[发明专利]确定态能的方法

权利要求书

1.一种用于使用量子计算机确定物理系统的能级的方法，所述物理系统的所述能级通过对多个被加数求和来描述；所述方法包括执行能量估计例程，所述能量估计例程包括：

使用量子门布置准备拟设试验态，所述拟设试验态具有取决于试验态变量的试验态能；

分别估计每个被加数的期望值，所述估计包括基于所述量子门布置构建初始量子电路以对所述拟设试验态进行操作，以及在迭代过程中多次执行被加数期望值确定子例程；

所述能量估计例程进一步包括对每个被加数的期望值估计求和以确定对所述试验态能的估计；

所述方法进一步包括通过对所述能量估计例程应用优化程序来确定所述物理系统的所述能级，所述优化程序包括迭代地更新所述试验态变量以及多次执行所述能量估计例程，以确定针对多个不同拟设试验态中的每个拟设试验态的相应试验态能。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述被加数期望值确定子例程的每次迭代包括构建新量子电路。

3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括对所述拟设试验态操作新构建的量子电路，以获得与对所述被加数期望值的估计相关联的测量值。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述被加数期望值确定子例程的每次迭代中的所述新量子电路基于获得的测量值构建。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中所述量子计算机具有相关联的相干时间T，并且所述被加数期望值确定子例程的每次迭代中的所述新量子电路基于所述相干时间构建。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中所述被加数期望值估计子例程的每次迭代进一步包括基于所述测量值生成分布，并且所述迭代过程包括基于先前迭代的所述分布的均值和标准偏差随着每次迭代更新所述分布。

7.根据权利要求6所述的方法，其中估计每个被加数的所述期望值包括确定在所述被加数期望值确定子例程的最终迭代期间产生的所述分布的所述均值，所述子例程被执行预定次数。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述被加数期望值确定子例程包括：

对所述试验态操作所述量子电路以获得值μ，所述值与对所述被加数的所述期望值的所述估计相关联；

确定误差σ，所述误差与与对所述期望值的所述估计相关联的所述值相关联；以及

基于所确定误差σ和μ的当前值中的至少一个构建新量子电路。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的方法，其中物理系统的所述能级被确定到所需准确度∈，并且所述被加数期望值子例程的每次迭代中的所述新量子电路基于所述所需准确度∈构建。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述被加数期望值子例程的每次迭代中的所述新量子电路在取决于T和∈的复杂度下构建，T为与所述量子计算机相关联的所述相干时间，并且所述新量子电路的所述复杂度对T和∈的依赖性由α给出，其中：

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述能级被确定到所需准确度∈，并且所述被加数期望值确定子例程被重复N次，其中N取决于∈。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述被加数期望值确定子例程被重复N次，其中N基于与所述量子计算机相关联的相干时间T。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中确定所述物理系统的所述能级包括标识最低所确定试验态能。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述试验态变量被更新，从而使下一拟设试验态的所述试验态能更靠近所述物理系统的所述能级。