[發(fā)明專利]量子系統(tǒng)的基態(tài)獲取方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110726300.8
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113408733B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳玉琴;張士欣;張勝譽
• 申請（專利權(quán)）人: 騰訊科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G06N10/60
• 分類號: G06N10/60
• 代理公司: 北京三高永信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 張所明

本申請公開了一種量子系統(tǒng)的基態(tài)獲取方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)，涉及量子技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括：制備目標量子系統(tǒng)的初態(tài)；對目標量子系統(tǒng)進行n步演化和后處理，第k步演化包括對第k步輸入量子態(tài)進行演化得到第k步演化末態(tài)，第k步后處理包括從第k步演化末態(tài)中去除第k步演化所使用的輔助量子比特的影響，得到第k步輸出量子態(tài)；獲取經(jīng)上述n步演化和后處理得到的第n步輸出量子態(tài)，得到目標量子系統(tǒng)的基態(tài)。本申請?zhí)峁┝艘环N基于非厄米過程的量子模擬算法，來模擬量子系統(tǒng)的基態(tài)，用與系統(tǒng)哈密頓量相關(guān)的實時幺正演化實現(xiàn)了虛實演化的效果，從而在理論上清晰明確地實現(xiàn)基態(tài)模擬，且該過程可直接用量子電路實現(xiàn)，提升了方案的可操作性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請實施例涉及量子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種量子系統(tǒng)的基態(tài)獲取方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

量子系統(tǒng)的基態(tài)是指該量子系統(tǒng)能量最低的本征態(tài)。獲取一個量子系統(tǒng)的基態(tài)，代表著獲取該量子系統(tǒng)最穩(wěn)定的狀態(tài)，這在諸多研究中具有重要應(yīng)用。

在相關(guān)技術(shù)中，提供了基于虛時演化求解量子系統(tǒng)基態(tài)的方案。這種方案求解基態(tài)的理論非常清晰，使得逼近基態(tài)的過程有理論保障。但其使用的e^-Hτ是非幺正的，不能直接分解為可用于量子電路的單比特門或者雙比特門，導(dǎo)致這種方案在實際實現(xiàn)時難度較大。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實施例提供了一種量子系統(tǒng)的基態(tài)獲取方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)。所述技術(shù)方案如下：

根據(jù)本申請實施例的一個方面，提供了一種量子系統(tǒng)的基態(tài)獲取方法，所述方法包括：

制備目標量子系統(tǒng)的初態(tài)；

對所述目標量子系統(tǒng)進行n步演化和后處理；其中，第k步演化包括對第k步輸入量子態(tài)進行演化得到第k步演化末態(tài)；所述第k步后處理包括從所述第k步演化末態(tài)中去除所述第k步演化所使用的輔助量子比特的影響，得到第k步輸出量子態(tài)；所述第k步輸入量子態(tài)包括經(jīng)第k-1步后處理得到的第k-1步輸出量子態(tài)和第k步演化所使用的輔助量子比特的初態(tài)的直積，k為小于或等于n的正整數(shù)；在k等于1的情況下，第1步輸入量子態(tài)包括所述目標量子系統(tǒng)的初態(tài)和第1步演化所使用的輔助量子比特的初態(tài)的直積；

獲取經(jīng)所述n步演化和后處理得到的第n步輸出量子態(tài)，得到所述目標量子系統(tǒng)的基態(tài)。

根據(jù)本申請實施例的一個方面，提供了一種量子系統(tǒng)的基態(tài)獲取裝置，所述裝置包括：

初態(tài)制備模塊，用于制備目標量子系統(tǒng)的初態(tài)；

演化處理模塊，用于對所述目標量子系統(tǒng)進行n步演化和后處理；其中，第k步演化包括對第k步輸入量子態(tài)進行演化得到第k步演化末態(tài)；所述第k步后處理包括從所述第k步演化末態(tài)中去除所述第k步演化所使用的輔助量子比特的影響，得到第k步輸出量子態(tài)；所述第k步輸入量子態(tài)包括經(jīng)第k-1步后處理得到的第k-1步輸出量子態(tài)和第k步演化所使用的輔助量子比特的初態(tài)的直積，k為小于或等于n的正整數(shù)；在k等于1的情況下，第1步輸入量子態(tài)包括所述目標量子系統(tǒng)的初態(tài)和第1步演化所使用的輔助量子比特的初態(tài)的直積；

基態(tài)獲取模塊，用于獲取經(jīng)所述n步演化和后處理得到的第n步輸出量子態(tài)，得到所述目標量子系統(tǒng)的基態(tài)。

根據(jù)本申請實施例的一個方面，提供了一種計算機設(shè)備，所述計算機設(shè)備用于執(zhí)行上述方法。

根據(jù)本申請實施例的一個方面，提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)中存儲有至少一條指令、至少一段程序、代碼集或指令集，所述至少一條指令、所述至少一段程序、所述代碼集或指令集由處理器加載并執(zhí)行以實現(xiàn)上述方法。

本申請實施例提供的技術(shù)方案可以包括如下有益效果：