[发明专利]一种多个量子态之间的大小比较方法及装置

说明书

本发明公开了一种多个量子态之间的大小比较方法及装置，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。利用本发明实施例，能够发挥量子计算的并行加速优势，实现不同大小关系下量子态之间的比较，并填补相关技术的空白。

技术领域

本发明属于量子计算技术领域，特别是一种多个量子态之间的大小比较方法及装置。

背景技术

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机因其具有相对普通计算机更高效的处理数学问题的能力，例如，能将破解RSA密钥的时间从数百年加速到数小时，故成为一种正在研究中的关键技术。

目前，随着量子计算的不断发展，越来越多的量子算法应运而生。然而，对量子态数据之间进行不同大小关系的比较方面，缺少相应的量子算法，以充分发挥量子计算的并行加速优势，这是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多个量子态之间的大小比较方法及装置，以解决现有技术中的不足，发挥量子计算的并行加速优势，能够实现不同大小关系下量子态数据之间的比较，并填补相关技术的空白。

本申请的一个实施例提供了一种多个量子态之间的大小比较方法，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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0R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；