[发明专利]用于量子态信息降维编码的量子逻辑门的确定方法及装置

权利要求书

1.一种用于量子态信息降维编码的量子逻辑门的确定方法，其特征在于，包括:

根据M位量子比特的位数确定M位量子比特的本征态集合，记为第一量子态集合；且确定量子信息降维编码的目标量子比特位数N，其中：N小于M；

根据M-N位量子比特的位数确定M-N位量子比特的本征态集合，记为第三量子态集合；并从所述第三量子态集合中选定其中一个本征态，记为特征量子态；

根据所述第一量子态集合和所述特征量子态确定的保真度确定用于量子态信息降维编码的目标量子逻辑门，其中，确定所述保真度的方法包括：获取若干量子逻辑门，记为第一量子逻辑门集合，其中：所述量子逻辑门均为M位；获取所述第一量子逻辑门集合中每个所述量子逻辑门施加在量子芯片上时各所述量子逻辑门对应的保真度，记为第一保真度集合，根据所述第一保真度集合确定所述目标量子逻辑门。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述第一量子态集合和所述目标量子逻辑门确定第二量子态集合；其中：所述第二量子态集合由若干种N位量子比特的量子态构成，所述第二量子态集合中的元素与所述第一量子态集合中的元素个数相同、且一一对应；

将所述第二量子态集合作为降维后的目标量子态信息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述第一量子逻辑门集合中每个所述量子逻辑门施加在量子芯片上时各所述量子逻辑门对应的保真度，包括：

将所述量子芯片上的所有量子比特划分为由M-N个量子比特构成的第一区域和N个量子比特构成的第二区域；

所述第一量子逻辑门集合中的所述量子逻辑门作用在所述量子芯片上，使得所述量子芯片中的所述第一区域的量子比特处于第一量子输出末态，所述第二区域的量子比特处于第二量子输出末态；

每个所述M位量子逻辑门对应的保真度由所述第一量子输出末态和所述特征量子态确定。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取若干量子逻辑门，记为第一量子逻辑门集合，包括：

初始化若干组结构参数，记为第一构建集合，其中：所述结构参数由向量表示；

根据所述第一构建集合中的每个所述结构参数构建量子逻辑门，获取所述第一量子逻辑门集合。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一保真度集合确定所述目标量子逻辑门，包括：

确定所述第一保真度集合中最大保真度对应的量子逻辑门为所述目标量子逻辑门。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一保真度集合确定所述目标量子逻辑门，包括：

根据所述第一保真度集合中的保真度大小判断所述第一量子逻辑门集合是否需要进化；

若所述第一量子逻辑门集合需要进化，则对所述第一量子逻辑门集合中的所述量子逻辑门进行改进，并获取改进后的所述第一量子逻辑门集合中的每个所述量子逻辑门施加在量子芯片上时各所述量子逻辑门对应的保真度，记为第一保真度集合，直至得到无需进化的所述第一量子逻辑门集合；

确定所述第一保真度集合中最大保真度对应的量子逻辑门为所述目标量子逻辑门。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述第一保真度集合中的保真度大小判断所述第一量子逻辑门集合是否需要进化，包括：

根据所述第一保真度集合中的最大保真度是否小于预设保真度；

若是，则确定所述第一量子逻辑门集合需要进化；

若否，则确定所述第一量子逻辑门集合无需进化。