數(shù)對(duì)應(yīng)于損失函數(shù)電路的輸出量子態(tài)與初始態(tài)的相似度，初始態(tài)的任意兩個(gè)量子比特之間無(wú)糾纏；調(diào)整單元，被配置成調(diào)整可調(diào)參數(shù)，得到損失函數(shù)最大化的損失值；確定單元，被配置成基于損失值，確定兩方量子態(tài)的對(duì)數(shù)負(fù)性。

根據(jù)第三方面，提供了一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括：至少一個(gè)處理器；以及與至少一個(gè)處理器通信連接的存儲(chǔ)器，其中，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被至少一個(gè)處理器執(zhí)行的指令，指令被至少一個(gè)處理器執(zhí)行，以使至少一個(gè)處理器能夠執(zhí)行如第一方面任一實(shí)現(xiàn)方式描述的方法。

根據(jù)第四方面，提供了一種存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令的非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如第一方面任一實(shí)現(xiàn)方式描述的方法。

根據(jù)第五方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面任一實(shí)現(xiàn)方式描述的方法。

本公開(kāi)的實(shí)施例提供的量子糾纏量化方法和裝置，首先，獲取參數(shù)化量子電路以及與量子電路對(duì)應(yīng)的損失函數(shù)電路；其次，將參數(shù)化量子電路作用在待測(cè)的兩方量子態(tài)上，得到中間量子態(tài)；再次，將損失函數(shù)電路作用在中間量子態(tài)上，得到損失函數(shù)；從次，調(diào)整可調(diào)參數(shù)，得到損失函數(shù)最大化的損失值；最后，基于損失值，確定兩方量子態(tài)的對(duì)數(shù)負(fù)性，本公開(kāi)的實(shí)施例適用于不同量子計(jì)算平臺(tái)，具有較高的實(shí)用性；可以對(duì)任意給定態(tài)的兩方量子態(tài)均可以計(jì)算對(duì)數(shù)負(fù)性，提高了量子糾纏量化的通用性；通過(guò)調(diào)整可調(diào)參數(shù)在每輪量子態(tài)優(yōu)化過(guò)程僅采用一次測(cè)量，相較于傳統(tǒng)的量子層析等量子糾纏量計(jì)量方式，減少了量子糾纏量化過(guò)程中資源消耗。