[发明专利]一种量子除法运算方法、装置、电子装置及存储介质

说明书

本发明属于量子计算领域，特别是一种量子除法运算方法、装置、电子装置及存储介质，该方法包括获取待运算的被除数数据和除数数据，并将所述被除数数据转换为第一目标量子态，将所述除数数据转换为第二目标量子态；对所述第一目标量子态和所述第二目标量子态，迭代执行减法运算对应的量子态演化，并对所述减法运算的执行次数进行计数，直至将所述被除数数据减为负数；将最终获得的计数结果，作为所述被除数数据与所述除数数据相除的商进行输出。本发明实现可以用于量子线路中的基本算术运算操作，填补了相关技术的空白。

技术领域

本发明属于量子计算领域，特别是一种量子除法运算方法、装置、电子装置及存储介质。

背景技术

量子计算机利用量子的叠加性，理论上在某些情形下有指数级加速的能力。譬如破解RSA密钥在经典计算机上需要数百年，而在量子计算机上执行量子算法只需数小时。但是目前量子计算机的受限于量子芯片硬件的发展导致的可操控的比特数有限，因此计算能力有限，并不能普遍地去运行量子算法。普遍地运行量子算法通常需要借助量子计算模拟方法。

在量子算法的模拟实现过程中，通常需要借助各种量子逻辑门构建量子算法，但是，仅依靠各种量子逻辑门构建量子算法时，并没有对应经典运算例如加、减、乘、除的基本算术运算操作的量子逻辑门。因此，急需提供一种能够实现量子线路中的基本算术运算操作的技术，以填补相关技术空白。

发明内容

本发明的目的是提供一种量子除法运算方法、装置、电子装置及存储介质，以解决现有技术中的不足，它能够填补相关技术空白，用于量子线路中实现基本算术运算操作。

本发明采用的技术方案如下：

本发明实施例提供了一种量子除法运算方法，所述方法包括：

获取待运算的被除数数据和除数数据，并将所述被除数数据转换为第一目标量子态，将所述除数数据转换为第二目标量子态；其中，目标量子态包括：表示所述数据符号的符号位子量子态和表示所述数据数值的数值位子量子态；

对所述第一目标量子态和所述第二目标量子态，迭代执行减法运算对应的量子态演化，并对所述减法运算的执行次数进行计数，直至将所述被除数数据减为负数；其中，每次执行减法运算的被减数为上次执行减法运算的减法结果、减数为所述除数数据；

将最终获得的计数结果，作为所述被除数数据与所述除数数据相除的商进行输出。

可选的，所述对所述第一目标量子态和所述第二目标量子态，迭代执行减法运算对应的量子态演化，并对所述减法运算的执行次数进行计数，直至将所述被除数数据减为负数，包括：

对当前第一目标量子态和所述第二目标量子态，执行减法运算对应的量子态演化，以获得包含减法运算结果的第一目标量子态；

对当前第一预设辅助比特的第三目标量子态和当前第二预设辅助比特的第四目标量子态，执行减法运算对应的量子态演化，以将当前第三目标量子态包含的值加1；其中，所述第三目标量子态包含的初值、所述第四目标量子态包含的值均为-1；

测量当前包含减法运算结果的第一目标量子态的符号位子量子态，判断当前包含减法运算结果的第一目标量子态的符号位的值是否为0；

在当前包含减法运算结果的第一目标量子态的符号位的值为0的情况下，返回执行所述对当前第一目标量子态和当前第二目标量子态，执行减法运算对应的量子态演化的步骤，直至判断出当前包含减法运算结果的第一目标量子态的符号位的值为1。

可选的，所述将最终获得的计数结果，作为所述被除数数据与所述除数数据相除的商进行输出，包括：

将最终获得的第三目标量子态进行输出，其中，所述第三目标量子态包含的值为所述被除数数据与所述除数数据相除的商。

可选的，所述方法还包括：