[发明专利]模拟方法、计算设备、经典设备、存储设备及产品

说明书

本申请公开了量子电路模拟方法、计算设备、经典设备、存储介质及产品，涉及量子控制领域。具体实现方案为：确定需要模拟的量子系统所对应的总哈密顿量，以及所述总哈密顿量所对应的包含有多个子哈密顿量的展示式，其中，所述子哈密顿量在所述展示式中的位置是基于所述量子系统的物理特征而确定的；确定所述子哈密顿量的矩阵范数；基于所有所述子哈密顿量的矩阵范数，确定出最大矩阵范数所对应的目标子哈密顿量在所述展示式中的位置；基于最大矩阵范数所对应的所述目标子哈密顿量在所述展示式中的位置，确定模拟所述量子系统的目标量子电路。如此，实现了对量子系统的模拟。

技术领域

本申请涉及量子计算领域，尤其涉及量子模拟领域。

背景技术

量子计算技术在近几年得到了飞速发展，在可预见的未来量子计算的一个重要应用就是量子模拟(quantum simulation)，即模拟量子系统的动态演化。一个量子系统随时间的演化是由该量子系统的哈密顿量(Hamiltonian)H决定的，具体来说，对于一个其演化由哈密顿量H决定的量子系统而言，该量子系统在演化时间t的量子态|ψ(t)为e^-iHt|ψ(0)，即|ψ(t)＝e^-iHt|ψ(0)，其中，|ψ(0)代表的是这个量子系统的初始状态，是虚数，U＝e^-iHt称之为演化酉矩阵(Unitary matrix)。而量子模拟的目标就是通过设计量子电路来实现该演化酉矩阵U＝e^-iHt，进而以一定的精度制备出时间t的状态|ψ(t)。

发明内容

本申请提供了一种量子电路模拟方法、计算设备、经典设备、存储介质及产品。

根据本申请的一方面，提供了一种量子电路模拟方法，包括：

确定需要模拟的量子系统所对应的总哈密顿量，以及所述总哈密顿量所对应的包含有多个子哈密顿量的展示式，其中，所述子哈密顿量在所述展示式中的位置是基于所述量子系统的物理特征而确定的；

确定所述子哈密顿量的矩阵范数；

基于所有所述子哈密顿量的矩阵范数，确定出最大矩阵范数所对应的目标子哈密顿量在所述展示式中的位置；

基于最大矩阵范数所对应的所述目标子哈密顿量在所述展示式中的位置，确定模拟所述量子系统的目标量子电路。

根据本申请的另一方面，提供了一种计算设备，包括：

哈密顿量确定单元，用于确定需要模拟的量子系统所对应的总哈密顿量，以及所述总哈密顿量所对应的包含有多个子哈密顿量的展示式，其中，所述子哈密顿量在所述展示式中的位置是基于所述量子系统的物理特征而确定的；

矩阵范数确定单元，用于确定所述子哈密顿量的矩阵范数；

位置确定单元，用于基于所有所述子哈密顿量的矩阵范数，确定出最大矩阵范数所对应的目标子哈密顿量在所述展示式中的位置；

目标量子电路确定单元，用于基于最大矩阵范数所对应的所述目标子哈密顿量在所述展示式中的位置，确定模拟所述量子系统的目标量子电路。

根据本申请的再一方面，提供了一种经典设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够以上所述的任一方法。

根据本申请的再一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使计算机执行以上所述的任一方法。

根据本申请的再一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现以上所述的任一方法。