[发明专利]量子逻辑门的优化方法、存储介质和计算机设备在审

专利信息
申请号: 202010304129.7 申请日: 2020-04-17
公开(公告)号: CN111369004A 公开(公告)日: 2020-07-03
发明(设计)人: 孔伟成;赵勇杰 申请(专利权)人: 合肥本源量子计算科技有限责任公司
主分类号: G06N10/00 分类号: G06N10/00
代理公司: 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 代理人: 李岩
地址: 230088 安徽省合肥市高新*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 量子 逻辑 优化 方法 存储 介质 计算机 设备
【说明书】:

发明公开了一种量子逻辑门的优化方法、存储介质和计算机设备,优化方法包括以下步骤:获取在待优化量子逻辑门对应的控制波形的脉冲持续时间内的第一采样信号;根据第一采样信号生成N个第一模拟信号;对第一采样信号和各第一模拟信号共N+1个信号数据均进行性能评估,以获得各信号数据分别对应的N+1个评估参数;基于Neder‑Mead优化算法对N+1个信号数据和N+1个评估参数进行处理,以获得优化信号数据,并将优化信号数据作为优化后量子逻辑门对应的控制波形。该优化方法能够实现对控制波形脉冲幅度的优化,进而当优化后的控制波形用于量子芯片时,能够提高量子芯片的性能减少量子算法的控制复杂度。

技术领域

本发明涉及量子技术领域,特别涉及一种量子逻辑门的优化方法、存储介质和计算机设备。

背景技术

在量子比特操控中,通过施加经过调制的脉冲信号实现量子逻辑门操作。为实现量子算法,每个量子比特都需要一组数量为M的脉冲信号,其中每个特定脉冲信号对应一种量子逻辑门操作。量子芯片的性能在很大程度上由脉冲信号决定,因此,如何对脉冲信号进行优化,以提高量子芯片的性能,很有研究意义。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的第一个目的在于提出一种量子逻辑门的优化方法,以实现对控制波形脉冲幅度的优化,提高量子芯片的性能,减少量子算法的控制复杂度。

本发明的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

本发明的第三个目的在于提出一种计算机设备。

为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种量子逻辑门的优化方法,其包括以下步骤:获取在待优化量子逻辑门对应的控制波形的脉冲持续时间内的第一采样信号;根据所述第一采样信号生成N个第一模拟信号,其中,所述第一模拟信号和所述第一采样信号具有同样的精度和幅度区间,N为所述第一采样信号的维度,且各所述第一模拟信号的维度也为N,N为正整数;对所述第一采样信号和各所述第一模拟信号共N+1个信号数据均进行性能评估,以获得各所述信号数据分别对应的N+1个评估参数;基于Neder-Mead优化算法对所述N+1个信号数据和所述N+1个评估参数进行处理,以获得优化信号数据,并将所述优化信号数据作为优化后量子逻辑门对应的控制波形。

根据本发明实施例的量子逻辑门的优化方法,首先基于在待优化量子逻辑门对应的控制波形的脉冲持续时间内的第一采样信号生成N个第一模拟信号,然后分别对所述第一采样信号和各所述第一模拟信号共N+1个信号数据均进行性能评估,以获得各所述信号数据分别对应的N+1个评估参数,进而基于Neder-Mead优化算法对所述N+1个信号数据和所述N+1个评估参数进行处理,以获得优化信号数据,并将所述优化信号数据作为优化后量子逻辑门对应的控制波形。该优化方法实现对控制波形脉冲幅度的优化,进而当优化后的控制波形用于量子芯片时,能够提高量子芯片的性能减少量子算法的控制复杂度。

根据本发明的一个实施例,根据所述第一采样信号生成第一模拟信号,包括:利用随机数生成模拟实际硬件线路的畸变影响的第一扰动信号,其中,所述第一扰动信号的维度为N,所述第一扰动信号的幅度与所述第一采样信号的精度具有相同量级;利用所述第一采样信号与所述第一扰动信号生成所述第一模拟信号。

根据本发明的一个实施例,在所述根据所述第一采样信号生成第一模拟信号之前,还包括:处理所述第一采样信号对应的信号数据,使其具有设定精度且其幅度位于设定区间,其中,所述设定精度和所述设定区间由所述实际硬件线路决定。

根据本发明的一个实施例,在所述利用所述第一采样信号与所述第一扰动信号生成所述第一模拟信号之后,还包括:判断所述第一模拟信号与所述第一采样信号是否具有同样的精度和幅度区间;若是,则继续返回执行利用随机数生成模拟所述实际硬件线路的畸变影响的第一扰动信号的步骤,以生成下一个所述第一模拟信号;若否,则继续返回执行利用随机数生成模拟所述实际硬件线路的畸变影响的第一扰动信号的步骤,以更新当前生成的所述第一模拟信号。

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