[发明专利]具有回退的概率性量子电路的有效综合

权利要求书

1.一种定义量子电路的计算机实现的方法，包括：

建立目标幺正操作到所请求的精度的第一近似；

将所述第一近似扩展到第一多量子比特幺正操作中，所述第一多量子比特幺正操作在成功测量时，在所选择的基中实现所述目标幺正操作；

在所述所选择的基中定义回退电路，其中所述回退电路基于不成功的测量来实现所述目标幺正操作；以及

输出电路定义，所述电路定义包括所述第一多量子比特幺正操作的定义和所述回退电路的定义；以及

基于所述电路定义，构造所述量子电路。

2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述目标幺正操作是目标多量子比特幺正操作，并且所述方法还包括：

基于所述第一多量子比特幺正操作的不成功输出，建立所述目标多量子比特幺正操作到所请求的精度的第二近似；以及

将所述第二近似扩展到第二多量子比特幺正操作中，所述第二多量子比特幺正操作在成功测量时，在所述所选择的基中实现所述目标多量子比特幺正操作，其中所述回退电路基于与所述第二多量子比特幺正操作相关联的不成功测量来实现所述目标多量子比特幺正操作。

3.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：

基于与所述目标幺正操作的一系列近似中的先前近似相关联的多量子比特幺正操作的不成功测量，建立到所请求的精度的所述一系列近似；以及

将所述一系列近似扩展到对应的一系列多量子比特幺正操作中，所述一系列多量子比特幺正操作在成功测量时，在所述所选择的基中实现所述目标幺正操作，其中所述回退电路基于与所述一系列多量子比特幺正操作中的最终多量子比特幺正操作相关联的不成功测量来实现所述目标幺正操作。

4.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述目标幺正操作的所述第一近似基于所述目标幺正操作的有理数分圆近似。

5.根据权利要求4所述的计算机实现的方法，还包括通过求解范数等式来建立所述目标幺正操作的所述有理数分圆近似。

6.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述目标幺正操作是轴向旋转并且由z*/z近似，其中z是分圆整数。

7.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述第一多量子比特幺正操作是关于至少一个辅助量子比特和至少一个主量子比特定义的。

8.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述目标幺正操作是具有的形式的目标单量子比特幺正操作，其中z是分圆有理数，r是概率增强因子，并且L是使得2^L＞|rz|²的最小正整数。

9.根据权利要求8所述的计算机实现的方法，还包括选择的值，使得针对由rz替换的z，范数等式可解。

10.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述第一多量子比特幺正操作被耦合至具有预定状态的至少一个辅助量子比特。

11.根据权利要求10所述的计算机实现的方法，其中所述至少一个辅助量子比特用于具有回退级和测量的多个概率性量子电路中的每一个中，所述回退级与不同的多量子比特幺正操作相关联，并且所述测量与所述多个概率性量子电路中的至少一个相关联。