[发明专利]用于执行相位运算的方法和装置

权利要求书

1.一种用于使用以相位加状态准备的第三量子位对第一量子位和第二量子位执行相同相位运算的方法，所述方法包括：

对第三量子位执行第一NOT运算；

计算对第一量子位、第二量子位和第三量子位的受控加法器运算，包括在第四量子位中对受控加法器运算的结果进行编码；

对第四量子位执行相位运算的平方；

取消计算对第一量子位、第二量子位和第三量子位的受控加法器运算；

在第一量子位和第三量子位之间执行CNOT运算，其中第一量子位充当控制；

在第二量子位和第三量子位之间执行CNOT运算，其中第二量子位充当控制；以及

对第三量子位执行第二NOT运算。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，计算受控加法器运算包括：

对第一量子位、第二量子位和第三量子位执行多目标CNOT，其中第一量子位充当控制；

计算第二量子位和第三量子位之间的逻辑AND运算；

在第四量子位中对逻辑AND计算的结果进行编码；以及

在第一量子位和第四量子位之间执行CNOT运算，其中第一量子位充当控制。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，取消计算所述受控加法器运算包括：

对第一量子位和第四量子位执行CNOT运算，其中第一量子位充当控制；

取消计算第二量子位和第三量子位之间的逻辑AND运算；以及

对第一量子位、第二量子位和第三量子位执行多目标CNOT运算，其中第一量子位充当控制。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中：

取消计算对第一量子位、第二量子位和第三量子位的受控加法器运算；

在第一量子位和第三量子位之间执行CNOT运算，其中第一量子位充当控制；

在第二量子位和第三量子位之间执行CNOT运算，其中第二量子位充当控制，包括：

对第一量子位和第四量子位执行CNOT运算，其中第一量子位充当控制；

取消计算第二量子位和第三量子位之间的逻辑AND运算；以及

对第二量子位和第三量子位执行CNOT运算，其中第二量子位充当控制；以及

对第一量子位、第二量子位和第三量子位执行多目标CNOT运算，其中第一量子位充当控制。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，对第三量子位执行第二NOT运算使第三量子位返回到相位加状态。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，最初以任意初始状态准备第一量子位和第二量子位。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中：

以任意初始状态准备第一量子位，以加状态准备第二量子位，并且以相位加状态准备第三量子位；并且

在对第三量子位执行第二NOT运算之后，第二量子位处于相位加状态，第三量子位处于相位加状态，并且已经对第一量子位执行相位运算。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括以相位加状态提供第二量子位，以用于门隐形传输操作。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述门隐形传输操作包括以下中的一个：

使用根据权利要求1所述的方法对第五量子位和第六量子位执行第二相同相位运算；

当使用根据权利要求7所述的方法对第五量子位执行相位运算时，以与第七量子位相同的状态准备第六量子位；或者

对第五量子位执行相位运算。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，对第五量子位执行相位运算包括：

在以相位加状态准备的第二量子位和以任意状态准备的第五量子位之间应用CNOT运算，其中第五量子位充当控制；

测量第二量子位；以及

如果根据测量第二量子位而生成的测量结果指示第二量子位为ON，则对第五量子位应用平方相位运算。