[发明专利]一种信息的一维量子卷积计算方法

摘要

本发明公开了一种信息的一维量子卷积计算方法，包括有以下步骤：步骤一，将两组一维信息P₁和P₂分别编码为量子态|f_m>和|f_n>，以P₂作为卷积核，对P₁进行一维量子卷积计算；步骤二，计算量子态张量积步骤三，将量子态|f_l>通过Q_L进行概率幅置换得到量子态|f_l'>；步骤四，对于量子态|f_l'>执行对应加法运算得到量子态步骤五，对量子态|f_n>对应的n个量子比特进行测量，当测量结果为|00…00>时，量子态|f_l”>剩余的m个量子比特的输出结果|g>即为最终的卷积结果；本发明通过采用量子计算相干叠加的方式，实现了信息的高效存储和并行处理，大大减少了卷积计算步骤，为量子计算与人工智能的结合提出了新的解决思路。

主权项

1.一种信息的一维量子卷积计算方法，其特征是：包括有以下步骤：步骤一，将一维信息P₁编码为含有m个量子比特的量子态|f_m>，将一维信息P₂编码为含有n个量子比特的量子态|f_n>，其中m≥n，m、n均为大于零的自然数，以P₂作为卷积核，对P₁进行一维量子卷积计算；步骤二，计算量子态|f_m>与量子态|f_n>的张量积，步骤三，将量子态|f_l>通过Q_L进行概率幅置换得到量子态|f_l'>，所述Q_L是一个含有m+n＝l个量子比特的概率幅置换运算，是由通用量子门中的逻辑门构成的量子门组，并且Q_L矩阵为L行L列的酋矩阵，其中L＝MN，M＝2^m，N＝2ⁿ；步骤四，对应加法计算，对于量子态|f_l'>，将与量子态|f_n>所对应的n个量子比特执行H门运算,并将与量子态|f_m>所对应的剩余的m个量子比特执行单位矩阵运算，从而得到量子态|f_l”>，其中I_M×M表示为M×M的单位矩阵，表示为n个Hadamard门之间进行张量积运算；步骤五，获取卷积结果，对量子态|f_n>对应的n个量子比特进行测量，当测量结果为|00…00>时，量子态|f_l”>剩余的m个量子比特的输出结果|g>即为最终的卷积结果。