[发明专利]一种消除QAOA量子电路噪声影响的方法、装置、设备及介质

说明书

本申请公开了一种消除QAOA量子电路噪声影响的方法、装置、设备及存储介质，涉及量子计算技术领域。具体方案为：基于预先设定的QAOA量子电路的噪声模型，和预先设定的量子比特的噪声模型，计算出QAOA量子电路在有噪声环境下的性能指标函数；控制所述QAOA量子电路的噪声强度，通过所述QAOA量子电路在有噪声环境下的性能指标函数得到所述QAOA量子电路在不同噪声强度下的性能指标；使用错误缓除法计算出QAOA量子电路在无噪声环境下的性能指标。本申请实施例能够在有限资源内消除噪声对于QAOA量子电路的影响，使得QAOA量子电路在有噪声环境下仍然能够有效地解决离散优化问题。

技术领域

本申请涉及量子计算技术领域，进一步涉及量子电路技术，尤其是一种消除量子近似优化算法量子电路噪声影响的方法、装置、设备及介质。

背景技术

量子近似优化算法(Quantum Approximate Optimization Algorithm，简称QAOA)是可在含噪中等规模量子(Noise Intermediate-Scale Quantum，简称NISQ)设备上运行的量子算法。QAOA旨在解决计算机、物理和运筹等领域广泛存在的一大类离散优化问题，而对于这类问题，普遍认为不存在通过消耗多项式资源确定性地输出目标的经典算法。因此，QAOA不仅是一个有望在近期制造的量子处理器上验证量子优势的算法，而且还是在组合优化、多体物理和运筹规划等方向具有实际应用前景的算法。

QAOA是量子计算机在近期的一项非常重要的应用，然而制约QAOA应用的一个重要因素是在运行量子算法过程中会受到外界环境噪声的影响，从而导致所谓的退相干(decoherence)现象或者量子门错误(quantum gate error)，从而致使QAOA优势丧失殆尽，甚至给出错误答案。由于现实操作中无法彻底根除或者避免这些错误，所以亟需设计出一个降低噪声对于QAOA量子电路的影响的方案，可以使得量子计算机尽可能更准确地输出结果。

发明内容

本申请提供了一种消除QAOA量子电路噪声影响的方法、装置、设备及介质，能够在有限资源内消除噪声对于QAOA量子电路的影响，使得QAOA量子电路在有噪声环境下仍然能够有效地解决离散优化问题。

第一方面，本申请提供了一种消除QAOA量子电路噪声影响的方法，所述方法包括：

基于预先设定的QAOA量子电路的噪声模型，和预先设定的量子比特的噪声模型，计算出所述QAOA量子电路在有噪声环境下的性能指标函数；

控制所述QAOA量子电路的噪声强度，通过所述QAOA量子电路在有噪声环境下的性能指标函数得到所述QAOA量子电路在不同噪声强度下的性能指标；

使用错误缓除法计算出所述QAOA量子电路在无噪声环境下的性能指标。

第二方面，本申请提供了一种消除QAOA量子电路噪声影响的装置，所述装置包括：第一计算模块、噪声控制模块和第二计算模块；其中，

所述第一计算模块，用于基于预先设定的QAOA量子电路的噪声模型，和预先设定的量子比特的噪声模型，计算出所述QAOA量子电路在有噪声环境下的性能指标函数；

所述噪声控制模块，用于控制所述QAOA量子电路的噪声强度，通过所述QAOA量子电路在有噪声环境下的性能指标函数得到所述QAOA量子电路在不同噪声强度下的性能指标；

所述第二计算模块，用于使用错误缓除法计算出所述QAOA量子电路在无噪声环境下的性能指标。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本申请任意实施例所述的消除QAOA量子电路噪声影响的方法。