[发明专利]一种量子程序的处理方法、装置、存储介质和电子装置

说明书

本发明公开了一种量子程序的处理方法、装置、存储介质和电子装置，方法包括：确定量子程序中的特定量子线路；对所述特定量子线路包含的量子逻辑门划分执行时序；根据每一所述执行时序和各所述量子逻辑门对应的酉矩阵信息，获得与所述特定量子线路对应等价的矩阵信息。利用本发明实施例，能够优化量子线路，减少量子程序中的量子逻辑门数量和量子程序的运行时间，提高量子程序的计算效率。

技术领域

本发明属于量子计算技术领域，特别是一种量子程序的处理方法、装置、存储介质和电子装置。

背景技术

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。

量子计算模拟是一个借助数值计算和计算机科学来仿真遵循量子力学规律的模拟计算，作为一个仿真程序，它依据量子力学的量子比特的基本定律，利用计算机的高速计算能力，刻画量子态的时空演化。

目前，量子计算或模拟的通常步骤是将待转化的实际问题转化成量子程序或量子线路，然后通过量子程序或量子线路的运行得到特定问题的解。量子程序包含有量子线路，量子线路由量子逻辑门组成，量子逻辑门操作为量子逻辑门的酉矩阵操作，某种意义上，一个量子逻辑门操作也可看成一条量子线路。然而，连续的一段量子线路通常包含几十上百个甚至千上万个量子逻辑门操作，数量较大，导致量子程序的运行时间较长，影响量子程序的计算效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种量子程序的处理方法、装置、存储介质和电子装置，以解决现有技术中的不足，它能够用于提高量子程序的计算效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种量子程序的处理方法，包括：

确定量子程序中的特定量子线路；

对所述特定量子线路包含的量子逻辑门划分执行时序；

根据每一所述执行时序和各所述量子逻辑门对应的酉矩阵信息，获得与所述特定量子线路对应等价的矩阵信息。

可选的，所述特定量子线路包括：单量子逻辑门和两量子逻辑门。

可选的，在对所述特定量子线路包含的量子逻辑门划分执行时序前，还包括：

如果所述特定量子线路中存在处于转置共轭dagger状态的部分量子线路，则对所述部分量子线路包含的至少一个量子逻辑门反向排序，并获得该量子逻辑门的酉矩阵的转置共轭矩阵，作为新的酉矩阵信息。

可选的，所述对所述特定量子线路包含的量子逻辑门划分执行时序，包括：

根据当前的特定量子线路信息，将每个量子比特各自执行的第一位量子逻辑门中的单量子逻辑门的执行时序，划分为同一时序；

当所述第一位量子逻辑门中的两量子逻辑门对应的两个位数均为第一位时，将所述两量子逻辑门的执行时序，划分为所述同一时序；否则，将所述两量子逻辑门的执行时序，划分为所述同一时序的下一时序；

删除所述特定量子线路信息包含的、所述同一时序划分完成的量子逻辑门信息，继续执行所述根据当前的特定量子线路信息，将每个量子比特各自执行的第一位量子逻辑门中的单量子逻辑门的执行时序，划分为同一时序的步骤。

可选的，所述根据每一所述执行时序和各所述量子逻辑门对应的酉矩阵信息，获得与所述特定量子线路对应等价的矩阵信息，包括：

对于每一所述执行时序，将该执行时序内的各量子逻辑门对应的酉矩阵，根据量子比特的编号顺序进行张量积运算；其中，在所述特定量子线路存在空量子逻辑门的情况下，所述空量子逻辑门对应的酉矩阵为2*2的单位矩阵；