[发明专利]一种单振幅量子计算模拟方法

权利要求书

1.一种单振幅量子计算模拟方法，其特征在于，应用于至少一个计算节点，所述方法包括：

接收控制节点发送的目标量子程序的数据信息和目标量子态分量；

根据预设规则和所述数据信息，构建所述目标量子程序对应的无向图；其中，所述无向图的顶点对应量子逻辑门执行前和/或执行后、所操作的量子比特的量子态；所述无向图的每条边对应一个张量，所述张量中的元素由对应量子逻辑门的酉矩阵和所述边连接的顶点取值共同决定；

接收所述控制节点分发的顶点取值；所述顶点取值为所述无向图的顶点中M个顶点的所有取值中的一个或多个，其中M为正整数；

根据所述顶点取值和所述目标量子态分量，计算所述无向图，获得目标子振幅；

将所述目标子振幅反馈至所述控制节点，以使得所述控制节点合并每个所述计算节点发送的每个所述目标子振幅，获得所述目标量子态分量的振幅。

2.根据权利要求1所述的单振幅量子计算模拟方法，其特征在于，所述预设规则包括：

当量子逻辑门为第一类型量子逻辑门时，向无向图添加一条对应边；

当量子逻辑门为第二类型量子逻辑门时，向无向图添加一个顶点和一条对应边；

当量子逻辑门为第三类型量子逻辑门时，向无向图添加两个顶点和一条对应边；

其中，

所述第一类型量子逻辑门为单量子逻辑门或双量子逻辑门，且其对应的酉矩阵为对角矩阵；

所述第二类型量子逻辑门为单量子逻辑门且其对应的酉矩阵为非对角矩阵；

所述第三类型量子逻辑门为双量子逻辑门且其对应的酉矩阵为非对角矩阵。

3.根据权利要求2所述的单振幅量子计算模拟方法，其特征在于，所述根据所述顶点取值和所述目标量子态分量，计算所述无向图，获得目标子振幅的步骤，包括：

根据所述顶点取值和所述目标量子态分量，对所述无向图进行确定值降阶，获得至少一个目标子无向图；

计算所述目标子无向图，获得每一个所述目标子无向图对应的第一子振幅；

对所述第一子振幅求和，获得目标子振幅。

4.根据权利要求3所述的单振幅量子计算模拟方法，其特征在于，所述计算所述目标子无向图，获得所述目标子无向图对应的第一子振幅的步骤，包括：

针对所述目标子无向图中每一顶点，对该顶点的所有连接边执行融合操作，获得一条目标边；对所述目标边执行降阶操作，并删除该顶点；

对所有降阶后的所述目标边的张量求积，获得所述目标子无向图对应的第一子振幅。

5.根据权利要求4所述的单振幅量子计算模拟方法，其特征在于，所述融合操作的步骤，包括：

确定待融合的第一条边和第二条边；

根据所述第二条边的第二顶点组中不与所述第一条边相连的顶点，对所述第一条边的第一张量执行升阶操作，并以升阶后的张量更新所述第一张量；

根据所述第一张量对应的第一顶点组与所述第二顶点组之间的对应关系，确定所述第一张量中每一元素在所述第二条边的第二张量中的对应元素；

遍历所述第一张量中的每一元素，以该元素与其在所述第二张量中对应元素的乘积更新该元素；

删除所述第二条边，并将所述第二条边的除所述该顶点之外的其他顶点连接至所述第一条边。

6.根据权利要求1-5任一项所述的单振幅量子计算模拟方法，其特征在于，所述M个顶点为所述无向图中连接边数最多的前M个顶点。