[發明專利]一種費米子系統的量子模擬方法、裝置、電子設備及介質

在審

• 申請號: 202111090933.0
• 申請日: 2021-09-17
• 公開（公告）號: CN115829037A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 竇猛漢;李葉;何華鑫
• 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: G06N10/20
• 分類號: G06N10/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種費米子系統的量子模擬方法，其特征在于，包括：

將費米子系統的基態變換為量子比特系統的量子態；

將所述費米子系統的費米子算符變換為所述量子比特系統的量子比特算符；

基于所述量子比特系統的量子態和所述量子比特系統的量子比特算符模擬所述費米子系統的哈密頓量。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將費米子系統的基態變換為量子比特系統的量子態，包括：

確定費米子系統映射到量子比特系統的求和集，其中，目標量子比特的求和集以存儲關聯目標軌道的形式表示關聯目標軌道的費米子占據數，所述關聯目標軌道為與所述目標比特具有編碼關系的軌道；

根據所述求和集確定將所述費米子系統的基態變換為所述量子比特系統的量子態的第一變換關系。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，確定費米子系統映射到量子比特系統的求和集，包括：

對所述費米子系統的宇稱進行分層，獲得分層后所述費米子系統的所有軌道的宇稱軌道；

確定所述費米子系統的軌道j與量子比特系統的量子比特j的對應關系，以及確定所述軌道j的宇稱軌道為量子比特j的關聯目標軌道；

根據所述關聯目標軌道獲得所述量子比特j的求和集s(j)，其中，所述求和集s(j)以所述關聯目標軌道的形式表示所述軌道j的費米子占據數總數，所述求和集s(j)的元素為所述關聯目標軌道。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述對所述費米子系統的宇稱進行分層，獲得分層后所述費米子系統的所有軌道的宇稱軌道；包括：

獲取用于所述費米子系統的宇稱分層的分層參數；

根據所述分層參數對所述費米子系統的軌道進行宇稱分層，獲得分層后所有軌道的宇稱軌道，其中：任一所述軌道的宇稱由對應的所述宇稱軌道的宇稱決定。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述分層參數包括第i次分層的分割參數{M_i}，i為大于等于1的正整數；

所述根據所述分層參數對所述費米子系統的軌道進行宇稱分層，獲得分層后所有軌道的宇稱軌道，包括：

初始化所述費米子系統的最后一個軌道的宇稱軌道；

將第i-1次的分割得到的各費米子軌道子段作為第i次的待劃分費米子軌道段，將各所述待劃分費米子軌道段分別按照M_i進行分割；其中：所述待劃分費米子軌道段內的最后一個軌道之外的其它軌道為所述待劃分費米子軌道段內最后一個軌道的宇稱軌道；

針對第i次分割得到的各費米子軌道子段，判斷該費米子軌道子段的最后一個軌道是否具有對應的宇稱軌道；

若否，則確定除該費米子軌道子段內的最后一個軌道之外的其它軌道為該費米子軌道子段內最后一個軌道對應的宇稱軌道。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，若是，則維持該費米子軌道子段的最后一個軌道對應的宇稱軌道不變。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述初始化所述費米子系統的最后一個軌道的宇稱軌道，包括：

根據所述費米子系統的粒子數守恒情況初始化所述費米子系統的最后一個軌道的宇稱軌道。

8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述初始化所述費米子系統的最后一個軌道的宇稱軌道，包括：

初始化所述費米子系統的最后一個軌道的宇稱軌道為空集；或，

初始化所述費米子系統的最后一個軌道的宇稱軌道為自身；或，

初始化所述費米子系統的最后一個軌道的宇稱軌道為所述費米子系統除所述最后一個軌道之外的其它軌道。

9.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述費米子系統的軌道總數量N與分割參數{M_i}的關系為：

其中，M_i為大于等于2的正整數。