[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，所述方法包括：

配置并行设置的分布式计算节点，所述分布式计算节点包括相互通信的主核和从核；

配置目标量子程序和目标量子态分量至各所述计算节点的主核，各所述主核根据所述目标量子程序和所述目标量子态分量，构建所述目标量子程序对应的无向图；其中，所述无向图的边对应所述目标量子程序中的量子逻辑门，所述无向图的顶点对应所述量子逻辑门执行前或执行后、所操作的量子比特的量子态；所述无向图的边用张量表示，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的取值共同决定；

各所述主核根据预设拆分原则，获得不同的子无向图；

各所述主核与对应的各所述从核配合，计算每一个所述子无向图，获得对应的目标子振幅；

合并所有所述目标子振幅，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，所述各所述主核与对应的各所述从核配合，计算所述子无向图，获得对应的目标子振幅的步骤，包括：

各所述主核与对应的各所述从核配合，针对所述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；基于该顶点的取值，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，获得所述子无向图对应的目标子振幅。

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，所述融合操作的过程，包括：

所述主核确定待融合的第一条边和第二条边，所述主核与对应的各所述从核配合，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接的顶点，对所述第一条边的第一张量执行升阶操作；

所述主核配置对应的各所述从核的第一计算参数；所述第一计算参数包括所述第一条边的第一顶点组与所述第二顶点组中重合顶点的位置对应关系；

所述主核对应的各所述从核从所述第一张量中获得第一目标数量个第一目标元素，并根据所述位置对应关系从所述第二条边的第二张量中获得每一所述第一目标元素对应的第二目标元素；

所述主核对应的各所述从核将所述第一目标元素与对应的所述第二目标元素相乘，并以所得乘积更新所述第一目标元素；

所述主核删除所述第二条边，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。

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，所述第一计算参数还包括：所述第一张量的第一长度；

所述第一目标数量由以下方式确定：

判断所述主核对应的各所述从核的总数量是否小于所述第一长度；

若所述总数量小于所述第一长度，根据所述第一长度和所述总数量，确定所述第一目标数量；

若所述总数量等于所述第一长度，将所述第一目标数量确定为1；

若所述总数量大于所述第一长度，从所述主核对应的各所述从核中确定所述第一长度个第一目标从核，将所述第一目标从核对应的所述第一目标数量确定为1；将除所述第一目标从核之外的其他所述从核对应的所述第一目标数量确定为0。

5.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，所述升阶操作的过程包括：

所述主核创建第一临时张量，所述第一临时张量的阶数为待升的阶数与待升阶张量的阶数之和；所述待升的阶数为：所述第二顶点组中不与所述第一条边相连接的顶点数；

所述主核配置对应的各所述从核的第二计算参数；

所述主核对应的各所述从核根据所述第二计算参数，从所述待升阶张量中获取第二目标数量个不同的元素，并以所述第二目标数量个不同的元素更新所述第一临时张量；

所述主核使用更新后的所述第一临时张量替代所述待升阶张量。