[发明专利]量子克里福德电路的容错计算方法、装置、设备及芯片

权利要求书

1.一种量子克里福德电路的容错计算方法，其特征在于，所述方法包括：

将量子克里福德电路分解为s个逻辑克里福德电路，所述s为正整数；

制备所述s个逻辑克里福德电路分别对应的辅助态；

对于所述s个逻辑克里福德电路中的第i个逻辑克里福德电路，将所述第i个逻辑克里福德电路对应的输入态隐形传态至辅助量子比特上；其中，经所述隐形传态后得到的量子态经所述第i个逻辑克里福德电路处理，得到所述第i个逻辑克里福德电路对应的输出态，所述i为小于等于所述s的正整数；

在所述隐形传态的过程中，将所述第i个逻辑克里福德电路对应的输入态和辅助态通过受控非门CNOT进行处理；

对所述输入态对应的物理量子比特在泡利Z方向进行测量，以及对所述辅助态对应的物理量子比特在泡利X方向进行测量，得到测量结果；

根据所述测量结果确定所述第i个逻辑克里福德电路对应的错误症候；

根据所述第i个逻辑克里福德电路对应的错误症候，对所述第i个逻辑克里福德电路对应的输出态进行纠错处理，得到容错计算后的输出态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第i个逻辑克里福德电路对应的错误症候，对所述第i个逻辑克里福德电路对应的输出态进行纠错处理，得到容错计算后的输出态，包括：

根据所述测量结果，确定所需要修正的逻辑泡利X和逻辑泡利Z算子；

根据所述第i个逻辑克里福德电路对应的错误症候，使用量子纠错码对应的解码算法确定错误发生的位置及类型，对所述第i个逻辑克里福德电路对应的输出态进行纠错处理，在修正所述所需要修正的逻辑泡利X和逻辑泡利Z算子后得到所述容错计算后的输出态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制备所述s个逻辑克里福德电路分别对应的辅助态，包括：

确定所述s个逻辑克里福德电路分别对应的辅助态；

构造所述辅助态分别对应的容错制备电路；

通过流水线方式并行使用所述容错制备电路来制备所述辅助态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s小于等于9。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述逻辑克里福德电路是仅包括单类型门的电路，所述单类型门包括受控非门、哈达玛门、相位门中的任意一种。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述辅助态包括以下至少一种：所述受控非门对应的辅助态、所述哈达玛门对应的辅助态、所述相位门对应的辅助态。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将量子克里福德电路分解为s个逻辑克里福德电路，包括：

将所述量子克里福德电路转换成辛矩阵形式，得到所述量子克里福德电路的辛矩阵表示；

对所述量子克里福德电路的辛矩阵表示进行分解，得到所述s个逻辑克里福德电路的辛矩阵表示。

8.一种量子克里福德电路的容错计算装置，其特征在于，所述装置包括：

电路分解模块，用于将量子克里福德电路分解为s个逻辑克里福德电路，所述s为正整数；

辅助态制备模块，用于制备所述s个逻辑克里福德电路分别对应的辅助态；

隐形传态模块，用于对于所述s个逻辑克里福德电路中的第i个逻辑克里福德电路，将所述第i个逻辑克里福德电路对应的输入态隐形传态至辅助量子比特上；其中，经所述隐形传态后得到的量子态经所述第i个逻辑克里福德电路处理，得到所述第i个逻辑克里福德电路对应的输出态，所述i为小于等于所述s的正整数；

错误提取模块，用于在所述隐形传态的过程中，将所述第i个逻辑克里福德电路对应的输入态和辅助态通过受控非门CNOT进行处理；对所述输入态对应的物理量子比特在泡利Z方向进行测量，以及对所述辅助态对应的物理量子比特在泡利X方向进行测量，得到测量结果；根据所述测量结果确定所述第i个逻辑克里福德电路对应的错误症候；

容错计算模块，用于根据所述第i个逻辑克里福德电路对应的错误症候，对所述第i个逻辑克里福德电路对应的输出态进行纠错处理，得到容错计算后的输出态。