[发明专利]量子与逻辑门、逆量子与逻辑门及逻辑运算线路生成方法

权利要求书

1.一种量子与逻辑门，其特征在于，所述量子与逻辑门根据以下步骤进行量子比特的与逻辑运算：

获取两个输入量子比特；

基于所述输入量子比特，通过预设的量子操作获取第一输出量子比特和第二输出量子比特，其中，所述第二输出量子比特用于保存两个所述输入量子比特的与逻辑运算结果，所述第一输出量子比特用于指示两个所述输入量子比特的量子态。

2.根据权利要求1所述的量子与逻辑门，其特征在于，所述第一输出量子比特的量子态为预设的至少三种指示量子态中的任意一种，一种指示量子态用于指示两个所述输入量子比特的量子态的一种组合。

3.根据权利要求2所述的量子与逻辑门，其特征在于，所述预设的量子操作由单量子比特X门和量子状态交换门组合实现。

4.根据权利要求3所述的量子与逻辑门，其特征在于，所述三种指示量子态包括|1，|2和|0，所述量子状态交换门用于实现量子态|11和|20之间的交换，所述输入量子比特包括第一输入量子比特和第二输入量子比特；

所述预设的量子操作包括：通过所述单量子比特X门将所述第一输入量子比特的量子态进行变换，获得第一中间量子态，将所述第一中间量子态和所述第二输入量子比特的量子态组合形成第二中间量子态，将所述第二中间量子态输入所述量子状态交换门并获得所述量子状态交换门的输出，基于所述量子状态交换门的输出获取所述第一输出量子比特和所述第二输出量子比特。

5.根据权利要求4所述的量子与逻辑门，其特征在于，当获取到所述第一输出量子比特的量子态和所述第二输出量子比特的量子态时，基于所述第一输出量子比特的指示，通过以下步骤确定所述第一输入量子比特的量子态和所述第二输入量子比特的量子态：

当所述第二输出量子比特的量子态为|1时，所述第一输入量子比特的量子态和所述第二输入量子比特的量子态都为|1；

当所述第二输出量子比特的量子态为|0时，基于所述第一输出量子比特的量子态的指示确定所述第一输入量子比特的量子态和所述第二输入量子比特的量子态，其中，当所述第一输出量子比特的量子态为|1时，所述第一输入量子比特的量子态和所述第二输入量子比特的量子态都为|0，当所述第一输出量子比特的量子态为|2时，所述第一输入量子比特的量子态和所述第二输入量子比特的量子态分别为|0和|1，当所述第一输出量子比特的量子态为|0时，所述第一输入量子比特的量子态和所述第二输入量子比特的量子态分别为|1和|0。

6.一种量子与逻辑门，其特征在于，所述量子与逻辑门包括：第一输入端、第二输入端、量子操作模块、第一输出端和第二输出端；

所述第一输入端和所述第二输入端用于获取两个输入量子比特；

所述量子操作模块用于通过预设的量子操作对两个所述输入量子比特进行处理，获取第一输出量子比特和第二输出量子比特，其中，所述第二输出量子比特用于保存两个所述输入量子比特的与逻辑运算结果，所述第一输出量子比特用于指示两个所述输入量子比特的量子态；

所述第一输出端用于输出所述第一输出量子比特，所述第二输出端用于输出所述第二输出量子比特。

7.一种逆量子与逻辑门，其特征在于，所述逆量子与逻辑门根据以下步骤进行量子比特的与逻辑的逆运算：

获取第三输入量子比特和第四输入量子比特；

基于所述第三输入量子比特和所述第四输入量子比特，通过预设的量子操作获取所述第三输入量子比特对应指示的第三输出量子比特和第四输出量子比特，其中，所述第三输出量子比特和所述第四输出量子比特的与逻辑运算结果等于所述第四输入量子比特的量子态。

8.一种逻辑运算线路生成方法，其特征在于，所述方法包括：

获取目标逻辑运算线路的操作信息；

基于所述操作信息，获取目标逻辑门并构建所述目标逻辑运算线路，其中，所述目标逻辑门包括如权利要求1-6任意一项所述的量子与逻辑门和/或如权利要求7所述的逆量子与逻辑门。