[发明专利]量子计算方法及设备

说明书

本申请公开了一种量子计算方法及设备，属于量子计算技术领域。根据该方法，在确定执行量子计算需要使用的一个或多个量子门后，可以根据一个或多个量子门以及设置的执行量子计算的条件确定驱动脉冲的脉冲参数，该条件包括驱动脉冲的相位在量子计算过程中随量子比特的演化时长发生变化。在获得脉冲参数后，可以根据脉冲参数，生成驱动脉冲，并在驱动脉冲的作用下执行量子计算。本申请可以减小噪声对量子计算过程的影响。

技术领域

本申请涉及量子计算技术领域，特别涉及一种量子计算方法及设备。

背景技术

量子计算是通过将量子门(quantum gate，也称量子逻辑门)作用在量子比特上，使得量子比特的量子态发生变化的过程。其中，量子门是对量子比特在量子计算过程中受控演化过程的数学描述。且量子门对量子比特的作用可以使用代表量子门的矩阵与代表量子比特的初始状态的向量的乘积表示。

相关技术中，通常采用绝热量子计算技术进行量子计算。在使用绝热量子计算技术进行量子计算时，需要保证计算过程中的绝热条件，以保证计算过程的有效进行。

但是，该绝热条件会导致计算时长较长，进而导致计算过程较易受到噪声的影响。

发明内容

本申请提供了一种量子计算方法及设备，可以解决目前量子计算的计算过程较易受到噪声的影响的问题。

第一方面，提供了一种量子计算方法，该方法包括：确定执行量子计算需要使用的一个或多个量子门；根据一个或多个量子门以及设置的执行量子计算的条件确定驱动脉冲的脉冲参数，该条件包括驱动脉冲的相位在量子计算过程中随量子比特的演化时长发生变化；根据脉冲参数，生成驱动脉冲；在驱动脉冲的作用下执行量子计算。其中，量子比特的演化时长包括在量子计算过程中从量子比特演化的起始时刻到任一演化时刻的时长，该任一演化时刻包括从量子比特演化的起始时刻到量子比特演化的终止时刻中的任意一个演化时刻。

本申请实施例提供的量子计算方法，通过确定量子计算需要使用的一个或多个量子门，根据该一个或多个量子门以及预先设置的执行量子计算的条件确定驱动脉冲的脉冲参数，并根据该脉冲参数，生成驱动脉冲，再在驱动脉冲的作用下执行量子计算。其中，该条件包括驱动脉冲的相位在量子计算过程中随量子比特的演化时长发生变化。由于量子比特的演化路径由驱动脉冲决定，当驱动脉冲的相位随演化时长变化时，能够通过该驱动脉冲的相位优化量子比特的演化路径，达到缩短演化总时长的目的。相应的，当量子计算的演化总时长越短，量子计算过程受噪声影响的几率越小，因此，当驱动脉冲的相位随时间变化时，相较于演化时长恒定的相关技术，能够减小噪声对量子计算过程的影响，提高量子计算的鲁棒性。

在本申请实施例中，为保证量子计算的计算时间尽量短，可以使驱动脉冲的相位在量子计算过程中随量子比特的演化时长发生变化，以使用驱动脉冲的相位优化量子比特的演化路径，达到缩短演化总时长的目的。并且，在对演化路径进行优化时，可以针对量子计算所要解决的具体量子问题进行优化，且量子计算过程中的量子问题可以通过一个或多个量子门实现，而量子门可以使用量子门作用在量子比特上，使量子比特产生的整体相位表示，相应的，该条件的另一种表达方式可以为：驱动脉冲的相位随解决量子问题时，量子门使量子比特所产生的整体相位发生变化。

也即是，根据一个或多个量子门以及设置的执行量子计算的条件确定驱动脉冲的脉冲参数的实现过程，可以包括：确定该一个或多个量子门作用在量子比特上，使量子比特产生的整体相位；根据一个或多个量子门使量子比特产生的整体相位和条件确定驱动脉冲的相位。

在一种实现方式，该条件可以包括：在量子计算过程中，当量子比特的演化时长越长时，驱动脉冲在演化时长对应的演化时刻的相位越大。

进一步的，该条件可以包括：驱动脉冲的相位随量子比特在量子计算过程中需要产生的角度差与演化时长的乘积线性增大，角度差为量子比特在量子计算过程中需要产生的立体角与2π的差。其中，立体角根据整体相位确定。