[发明专利]一种构建量子线路的方法及系统

权利要求书

1.一种构建量子线路的方法，其步骤如下：

(1)获取要构建的量子线路信息；

(2)用初始化量子指令对量子线路初始化；

(3)调用量子程序指令集中相应指令实现目标量子线路中所有操作；

(4)量子线路构建完毕。

2.根据权利要求1所述的一种构建量子线路的方法，其特征在于：步骤(2)中，初始化指令包括量子指令QINIT和CREG，其中QINIT指令输入参数为量子比特数目n，定义n个量子比特，初态为|0>；CREG指令输入参数为经典寄存器数目c，定义c个保存测量结果的经典寄存器，初值为0。

3.根据权利要求1所述的一种构建量子线路的方法，其特征在于：步骤(3)中量子程序指令集包括对量子比特序号进行相应的操作的指令集。

4.根据权利要求3所述的一种构建量子线路的方法，其特征在于：量子程序指令集包括，单量子比特逻辑门操作指令：

H，输入参数：量子比特序号q，对q号量子比特进行Hadamard量子逻辑门操作；

RX/RY/RZ，输入参数：量子比特序号q,旋转角度θ，θ用弧度制表示，PI＝π，对q号量子比特进行RX/RY/RZ量子逻辑门操作，旋转角度为θ；

NOT，输入参数：量子比特序号q，对q号量子比特进行量子非门操作。

5.根据权利要求3或4所述的一种构建量子线路的方法，其特征在于：量子程序指令集包括，多量子比特逻辑门操作指令：

CNOT，输入参数：量子比特序号q1,q2，对q1和q2号量子比特进行CNOT量子门操作，q1号为控制量子比特，q2号为目标量子比特；

CR，输入参数：量子比特序号q1,q2，旋转角度θ，θ用弧度制表示，PI＝π，对q1和q2号量子比特进行控制相位门操作，旋转角度为θ，q1号为控制量子比特，q2号为目标量子比特；

TOFFOLI，输入参数：量子比特序号q1,q2,q3，对q1,q2和q3号量子比特进行TOFFOLI门操作，q1,q2号为控制量子比特，q3号为目标量子比特。

6.根据权利要求5所述的一种构建量子线路的方法，其特征在于：量子程序指令集包括，量子比特进行测量操作指令：

MEASURE，输入参数：量子比特序号q，经典寄存器序号c，对q号量子比特进行测量操作，测量结果保存在c号经典寄存器中。

7.根据权利要求6所述的一种构建量子线路的方法，其特征在于：量子程序指令集包括，对整体量子线路做转置共轭操作指令：DAGGER，ENDDAGGER，输入参数：无，转置共轭操作，DAGGER为起始标志，ENDDAGGER为结束标志，两者定义一个作用域，对作用域中的量子线路做转置共轭操作。

8.根据权利要求7所述的一种构建量子线路的方法，其特征在于：量子程序指令集包括，对整体量子线路起控制操作指令：CONTROL，ENDCONTROL，输入参数：量子比特序号q，控制操作，CONTROL为起始标志，ENDCONTROL为结束标志，两者定义一个作用域，q号量子比特对作用域中的量子线路起控制作用。

9.一种构建量子线路的系统，其特征在于：包括量子计算机，量子计算机采用权利要求1-8任一所述的一种构建量子线路的方法进行量子线路的构建。