[发明专利]一种多个量子态之间的大小比较方法及装置

权利要求书

1.一种多个量子态之间的大小比较方法，其特征在于，所述方法包括：

获得待比较的目标大小关系；

构建用于比较多个量子态的所述目标大小关系对应的量子线路；

运行所述量子线路，对所述量子线路包含的目标量子比特进行测量，比较所述多个量子态以确定是否符合所述目标大小关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标大小关系包括：大于关系、小于等于关系、大于等于关系或小于关系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多个量子态包括：第一量子态和第二量子态；

所述构建用于比较多个量子态的所述目标大小关系对应的量子线路，包括：

获取用于存储所述第一量子态的第一量子比特、存储所述第二量子态的第二量子比特、存储进位信息的第三量子比特和用于存储比较结果的第四量子比特；

根据所述目标大小关系、所述第一量子态和所述第二量子态的每一位，确定对应的用于生成进位信息的第一量子逻辑门、用于根据进位信息生成比较结果的第二量子逻辑门；

将所述第一量子逻辑门添加到所述第一量子比特、所述第二量子比特和所述第三量子比特上，将所述第二量子逻辑门添加到所述第三量子比特和所述第四量子比特上，得到用于比较所述第一量子态和所述第二量子态的所述目标大小关系对应的量子线路。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标大小关系为大于关系；所述根据所述目标大小关系、所述第一量子态和所述第二量子态的每一位，确定对应的用于生成进位信息的第一量子逻辑门、用于根据进位信息生成比较结果的第二量子逻辑门，包括：

对于所述第一量子态的第一位|i₁、所述第二量子态的第一位|j₁，确定作用于所述|i₁对应的第一量子比特、所述|j₁对应的第二量子比特、第一个第三量子比特位的第一量子逻辑门为虚控CNOT门；

对于所述第一量子态的第k位|i_k、所述第二量子态的第k位|j_k，确定作用于|i_k对应的第一量子比特、|j_k对应的第二量子比特、第(k-1)个和第k个第三量子比特位的第一量子逻辑门为虚控OR门、实控Toffoli门；其中，所述k为整数且1＜k＜n，所述n为第一量子比特数量；

对于所述第一量子态的第n位|i_n、所述第二量子态的第n位|j_n至第(n+m)位|j_n+m，确定作用于|j_n至|j_n+m对应的第二量子比特的第一量子逻辑门为X门，以及作用于|i_n对应的第一量子比特、|j_n至|j_n+m对应的第二量子比特、第(n-1)个和第n个第三量子比特位的第一量子逻辑门为实控OR门、虚控Toffoli门；其中，所述m为非负整数；

确定用于根据进位信息生成比较结果的、作用于所述第n个第三量子比特位和所述第四量子比特的第二量子逻辑门为CNOT门。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述量子线路包含的目标量子比特进行测量，比较所述多个量子态以确定是否符合所述目标大小关系，包括：

测量所述第四量子比特的量子态，作为所述比较结果；

根据所述比较结果，确定所述第一量子态和所述第二量子态是否符合所述目标大小关系。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述比较结果，确定所述第一量子态和所述第二量子态是否符合所述目标大小关系，包括：

如果所述比较结果为|1态，确定所述第一量子态和所述第二量子态符合所述目标大小关系；

如果所述比较结果为|0态，确定所述第一量子态和所述第二量子态不符合所述目标大小关系。