[发明专利]一种量子态的变换方法及装置

说明书

本发明公开了一种量子态的变换方法及装置，方法包括：获得一组量子比特位、一矩阵的元素信息；其中，一组量子比特位的第一量子态编码有元素的第一类下标的目标取值；从矩阵的元素信息中，查找第一类下标的取值为目标取值的特定类元素的第二类下标的取值及元素数值，并将第二类下标的取值及元素数值信息，编码到一组量子比特位的第一比特位和第二比特位的量子态上；将特定类元素的元素数值信息，编码到一组量子比特位的第三比特位的量子态振幅上，以将第一量子态变换为第一预设形式的第二量子态。利用本发明实施例，能够将量子态变换为应用在量子随机行走中的相关量子态，用于量子计算的经典模拟，以填补相关技术空白。

技术领域

本发明属于量子计算技术领域，特别是一种量子态的变换方法及装置。

背景技术

量子计算机利用量子的叠加性，理论上在某些情形下有指数级加速的能力。譬如破解RSA密钥在经典计算机上需要数百年，而在量子计算机上执行量子算法只需数小时。但是目前量子计算机的受限于量子芯片硬件的发展导致的可操控的比特数有限，因此计算能力有限，并不能普遍地去运行量子算法。普遍地运行量子算法通常需要借助量子计算模拟方法。

在量子算法的模拟实现过程中，通常需要借助各种量子逻辑门构建量子算法。例如，量子随机行走技术在解决哈密顿量模拟以及解线性方程组的量子算法中得到了广泛的应用，但是，为了获得应用在量子随机行走中的相关量子态，还缺乏相应的量子线路。如果利用各种量子逻辑门构建实现该需求的等效量子逻辑门，所需要的量子逻辑门数量庞大，且构建的量子算法对应的量子线路会过于复杂，严重妨碍了量子计算的研究。

因此，急需提供一种能够将量子态变换为应用在量子随机行走中的相关量子态的技术，用于量子计算的经典模拟，以填补相关技术空白。

发明内容

本发明的目的是提供一种量子态的变换方法及装置，以解决现有技术中的不足，它能够将量子态变换为应用在量子随机行走中的相关量子态，用于量子计算的经典模拟，以填补相关技术空白。

本发明采用的技术方案如下：

一种量子态的变换方法，包括：

获得一组量子比特位、一矩阵的元素信息；其中，所述一组量子比特位的第一量子态编码有元素的第一类下标的目标取值；

从所述矩阵的元素信息中，查找所述第一类下标的取值为所述目标取值的特定类元素的第二类下标的取值及元素数值，并将所述第二类下标的取值及元素数值信息，编码到所述一组量子比特位的第一比特位和第二比特位的量子态上；

将所述特定类元素的元素数值信息，编码到所述一组量子比特位的第三比特位的量子态振幅上，以将所述第一量子态变换为第一预设形式的第二量子态。

可选的，所述第一类下标为：行下标，所述第二类下标为：列下标。

可选的，所述特定类元素为：非0元素。

可选的，所述从所述矩阵的元素信息中，查找所述第一类下标的取值与所述目标取值相同的特定类元素的第二类下标的取值及元素数值，并将所述第二类下标的取值及元素数值信息，编码到所述一组量子比特位的第一比特位和第二比特位的量子态上，包括：

将所述目标取值对应的目标行非0元素在该行所有非0中元素的序号，编码到所述一组量子比特位中的第一比特位，以将所述第一量子态变换为第三量子态；其中，所述第三量子态包含所述目标取值和序号信息，组成所述第三量子态的各本征态与各所述序号一一对应；

根据所述目标取值和所述序号，确定所述非0元素的列下标，并将所述列下标编码到所述第一比特位，以将所述第三量子态变换为第四量子态；其中，所述第四量子态包含非0元素的所述目标取值信息和所述列下标信息；