[发明专利]量子吉布斯态生成方法、装置及电子设备

权利要求书

1.一种量子吉布斯态生成方法，其特征在于，包括：

获取目标哈密顿量；

根据所述目标哈密顿量对应的自由能函数的多项展开式，确定目标损失函数；

根据所述目标损失函数的取值，确定预设的参数化量子电路中的参数向量对应的目标向量，包括：若所述目标损失函数的取值符合预设条件，则将所述预设的参数化量子电路中各参数的取值构成的参数向量，确定为所述目标向量；

将所述目标向量代入所述预设的参数化量子电路中，确定目标量子电路，其中，所述目标量子电路为根据输出态对应的密度矩阵确定的目标损失函数的取值最小的参数化量子电路；

将所述目标量子电路作用在第一类系统及第二类系统的初始态上，获取所述目标量子电路在第一类系统上的目标量子态，其中，所述第一类系统的维度与所述目标哈密顿量的维度相同；

根据所述目标量子态，确定所述目标哈密顿量对应的吉布斯态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标损失函数的取值，确定预设的参数化量子电路中的参数向量对应的目标向量，包括：

将初始向量代入所述预设的参数化量子电路，根据所述参数化量子电路作用在六组所述第一类系统及所述第二类系统的初始态时的输出值，计算所述目标损失函数的第一取值；

对所述目标损失函数进行最优化处理，确定第一向量；

将所述第一向量代入所述预设的参数化量子电路，根据所述参数化量子电路作用在六组所述第一类系统及所述第二类系统的初始态时的输出值，计算所述目标损失函数的第二取值；

若所述目标损失函数的第一取值与所述目标损失函数的第二取值间的差值，小于或等于预设的收敛参数，则确定所述目标损失函数取值最小时对应的向量为所述目标向量。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述目标损失函数的第二取值之后，还包括：

若所述目标损失函数的第一取值与所述目标损失函数的第二取值间的差值，大于预设的收敛参数，则对所述目标损失函数进行最优化处理，确定第二向量；

将所述第二向量代入所述预设的参数化量子电路，根据所述参数化量子电路作用在六组所述第一类系统及所述第二类系统的初始态时的输出值，计算所述目标损失函数的第三取值；

若所述目标损失函数的第二取值与所述目标损失函数的第三取值间的差值，大于预设的收敛参数，则返回继续对所述目标损失函数进行最优化处理，直至当前计算得到的所述目标损失函数的取值，与相邻的前一次计算得到的目标损失函数的取值间的差值，小于或等于所述预设的收敛参数，则确定所述目标损失函数取值最小时对应的向量为所述目标向量。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将初始向量代入所述预设的参数化量子电路，根据所述参数化量子电路作用在六组所述第一类系统及所述第二类系统的初始态时的输出值，计算所述目标损失函数的第一取值，包括：

将所述初始向量代入所述预设的参数化量子电路，并分别作用在六组所述第一类系统及所述第二类系统的初始态上，以获取第一密度矩阵、第二密度矩阵、第三密度矩阵、第四密度矩阵、第五密度矩阵及第六密度矩阵；

根据所述第一密度矩阵、第二密度矩阵、第三密度矩阵、第四密度矩阵、第五密度矩阵及第六密度矩阵，分别在第一类系统上的量子态，确定所述目标损失函数的第一取值。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标损失函数包括第一子函数、第二子函数及第三子函数；

所述根据所述第一密度矩阵、第二密度矩阵、第三密度矩阵、第四密度矩阵、第五密度矩阵及第六密度矩阵，分别在第一类系统上的量子态，确定所述目标损失函数的第一取值，包括：

根据所述第一密度矩阵在第一类系统上的量子态与所述目标哈密顿量的第一内积，确定所述第一子函数的取值；

根据所述第二密度矩阵和所述第三密度矩阵在所述第一类系统上的第一重合度，确定所述第二子函数的取值；

根据所述第四密度矩阵、所述第五密度矩阵及所述第六密度矩阵，在所述第一类系统上的第二重合度，确定所述第三子函数的取值；

根据所述第一子函数的取值、所述第二子函数的取值及所述第三子函数的取值，确定所述目标损失函数的第一取值。