[发明专利]量子态转化方法、装置及电子设备

说明书

本公开提供了一种量子态转化方法、装置及电子设备，涉及量子计算技术领域，具体涉及量子信息处理技术领域。具体实现方案为：基于目标转化关系，构造第一量子态的第一量子系统，第一量子态包括K个初始量子态；基于第一量子态和第二量子态，构造辅助量子态的第二量子系统，第二量子态是基于预设量子态将目标量子态嵌入至第一量子态的希尔伯特空间上得到的；基于目标转化关系下的量子态转化操作、第一量子系统和第二量子系统，对K个初始量子态和辅助量子态进行量子态转化，得到目标量子态和辅助量子态。

技术领域

本公开涉及量子计算技术领域，尤其涉及量子信息处理技术领域，具体涉及一种量子态转化方法、装置及电子设备。

背景技术

量子态转化是量子信息处理中的一个基本问题，也是将量子技术实用化的关键步骤。在一应用场景中，如量子态提纯场景，可以将两个甚至是多个含噪的初始量子态在可允许的操作下转化成噪声较低的目标量子态，且要求目标量子态与理想量子态之间的保真度达到一定阈值。

目前，通常是使用多拷贝的目标量子态转化方案，来实现量子态转化，即将大量拷贝的初始量子态批量转化为多个拷贝的目标量子态。

发明内容

本公开提供了一种量子态转化方法、装置及电子设备。

根据本公开的第一方面，提供了一种量子态转化方法，包括：

基于目标转化关系，构造第一量子态的第一量子系统，所述第一量子态包括K个初始量子态，所述目标转化关系为N个所述初始量子态与M个目标量子态的转化关系，所述第一量子系统包括M个第一量子态分量，所述第一量子态分量通过均匀概率叠加可得到所述第一量子态，N和M均为大于1的整数，N大于或等于M，K是基于N除以M的值向上取整得到；

基于所述第一量子态和第二量子态，构造辅助量子态的第二量子系统，所述第二量子态是基于预设量子态将所述目标量子态嵌入至所述第一量子态的希尔伯特空间上得到的，所述第二量子系统包括M-1个第一子量子系统，所述第一子量子系统包括M个第二量子态分量，所述第二量子态分量为所述第一量子态或所述第二量子态，所述第二量子态分量通过均匀概率叠加可得到所述辅助量子态；

基于所述目标转化关系下的量子态转化操作、所述第一量子系统和所述第二量子系统，对K个所述初始量子态和所述辅助量子态进行量子态转化，得到所述目标量子态和所述辅助量子态。

根据本公开的第二方面，提供了一种量子态转化装置，包括：

第一构造模块，用于基于目标转化关系，构造第一量子态的第一量子系统，所述第一量子态包括K个初始量子态，所述目标转化关系为N个所述初始量子态与M个目标量子态的转化关系，所述第一量子系统包括M个第一量子态分量，所述第一量子态分量通过均匀概率叠加可得到所述第一量子态，N和M均为大于1的整数，N大于或等于M，K是基于N除以M的值向上取整得到；

第二构造模块，用于基于所述第一量子态和第二量子态，构造辅助量子态的第二量子系统，所述第二量子态是基于预设量子态将所述目标量子态嵌入至所述第一量子态的希尔伯特空间上得到的，所述第二量子系统包括M-1个第一子量子系统，所述第一子量子系统包括M个第二量子态分量，所述第二量子态分量为所述第一量子态或所述第二量子态，所述第二量子态分量通过均匀概率叠加可得到所述辅助量子态；

量子态转化模块，用于基于所述目标转化关系下的量子态转化操作、所述第一量子系统和所述第二量子系统，对K个所述初始量子态和所述辅助量子态进行量子态转化，得到所述目标量子态和所述辅助量子态。

根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，