[发明专利]全息量子动力学模拟

权利要求书

1.一种方法，所述方法包括：

由量子计算机的控制器接收量子电路，所述量子计算机包括量子比特管理系统和多个物理量子比特，所述量子电路包括多个电路切片，其中所述多个电路切片中的第一切片包括处于所述量子电路的完全演化层级的第一系统量子比特线的因果锥，并且所述多个电路切片中的第i切片被限定为包含不在所述量子电路的任何系统量子比特线的因果锥内的所有门，所述系统量子比特线达到切片i-j中的所述量子电路的所述完全演化层级，其中0≤j＜i是整数，但是现在可以通过启动一个或多个物理量子比特来执行所述门，所述一个或多个物理量子比特在切片i-1的执行期间已经达到所述完全演化层级，已经任选地被测量，并且重置到处于切片i的基础层级的所述系统量子比特线上；

由所述控制器使得使用所述量子计算机的所述物理量子比特来执行所述量子电路的所述第i切片；

由所述控制器使作为经由所述第i切片的执行而完全演化的所述系统量子比特演化的物理量子比特任选地被测量，并且在所述第i+m切片的基础层级处重新初始化并重新引入到系统量子比特线上，m是正整数；以及

由所述控制器使所述量子计算机使用所述物理量子比特来执行所述量子电路的所述第i+m切片。

2.根据权利要求1所述的方法，其中执行所述量子电路的所述第i切片包括执行所有门，对于所述所有门，传入线和传出线位于所述第i切片内，以便及时向前传播所述系统量子比特。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述量子电路包括至少一条辅助线，并且执行所述量子电路的所述第i切片包括经由酉门使所述第i切片底部的一个或多个系统量子比特与至少一个辅助量子比特进行交互，以便引入所述第i切片底部的所述一个或多个系统量子比特与一个或多个其他切片底部的系统量子比特之间的初始相关性。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述量子电路对由以本地交互为特征的哈密尔顿算子所支配的交互进行编码。

5.根据权利要求1所述的方法，其中每个系统量子比特线对应于与被模拟的物理域的区段相关联的自由度。

6.根据权利要求5所述的方法，其中执行所述量子电路的所述第i切片包括根据算子来演化所述自由度。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述算子是哈密尔顿算子。

8.根据权利要求5所述的方法，其中所述物理域是一维物理域、二维物理域或三维物理域中的一者。

9.根据权利要求5所述的方法，其中所述量子电路模拟在表示所述物理域的晶格上限定的量子态的演化的动力学。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括执行所述多个量子比特中的至少一个物理量子比特的一个或多个测量，以确定对应于所述物理域内的至少一个自由度的值。