[发明专利]量子资源估计方法、装置和电子设备

说明书

本申请公开了量子资源估计方法、装置和电子设备，涉及量子计算领域。根据第一矩阵和第二矩阵，获得目标量子门的多个第一函数值，其中，所述第一矩阵和所述第二矩阵的行数相同，且列数相同；根据所述多个第一函数值中目标值的个数，计算所述目标量子门的第二函数值，第二函数值与目标量子门作用的量子比特个数相关联；根据所述第二函数值，确定所述目标量子门所需要的资源量子门数量。本申请中的方法，并不限定目标量子门对应的矩阵为对角矩阵，可提高对目标量子门进行资源估计的效果。

技术领域

本申请涉及计算机技术领域中的量子计算，尤其涉及一种量子资源估计方法、装置和电子设备。

背景技术

量子门合成是量子计算中的一个重要研究方向，通过若干资源量子门(如T门)来合成目标量子门，这首先需要估计合成目标量子门至少需要的资源量子门个数。

目前，在对合成目标量子门所需的资源量子门数量的下界进行估计时，解决的方法为：对于对角形式的量子门，通过计算其等价量子态的名为稳定零化度(stabilizernullity)的资源度量来进行合成所需资源门下界(即资源量子门数量的下界)和量子门之间转换的估计。但是这种求解方式需要目标量子门的矩阵表达为对角矩阵。

也就是说，现有技术中，在对合成目标量子门的资源量子门数量进行估计时，只能对矩阵表达为对角矩阵的目标量子门进行资源估计，从而导致对目标量子门进行资源估计的效果比较差。

发明内容

本申请实施例提供一种量子资源估计方法、装置和电子设备，以解决现有技术对量子门进行资源估计的效果较差的问题。

为解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请第一方面提供一种量子资源估计方法，包括：

根据第一矩阵和第二矩阵，获得目标量子门的多个第一函数值，其中，所述第一矩阵和所述第二矩阵的行数相同，且列数相同；

根据所述多个第一函数值中目标值的个数，计算所述目标量子门的第二函数值，所述第二函数值与目标量子门作用的量子比特个数相关联；

根据所述第二函数值，确定所述目标量子门所需要的资源量子门数量。

进一步的，所述根据第一矩阵和第二矩阵，计算目标量子门的多个第一函数值，包括：

根据如下函数，获得目标量子门的多个第一函数值：

其中，U为所述目标量子门对应的矩阵；

u＝(a₁,a₂,a₃,a₄,...,a_2n-1,a_2n)；

g＝(b₁,b₂,b₃,b₄,...,b_2n-1,b_2n)；

a₁,a₂,...,a_2n,b₁,b₂,...,b_2n的取值为0或1；

i为虚数；

n为所述目标量子门作用的量子比特的个数；

为U的共轭转置矩阵；

为所述第一矩阵，为所述第二矩阵。

进一步的，所述根据所述多个第一函数值中目标值的个数，计算所述目标量子门的第二函数值，包括：