[发明专利]一种用于量子态转化的量子逻辑门获取方法及装置

说明书

本发明公开了一种用于量子态转化的量子逻辑门获取方法及装置，获取若干量子逻辑门，记为第一量子逻辑门集合，其中：所述量子逻辑门的操作位数与所述量子态的位数相同；获取所述第一量子逻辑门集合中每个所述量子逻辑门施加在量子芯片上时各所述量子逻辑门对应的保真度，记为第一保真度集合；根据所述第一保真度集合确定所述目标量子逻辑门，本发明通过以上步骤获得可以用于量子态转化的量子逻辑门，可以针对不同的问题根据需要对量子态进行转化，以简化操作难度。

技术领域

本发明属于量子信息技术领域，特别是一种用于量子态转化的量子逻辑门获取方法及装置。

背景技术

量子计算是一门将逻辑信息编码在可以相互转化的两个量子态—量子比特上，利用量子比特系统构建高度复杂的量子中央处理器——量子芯片，利用量子芯片实现对存储在复杂量子态中的信息可编程操作——量子逻辑门与量子算法，最终实现量子信息处理过程的前沿科学。

利用量子比特的性质，编码在M位量子比特中信息，实际上表现为M个量子比特的量子态，所能够表示的信息有2^M种，当量子比特的位数变多时，对于编码在量子比特的量子比特信息处理困难度就越大。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于量子态转化的量子逻辑门获取方法及装置，可以根据要转化的量子比特量子态获取量子逻辑门。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于量子态转化的目标量子逻辑门的获取方法，所述量子态由不少于两个量子比特的量子态表征，包括:

获取若干量子逻辑门，记为第一量子逻辑门集合，其中：所述量子逻辑门的操作位数与所述量子态的位数相同；

获取所述第一量子逻辑门集合中每个所述量子逻辑门施加在量子芯片上时各所述量子逻辑门对应的保真度，记为第一保真度集合，其中：所述量子芯片上的所有量子比特划分为由若干量子比特构成的第一区域和其余量子比特构成的第二区域，所述第一量子逻辑门集合中的所述量子逻辑门作用在所述量子芯片上，使得所述量子芯片中所述第一区域的量子比特处于第一量子态，所述第二区域的量子比特处于第二量子态，每个所述量子逻辑门对应的保真度由所述第一量子态与目标量子态确定，所述目标量子态为所述第一区域中所有量子比特的全部本征态其中之一；

根据所述第一保真度集合确定所述目标量子逻辑门。

进一步的：所述获取若干量子逻辑门，记为第一量子逻辑门集合，包括：

初始化若干组结构参数，记为第一构建集合，其中：所述结构参数由向量表示；

根据所述第一构建集合中的每个所述结构参数构建量子逻辑门，获取所述第一量子逻辑门集合。

进一步的：所述根据所述第一保真度集合确定所述目标量子逻辑门，包括：

确定所述第一保真度集合中最大保真度对应的量子逻辑门为所述目标量子逻辑门。

进一步的：所述根据所述保真度确定所述目标量子逻辑门，包括：

根据所述第一保真度集合中的保真度大小判断所述第一量子逻辑门集合是否需要进化；

若所述第一量子逻辑门集合需要进化，则对所述第一量子逻辑门集合中的所述量子逻辑门进行改进，并获取改进后的所述第一量子逻辑门集合中每个所述量子逻辑门施加在量子芯片上时各所述量子逻辑门对应的保真度，记为第一保真度集合，直至得到无需进化的所述第一量子逻辑门集合；

确定所述第一保真度集合中最大保真度对应的量子逻辑门为所述目标量子逻辑门。

进一步的：所述根据所述第一保真度集合中的保真度大小判断所述第一量子逻辑门集合是否需要进化，包括：

根据所述第一保真度集合中的最大保真度是否小于预设保真度；