[發(fā)明專利]將原始數(shù)據(jù)編碼到量子線路的方法、裝置及存儲介質

有效

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• 申請日: 2022-02-22
• 公開（公告）號: CN114444704B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發(fā)明（設計）人: 方圓;鄒天銳;王晶;竇猛漢
• 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;G06N10/40;H03K19/20
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋

本發(fā)明公開了一種將原始數(shù)據(jù)編碼到量子線路的方法、裝置及存儲介質。所述將原始數(shù)據(jù)編碼到量子線路的方法，包括：獲取原始數(shù)據(jù)并進行預處理，得到目標數(shù)據(jù)；根據(jù)目標數(shù)據(jù)構造目標數(shù)據(jù)對應的角度樹；將目標數(shù)據(jù)對應的角度樹上的節(jié)點分別編碼到量子線路中；利用第一量子邏輯門將量子線路中的量子態(tài)進行結合，并輸出編碼后的量子線路的末量子態(tài)；其中，編碼后的量子線路的末量子態(tài)的振幅與目標數(shù)據(jù)一一對應。本發(fā)明能夠有效減小量子線路的深度，提高編碼效率。

技術領域

本發(fā)明涉及量子計算技術領域，尤其涉及一種將原始數(shù)據(jù)編碼到量子線路的方法、裝置及存儲介質。

背景技術

目前，在根據(jù)應用需求生成量子線路時，主要是對經(jīng)典數(shù)據(jù)進行經(jīng)典振幅編碼，將經(jīng)典數(shù)據(jù)編碼到量子比特的振幅上，輸出編碼后的量子線路。當經(jīng)典數(shù)據(jù)的維度較大時，會使得量子線路的深度過深，導致編碼效率緩慢。因此，如何有效減小量子線路的深度，提高編碼效率，成為當前急需解決的一大難題。

發(fā)明內容

為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明提供一種將原始數(shù)據(jù)編碼到量子線路的方法、裝置及存儲介質，能夠有效減小量子線路的深度，提高編碼效率。

為了解決上述技術問題，第一方面，本發(fā)明一實施例提供一種將原始數(shù)據(jù)編碼到量子線路的方法，包括：

獲取原始數(shù)據(jù)并進行預處理，得到目標數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述目標數(shù)據(jù)構造所述目標數(shù)據(jù)對應的角度樹；

將所述目標數(shù)據(jù)對應的角度樹上的節(jié)點分別編碼到量子線路中；

利用第一量子邏輯門將所述量子線路中的量子態(tài)進行結合，并輸出編碼后的量子線路的末量子態(tài)；其中，所述編碼后的量子線路的末量子態(tài)的振幅與所述目標數(shù)據(jù)一一對應。

進一步地，所述獲取原始數(shù)據(jù)并進行預處理，得到目標數(shù)據(jù)，包括：

對所述原始數(shù)據(jù)進行歸一化處理，得到中間數(shù)據(jù)；

判斷所述中間數(shù)據(jù)的元素個數(shù)是否符合2ⁿ的形式；其中，n為正整數(shù)；

若否，則對所述中間數(shù)據(jù)進行補零處理使其元素個數(shù)達到2ⁿ，得到所述目標數(shù)據(jù)。

進一步地，所述根據(jù)所述目標數(shù)據(jù)構造所述目標數(shù)據(jù)對應的角度樹，包括：

根據(jù)所述目標數(shù)據(jù)生成所述基于第二量子邏輯門的角度矩陣，并根據(jù)所述角度矩陣中的角度旋轉對應的量子比特，得到各個所述量子態(tài)；

根據(jù)分治算法，將各個所述量子態(tài)構造成分治二叉樹，得到所述目標數(shù)據(jù)對應的角度樹。

進一步地，所述利用第一量子邏輯門將所述量子線路中的量子態(tài)進行結合，具體為：

利用所述第一量子邏輯門分別合并所述目標數(shù)據(jù)對應的角度樹父節(jié)點下的兩個量子態(tài)。

進一步地，所述第一量子邏輯門為受控SWAP門。

進一步地，所述第二量子邏輯門為RY門。

第二方面，本發(fā)明一實施例提供一種將原始數(shù)據(jù)編碼到量子線路的裝置，包括：

數(shù)據(jù)預處理模塊，用于獲取原始數(shù)據(jù)并進行預處理，得到目標數(shù)據(jù)；

角度樹構造模塊，用于根據(jù)所述目標數(shù)據(jù)構造所述目標數(shù)據(jù)對應的角度樹；

數(shù)據(jù)編碼模塊，用于將所述目標數(shù)據(jù)對應的角度樹上的節(jié)點分別編碼到量子線路中；

量子態(tài)結合模塊，用于利用第一量子邏輯門將所述量子線路中的量子態(tài)進行結合，并輸出編碼后的量子線路的末量子態(tài)；其中，所述編碼后的量子線路的末量子態(tài)的振幅與所述目標數(shù)據(jù)一一對應。