[發(fā)明專利]一種量子門操控實(shí)驗(yàn)最優(yōu)次數(shù)熵式度量法及智能決策系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210309736.1
• 申請(qǐng)日: 2022-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN115329964A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程啟月;傅宇龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 量子科技長三角產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心
• 主分類號(hào): G06N10/20
• 分類號(hào): G06N10/20;G06N10/40;G06N10/60
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王學(xué)強(qiáng)

本發(fā)明公布的一種量子門操控實(shí)驗(yàn)流程最優(yōu)策略熵式度量方法及智能決策系統(tǒng)，屬于量子計(jì)算與AI智能技術(shù)領(lǐng)域。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中量子門操控實(shí)驗(yàn)流程缺少對(duì)不確定性分析，算法對(duì)指標(biāo)依賴性強(qiáng)需要大規(guī)模量子門檢驗(yàn)，以及無法預(yù)測(cè)量子門操控最優(yōu)實(shí)驗(yàn)次數(shù)等問題，本發(fā)明提供一種量子門操控實(shí)驗(yàn)流程最優(yōu)策略熵式度量方法，根據(jù)系統(tǒng)操控實(shí)驗(yàn)流程，構(gòu)建流程對(duì)應(yīng)的活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，依托拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息流層級(jí)關(guān)系、流向，給出拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)效熵、最大時(shí)效算法和最優(yōu)實(shí)驗(yàn)次數(shù)熵式度量法。本發(fā)明提供智能決策系統(tǒng)，從軟件上將一個(gè)物理系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成量子處理器，實(shí)現(xiàn)不確定條件一類量子門實(shí)驗(yàn)流程策略優(yōu)化和最優(yōu)實(shí)驗(yàn)次數(shù)預(yù)測(cè)，降低大規(guī)模無序?qū)嶒?yàn)風(fēng)險(xiǎn)，提高決策效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及量子計(jì)算、量子信息操控與AI智能技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一類量子門實(shí)驗(yàn)流程最優(yōu)策略決策、量子電路搜索方案優(yōu)選，和量子信息存儲(chǔ)操控最優(yōu)實(shí)驗(yàn)次數(shù)確定方法以及量子信息操控流程智能決策支持系統(tǒng)軟件開發(fā)及應(yīng)用方法。

背景技術(shù)

在量子態(tài)操控微波光子實(shí)現(xiàn)量子態(tài)轉(zhuǎn)變的過程中，大規(guī)模量子信息操控方案優(yōu)化非常重要，它可以提高量子信息在傳輸、處理及檢測(cè)過程中量子計(jì)算保真度預(yù)估值的效率。在大規(guī)模量子信息操控方案優(yōu)化、量子信息保真度操控實(shí)驗(yàn)和量子計(jì)算中，存在三大難題：一是如何在不確定條件下，優(yōu)化量子門實(shí)驗(yàn)流程和量子電路搜索方案；二是如何在不確定條件下，圍繞量子信息操控實(shí)驗(yàn)流程給出對(duì)應(yīng)的最優(yōu)實(shí)驗(yàn)次數(shù)；三是如何從軟件上對(duì)大規(guī)模量子信息操控流程優(yōu)化，通過智能決策系統(tǒng)將一個(gè)物理系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成量子處理器，實(shí)現(xiàn)量子信息操控流程最優(yōu)。

目前，在相關(guān)研究中，有的采用反復(fù)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)做法，存在系統(tǒng)操控實(shí)驗(yàn)流程缺少對(duì)不確定因素的分析，對(duì)操控實(shí)驗(yàn)事前預(yù)測(cè)做出正確判斷，難以實(shí)現(xiàn)。為防止大規(guī)模量子門檢驗(yàn)，有的采用量子電路結(jié)構(gòu)搜索算法，該算法存在依賴于樹形超級(jí)網(wǎng)絡(luò)空間搜索空間樹的結(jié)構(gòu)與路徑，依賴于不同路徑節(jié)點(diǎn)中權(quán)重值，并且在不確定條件下權(quán)重值確定更加難以實(shí)現(xiàn)。有的采用量子隨機(jī)行走算法對(duì)量子電路優(yōu)選，存在大規(guī)模抽樣中，量子行走法是以概率幅表示轉(zhuǎn)移概率的隨機(jī)行走，概率幅不能完全反映不確定性，策略優(yōu)化仍有不確定性。有的采用基于局域操控的最優(yōu)量子信息操控法，該方法與多參數(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的精密度正相關(guān)，量子態(tài)的不穩(wěn)定性，仍然受到硬件的約束使得操控非常困難，量子物理系統(tǒng)操控的是軟件系統(tǒng)，這種方法也是行不通的。

量子門實(shí)驗(yàn)流程最優(yōu)策略決策、量子電路搜索方案優(yōu)選，和量子信息存儲(chǔ)操控最優(yōu)實(shí)驗(yàn)次數(shù)確定直接關(guān)系到量子信息獲取、傳輸、處理及檢測(cè)過程中量子計(jì)算保真度效率，為在不確定條件下，撇棄對(duì)大規(guī)模量子信息操控和量子線路驗(yàn)證的盲目性，就必須給出相應(yīng)的算法。

從軟件上糾正誤差，將一個(gè)物理系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成量子處理器，實(shí)現(xiàn)不確定條件下一類量子門實(shí)驗(yàn)流程最優(yōu)策略決策、量子電路搜索方案優(yōu)選，和量子信息存儲(chǔ)操控最優(yōu)實(shí)驗(yàn)次數(shù)確定等智能決策，就必須構(gòu)建量子信息操控智能決策系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

1.要解決的技術(shù)問題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，存在量子信息操控實(shí)驗(yàn)流程具有不確定性，最優(yōu)策略決策直接影響量子計(jì)算的準(zhǔn)確性和時(shí)效性；多個(gè)量子比特通過某個(gè)輸入統(tǒng)計(jì)分析確定出的概率具有不確定性，現(xiàn)有的量子電路策略優(yōu)化方法疊加了這一不確定性；在大規(guī)模門操控實(shí)驗(yàn)空間，量子保真度達(dá)成效果受到硬件的約束，與平臺(tái)的精密度正相關(guān)，不能很好解決如何將一個(gè)物理系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成量子處理器。本發(fā)明提供一種量子門操控實(shí)驗(yàn)最優(yōu)次數(shù)熵式度量法及智能決策系統(tǒng)。利用該方法給出不確定條件下量子信息操控流程的時(shí)效、時(shí)效熵、總時(shí)效熵等算法，利用該算法給出量子信息操控實(shí)驗(yàn)流程熵式度量法，和量子信息操控流程最優(yōu)實(shí)驗(yàn)次數(shù)確定的方法，并應(yīng)用在一類量子門實(shí)驗(yàn)流程最優(yōu)策略決策、量子電路搜索方案優(yōu)選，和量子信息存儲(chǔ)操控最優(yōu)實(shí)驗(yàn)次數(shù)確定的智能決策系統(tǒng)研制中，從軟件上對(duì)大規(guī)模量子門檢驗(yàn)優(yōu)化，將一個(gè)物理系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成量子處理器，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)流程最優(yōu)策略和量子電路搜索方案等優(yōu)選。該發(fā)明給出的理論與方法對(duì)于優(yōu)化量子信息操控實(shí)驗(yàn)流程，事先預(yù)測(cè)量子信息操控實(shí)驗(yàn)最優(yōu)次數(shù)，提高量子信息操控實(shí)驗(yàn)效率意義重大。

2.技術(shù)方案

本發(fā)明的目的提供以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。