[發(fā)明專利]多體局域化態(tài)的確定方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111198228.2
• 申請日: 2021-10-14
• 公開（公告）號: CN113935490A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉鑠;張士欣;張勝譽(yù);姚宏
• 申請（專利權(quán)）人: 騰訊科技（深圳）有限公司;清華大學(xué)
• 主分類號: G06N10/20
• 分類號: G06N10/20;G06N10/70
• 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: 孫曉麗

1.一種多體局域化態(tài)的確定方法，其特征在于，所述方法包括：

通過制備線路制備量子多體系統(tǒng)的初態(tài)，所述量子多體系統(tǒng)包括多個量子比特；

通過參數(shù)化量子線路PQC對所述初態(tài)進(jìn)行處理，得到所述PQC的輸出態(tài)；其中，所述PQC的輸出態(tài)用于近似表征所述量子多體系統(tǒng)的本征態(tài)；

通過測量線路對所述PQC的輸出態(tài)進(jìn)行測量，基于測量結(jié)果得到目標(biāo)參數(shù)指標(biāo)，所述目標(biāo)參數(shù)指標(biāo)用于判定所述量子多體系統(tǒng)是否處于多體局域化態(tài)；

在所述目標(biāo)參數(shù)指標(biāo)滿足條件的情況下，確定所述量子多體系統(tǒng)處于所述多體局域化態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)參數(shù)指標(biāo)包括輔助量子比特的本征態(tài)判據(jù)；

所述通過測量線路對所述PQC的輸出態(tài)進(jìn)行測量，基于測量結(jié)果得到目標(biāo)參數(shù)指標(biāo)，包括：

控制所述輔助量子比特處于疊加態(tài)；

通過所述測量線路基于所述輔助量子比特，控制所述量子多體系統(tǒng)做受控時間演化；

測量所述輔助量子比特的自旋x,y,z分量的期望值；

基于所述輔助量子比特的自旋x,y,z分量的期望值，得到所述輔助量子比特的約化密度矩陣；

根據(jù)所述輔助量子比特的約化密度矩陣，得到所述輔助量子比特的本征態(tài)判據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述目標(biāo)參數(shù)指標(biāo)滿足條件的情況下，確定所述量子多體系統(tǒng)處于所述多體局域化態(tài)，包括：

在所述本征態(tài)判據(jù)大于或等于閾值的情況下，確定所述量子多體系統(tǒng)處于所述多體局域化態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述通過所述測量線路基于所述輔助量子比特，控制所述量子多體系統(tǒng)做受控時間演化，包括：

在所述輔助量子比特處于0態(tài)的情況下，保持所述量子多體系統(tǒng)的狀態(tài)不變；

在所述輔助量子比特處于1態(tài)的情況下，控制所述量子多體系統(tǒng)做時間演化。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過PQC對所述初態(tài)進(jìn)行處理，得到所述PQC的輸出態(tài)，包括：

獲取所述PQC的最優(yōu)參數(shù)，所述最優(yōu)參數(shù)是指使得所述PQC對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)收斂時所述PQC的參數(shù)；

設(shè)置所述PQC的參數(shù)為所述最優(yōu)參數(shù)；

通過所述PQC對所述初態(tài)進(jìn)行處理，得到所述PQC的輸出態(tài)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)函數(shù)為所述量子多體系統(tǒng)的能量方差，所述能量方差是指所述量子多體系統(tǒng)的哈密頓量平方的期望值，與所述量子多體系統(tǒng)的哈密頓量的期望值的平方的差值；

所述獲取所述PQC的最優(yōu)參數(shù)，包括：

測量得到所述能量方差分解得到的多個泡利字符串的期望值；

根據(jù)所述多個泡利字符串的期望值，計算得到所述能量方差；

以所述能量方差收斂為目標(biāo)，對所述PQC的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整；

在所述能量方差滿足收斂條件的情況下，獲取所述PQC的參數(shù)作為所述最優(yōu)參數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過制備線路制備量子多體系統(tǒng)的初態(tài)，包括：

制備所述制備線路的輸入態(tài)；

通過所述制備線路對所述制備線路的輸入態(tài)進(jìn)行處理，得到所述量子多體系統(tǒng)的初態(tài)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述制備線路包括第一子線路和第二子線路；

所述通過所述制備線路對所述制備線路的輸入態(tài)進(jìn)行處理，得到所述量子多體系統(tǒng)的初態(tài)，包括：

通過所述第一子線路對所述制備線路的輸入態(tài)進(jìn)行處理，得到所述第一子線路的輸出態(tài)，所述第一子線路的輸出態(tài)為反鐵磁態(tài)；

通過所述第二子線路對所述第一子線路的輸出態(tài)進(jìn)行處理，得到所述量子多體系統(tǒng)的初態(tài)；其中，所述第二子線路用于使不同量子比特之間產(chǎn)生糾纏。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項所述的方法，其特征在于，在所述量子多體系統(tǒng)具有特定性質(zhì)的情況下，所述PQC保持所述量子多體系統(tǒng)的特定性質(zhì)；其中，所述特定性質(zhì)是指磁化強(qiáng)度守恒。