[发明专利]一种待执行操作的量子模拟方法、装置

说明书

本发明公开了一种待执行操作的量子模拟方法、装置，方法包括：获取运算标识符，用于表示待执行操作对应的具体运算；获取辅助标识符，用于表示待执行操作是否处于转置共轭状态；获取一组量子比特位及其表示的量子态空间；一量子比特位包括第一量子比特位和第二量子比特位；第一量子比特位用于表示具体运算的运算对象，第二量子比特位用于表示具体运算的运算对象和/或表示具体运算的运算结果；根据待执行操作是否处于转置共轭状态，对量子态空间各本征态中表示第一量子比特位的子量子态对应的数值和/或第二量子比特位的子量子态对应的数值执行具体运算或具体运算的逆运算。本发明建立了待执行操作运算与量子比特位的关系，填补了技术空白。

技术领域

本发明属于量子计算领域，特别是一种待执行操作的量子模拟方法、装置、电子装置及存储介质。

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，但是，仅依靠各种量子逻辑门构建量子算法时，并没有对应数值的例如加、减、乘、除等基本算术运算功能及其对应逆运算操作的量子逻辑门操作，也没有能够实现数值的例如幂函数、指数函数、对数函数、三角函数和反三角函数等基本初等函数运算功能及其对应逆运算操作的量子逻辑门操作。而依靠各种量子逻辑门构建实现以上所描述的相应功能的等效量子逻辑门时，会存在所需要的各种量子逻辑门数量庞大，构建的量子算法对应的量子线路过于复杂，严重妨碍了量子计算的研究。

因此，急需提供一种能够量子模拟方法，用于量子线路中模拟上述功能运算操作，以填补相关技术空白。

发明内容

本发明的目的是提供一种待执行操作的量子模拟方法、装置、电子装置及存储介质，以解决现有技术中的不足，它能够填补相关技术空白，用于量子线路中模拟待执行操作。

本发明采用的技术方案如下：

一种待执行操作的量子模拟方法，所述方法包括：

获取运算标识符，所述运算标识符用于表示待执行操作对应的具体运算；

获取辅助标识符，所述辅助标识符用于表示待执行操作是否处于转置共轭状态；

获取一组量子比特位及其表示的量子态空间；所述一组量子比特位包括第一量子比特位和第二量子比特位；所述第一量子比特位用于表示所述具体运算的运算对象，所述第二量子比特位用于表示所述具体运算的运算对象和/或表示所述具体运算的运算结果；

根据所述待执行操作是否处于转置共轭状态，对所述量子态空间各本征态中表示所述第一量子比特位的子量子态对应的数值和/或所述第二量子比特位的子量子态对应的数值执行所述具体运算或所述具体运算的逆运算。

如上所述的待执行操作的量子模拟方法，其中，优选的是，所述具体运算用于两个运算对象的运算；

所述第一量子比特位用于表示所述具体运算的一运算对象，所述第二量子比特位用于表示所述具体运算的另一运算对象和表示所述具体运算的运算结果。

如上所述的待执行操作的量子模拟方法，其中，优选的是，所述具体运算为加法运算、减法运算、乘法运算和除法运算之一。

如上所述的待执行操作的量子模拟方法，其中，优选的是，所述根据所述待执行操作是否处于转置共轭状态，对所述量子态空间各本征态中表示所述第一量子比特位的子量子态对应的数值和/或所述第二量子比特位的子量子态对应的数值执行所述具体运算或所述具体运算的逆运算，具体包括：

根据所述辅助标识符判断所述待执行操作是否处于转置共轭状态；