[发明专利]一种基于量子计算的自动驾驶控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于量子计算的自动驾驶控制方法，其特征在于，包括：

获取待控制对象的包含运动信息的向量，将包含运动信息的向量归一化为初始量子态；

将求解预先构建运动信息随时间变化的状态方程的过程映射成量子线路；

执行所述量子线路对初始量子态进行演化；

获取初始量子态演化后的量子末态数据；

根据获取的量子末态数据获得待控制对象下一时刻的运动信息，根据下一时刻的运动信息控制待控制对象的运动状态。

2.根据权利要求1所述的基于量子计算的自动驾驶控制方法，其特征在于，获取待控制对象的包含运动信息的向量，将包含运动信息的向量归一化为初始量子态包括如下子步骤：

采集待控制对象的运动信息；

将运动信息映射变换为包含运动信息的向量；

将包含运动信息的向量进行归一化处理，获得初始量子态。

3.根据权利要求1所述的基于量子计算的自动驾驶控制方法，其特征在于，预先构建运动信息随时间变化的状态方程包括：车辆横向动力学模型的状态方程和车辆横向控制所需的路径跟踪偏差状态方程。

4.根据权利要求3所述的基于量子计算的自动驾驶控制方法，其特征在于，将求解车辆横向动力学模型的状态方程的过程表示为量子门操作，映射成第一量子线路；

将求解车辆横向控制所需的路径跟踪偏差状态方程的过程表示为量子门操作，映射成第二量子线路。

5.根据权利要求4所述的基于量子计算的自动驾驶控制方法，其特征在于，量子门操作包括单比特酉操作门和两比特酉操作门。

6.根据权利要求1所述的基于量子计算的自动驾驶控制方法，其特征在于，将求解预先构建运动信息随时间变化的状态方程的过程映射成量子线路的方法包括如下子步骤：

预先构建量子系统；

将预先构建运动信息随时间变化的状态方程的解展开为多个幺正算符线性叠加的表达式；

将展开后的表达式映射至量子系统，形成量子线路。

7.根据权利要求6所述的基于量子计算的自动驾驶控制方法，其特征在于，量子系统包括第一量子寄存器、第二量子寄存器、第三量子寄存器和工作系统。

8.根据权利要求7所述的基于量子计算的自动驾驶控制方法，其特征在于，将预先构建运动信息随时间变化的状态方程的解展开的幺正算符分别作用到所述第一量子寄存器、所述第二量子寄存器和所述第三量子寄存器上。

9.根据权利要求8所述的基于量子计算的自动驾驶控制方法，其特征在于，对第一寄存器、第二寄存器和第三寄存器进行测量，当三个寄存器上所有比特都处于0时，测量工作系统的量子末态，其中，使用一组测量基矢通过量子态重构方法获取量子末态。

10.一种基于量子计算的自动驾驶控制系统，执行权利要求1-9所述的控制方法，其特征在于，包括:

感知器，用于获取待控制对象的包含运动信息的向量，将包含运动信息的向量归一化为初始量子态；

量子线路映射模块，用于将求解预先构建运动信息随时间变化的状态方程的过程映射成量子线路；

量子处理器，用于执行所述量子线路对初始量子态进行演化；

量子末态数据获取模块，用于获取初始量子态演化后的量子末态数据；

车辆控制器，用于根据获取的量子末态数据获得待控制对象下一时刻的运动信息，根据下一时刻的运动信息控制待控制对象的运动状态。