[发明专利]量子逻辑门可移动性的判断方法和系统

说明书

本发明公开了一种量子逻辑门可移动性的判断方法和系统，属于量子计算技术领域。本发明获取量子线路中的目标量子逻辑门和移动方式，在此基础上构建移动后的量子线路、确定相关量子逻辑门，并根据相关量子逻辑门在量子线路中的顺序和移动后的量子线路中的顺序，分别确定第一量子线路、第二量子线路，通过判断第一量子线路与第二量子线路是否等效来确定目标量子逻辑门可移动性。

技术领域

本发明属于量子计算技术领域，更具体地说，涉及一种量子逻辑门可移动性的判断方法和系统。

背景技术

量子程序，是一系列按照一定时序操作量子逻辑门的指令序列，它是由经典语言编写的表征量子比特及其演化的程序，其中与量子计算相关的量子比特、量子逻辑门等等均有相应的经典代码表示。量子程序的执行过程，即是执行量子线路的过程，更具体的说就是对所有的量子逻辑门按照一定时序执行的过程，并且最后常需要通过量子测量操作将结果读取出来。其中，各量子逻辑门在该量子线路中的时序对应各量子逻辑门被执行的时间顺序。

相关技术中，为了简化量子计算，通常需要对量子线路进行优化，将计算复杂度大的量子线路优化成计算复杂度小的量子线路，这就需要判断量子线路中的量子逻辑门是否可以移动或者说其相对顺序是否可以改变，而目前并无对量子逻辑门可移动性进行判断的技术。

发明内容

针对目前无法判断量子线路中量子逻辑门可移动性的问题，本发明提供一种量子逻辑门可移动性的判断方法和系统。

一种量子逻辑门可移动性的判断方法，包括：

获取量子线路中的目标量子逻辑门和移动方式；

根据所述量子线路、所述目标量子逻辑门和所述移动方式，构建移动后的量子线路；

确定与目标量子逻辑门的量子比特相关联的量子逻辑门为相关量子逻辑门，其中，相关联的量子逻辑门是指量子比特与目标量子逻辑门的量子比特存在交集的量子逻辑门；

分别确定由所述相关量子逻辑门构建的第一量子线路、第二量子线路，其中，所述相关量子逻辑门在所述第一量子线路中的顺序与在所述量子线路中的顺序相同，所述相关量子逻辑门在所述第二量子线路中的顺序与在所述移动后的量子线路中的顺序相同；

判断所述第一量子线路与所述第二量子线路是否等效；

若等效，则确定所述目标量子逻辑门可移动。

进一步地，其中：

所述目标量子逻辑门包括第一目标量子逻辑门和第二目标量子逻辑门；

所述移动方式包括下列之一：

所述第一目标量子逻辑门和所述第二目标量子逻辑门交换位置、所述第一目标量子逻辑门移动插入至与所述第二目标量子逻辑门相邻的位置、所述第一目标量子逻辑门移动至替换所述第二目标量子逻辑门。

进一步地，根据所述量子线路、所述目标量子逻辑门和所述移动方式，构建移动后的量子线路，包括：

生成所述量子线路副本和所述目标量子逻辑门副本；

根据所述移动方式，确定所述量子线路副本中用于放置所述目标量子逻辑门副本的目标位置；

将所述目标量子逻辑门副本添加到所述量子线路副本的所述目标位置处；

删除所述量子线路副本中的所述目标量子逻辑门；

将新的量子线路副本确定为移动后的量子线路。

进一步地，所述确定与目标量子逻辑门的量子比特相关联的量子逻辑门为相关量子逻辑门，包括：