[发明专利]一种基于稀疏线性系统的量子预处理方法及装置

权利要求书

1.一种基于稀疏线性系统的量子预处理方法，其特征在于，包括：

获取稀疏线性系统经诺依曼多项式预处理的第一矩阵、第一向量的各特定类元素信息；

构建表示所述第一矩阵特定类元素的量子态演化的第一量子线路、表示所述第一向量特定类元素的量子态演化的第二量子线路，针对所述第一量子线路和所述第二量子线路，分别执行量子态的演化操作，得到演化后的所述第一量子线路和所述第二量子线路的量子态，其中，所述第一量子线路包括第一Oracle和第二Oracle，所述第一Oracle用于提取所述第一矩阵中非零元素的位置信息，所述第二Oracle用于提取所述第一矩阵中非零元素的元素信息，所述第二量子线路包括第三Oracle，所述第三Oracle用于提取所述第一向量的元素信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特定类元素为：非零元素。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取稀疏线性系统经诺依曼多项式预处理的第一矩阵、第一向量的各特定类元素信息之前，所述方法还包括：

获取稀疏线性系统中第二矩阵、第二向量的元素信息；

根据所述第二矩阵的主对角线元素，构建用于稀疏线性系统预处理的新矩阵；

利用所述诺依曼多项式和新矩阵的逆矩阵，计算第一矩阵及第一向量，其中，所述第一矩阵，所述第一向量，,为尺度化参数，为大于0的整数，为可逆矩阵并且满足。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一量子线路包括第一Oracle和第二Oracle：

所述第一Oracle用于提取所述第一矩阵中非零元素的位置信息，以将所述第一矩阵中第行第个非零元的列序号编码到所述第一量子线路的量子比特位上，

所述第二Oracle用于提取所述第一矩阵中非零元素的元素信息，以将所述第一矩阵中第行第列的元素信息编码到所述第一量子线路的量子比特位上。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一Oracle为，所述第二Oracle为，用于实现：

其中，所述为所述第一矩阵中第行第个非零元的列序号，所述为所述第一矩阵中第行第列的非零元素。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二量子线路包括第三Oracle：

所述第三Oracle用于提取所述第一向量的元素信息，以将所述第一向量的元素信息编码到所述第二量子线路的量子比特位上，其中，编码后的所述第二量子线路的量子比特位上的量子态的振幅与归一化后所述第一向量的元素一一对应。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第三Oracle为,用于实现：

其中，所述是第一向量的归一化常数，所述为第一向量的元素个数。

8.一种基于稀疏线性系统的量子预处理装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取稀疏线性系统经诺依曼多项式预处理的第一矩阵、第一向量的各特定类元素信息；

构建模块，用于构建表示所述第一矩阵特定类元素的量子态演化的第一量子线路、表示所述第一向量特定类元素的量子态演化的第二量子线路，针对所述第一量子线路和所述第二量子线路，分别执行量子态的演化操作，得到演化后的所述第一量子线路和所述第二量子线路的量子态，其中，所述第一量子线路包括第一Oracle和第二Oracle，所述第一Oracle用于提取所述第一矩阵中非零元素的位置信息，所述第二Oracle用于提取所述第一矩阵中非零元素的元素信息，所述第二量子线路包括第三Oracle，所述第三Oracle用于提取所述第一向量的元素信息。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至7任一项中所述的方法。

10.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至7任一项中所述的方法。