[发明专利]一种自定义量子逻辑门的实现方法、装置

说明书

本发明属于量子计算领域，具体公开了一种自定义量子逻辑门的实现方法、装置，该方法包括：获得种类标识，所述种类标识用于标识对操作对象的目标操作；获得所述种类标识的解析，所述解析用于对一组量子比特位的第一量子态信息中、对应所述操作对象的子量子态信息的数值进行所述目标操作对应的处理，并将处理结果进行所述一组量子比特位的第二量子态信息表示。本发明能够拓展量子计算模拟的应用、降低量子计算模拟的复杂程度，且提高了实现量子态演化的操作的灵活性。

技术领域

本发明属于量子计算领域，特别是一种自定义量子逻辑门的实现方法、装置。

背景技术

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机因其具有相对普通计算机更高效的处理数学问题的能力，例如，能将破解RSA密钥的时间从数百年加速到数小时，故成为一种正在研究中的关键技术。

现在的量子计算模拟采用量子逻辑门构建量子线路，采用量子逻辑门实现量子态的演化操作，该演化操作通过执行量子逻辑门对应的酉矩阵和量子态对应的矩阵的矩阵乘法运算实现。

该过程中，存在以下缺陷和不足：一方面，因为量子逻辑门的功能和种类有限，限制了量子计算模拟的应用、增加了量子计算模拟的复杂程度；另一方面，量子逻辑门对应的酉矩阵受限于矩阵乘法运算中量子态对应的矩阵，因而限制了量子逻辑门的灵活性，也可以理解为限制了待执行的类似量子逻辑门的、实现量子态演化的操作的灵活性。

发明内容

本发明的目的是提供一种自定义量子逻辑门的实现方法、装置，以解决现有技术中的不足，它能够拓展量子计算模拟的应用、降低量子计算模拟的复杂程度，且提高了实现量子态演化的操作的灵活性。

本申请的一个实施例提供了自定义量子逻辑门的实现方法，包括：获得种类标识，所述种类标识用于标识对操作对象的目标操作；获得所述种类标识的解析，所述解析用于对一组量子比特位的第一量子态信息中、对应所述操作对象的子量子态信息的数值进行所述目标操作对应的处理，并将处理结果进行所述一组量子比特位的第二量子态信息表示。

该实施例通过获得种类标识和获得所述种类标识的解析两步确定了了一个自定义量子逻辑门。该自定义量子逻辑门的解析过程通过“对一组量子比特位的量子态信息中、对应所述操作对象的子量子态信息的数值进行所述目标操作对应的处理，并将处理结果进行所述一组量子比特位的量子态信息表示”来实现，在该过程中，通过对量子态信息对应数值进行处理，而不是局限在量子态本身，克服了量子态演化操作只能通过量子逻辑门实现的局限，提高了实现量子态演化操作的灵活性，拓展量子计算模拟的应用、降低量子计算模拟的复杂程度。且本申请实施例提供的自定义量子逻辑门，所能作用的量子比特位数量不受限，可以根据编码操作对象的量子比特位数设置。

本申请的又一个实施例提供了一种自定义量子逻辑门的实现装置，包括：第一获得模块和第二获得模块。

第一获得模块用于获得种类标识，所述种类标识用于标识对操作对象的目标操作；

第二获得模块用于获得所述种类标识的解析，所述解析用于对一组量子比特位的第一量子态信息中、对应所述操作对象的子量子态信息的数值进行所述目标操作对应的处理，并将处理结果进行所述一组量子比特位的第二量子态信息表示。

其中：所述第二获得模块，具体包括：

量子态信息获得模块，用于获得一组量子比特位及其表示的第一量子态信息；所述一组量子比特位中包括分别用于编码所述操作对象和所述处理结果的第一量子比特位和第二量子比特位；