[发明专利]纠缠量子态提纯方法、装置、设备、存储介质及产品

说明书

本公开提供了纠缠量子态提纯方法、装置、设备、存储介质及产品，涉及量子计算领域。实现方案为：确定第一组量子比特和第二组量子比特；将第一组中相邻两个第一量子比特之间作用第一量子门，将第二组中相邻两个第二量子比特之间作用第一量子门；在作用所述第一量子门后，将第一组中除目标第一量子比特外的其他第一量子比特上作用第二量子门，将第二组中除目标第二量子比特外的其他第二量子比特上作用第二量子门；获取第一组的第一测量结果，以及第二组的第二测量结果；基于第一测量结果和第二测量结果之间关系对目标第一和第二量子比特对应的纠缠量子态进行提纯处理，得到目标提纯量子态。如此，实现对纠缠量子态的提纯处理。

技术领域

本申请涉及数据处理领域，尤其涉及量子计算领域。

背景技术

量子科技中最重要的资源之一就是量子纠缠(Quantum entanglement)，量子纠缠是量子计算和量子信息处理的基本组成部分。其中，最为重要的就是贝尔态(Bell state)用于描述两个量子比特(或量子系统)间的最大纠缠态，包括四种最大纠缠态。贝尔态在量子安全通信、分布式量子计算等场景都有着至关重要的作用。不幸的是，通过量子设备产生的纠缠态通常是有噪声的，离理想的贝尔态还有一段距离。因此，如何通过可行的物理操作在近期量子设备上有效地进行纠缠蒸馏(Entanglement distillation)，也可称为纠缠提纯(Entanglement purification)从带有噪声的纠缠态中提纯出贝尔态成为了量子科技中的一个核心问题。

发明内容

本公开提供了一种纠缠量子态提纯方法、装置、设备、存储介质及产品。

根据本公开的一方面，提供了一种纠缠量子态提纯方法，包括：

确定第一组量子比特和第二组量子比特，其中，所述第一组量子比特包含有n个第一量子比特，所述第二组量子比特包括有n个第二量子比特；

将所述第一组量子比特中相邻两个第一量子比特之间作用第一量子门，将所述第二组量子比特中相邻两个第二量子比特之间作用所述第一量子门；

在作用所述第一量子门后，将所述第一组量子比特中除目标第一量子比特外的其他第一量子比特上作用第二量子门；在作用所述第一量子门后，将所述第二组量子比特中除目标第二量子比特外的其他第二量子比特上作用所述第二量子门；其中，所述目标第二量子比特为与所述目标第一量子比特纠缠的量子比特；

获取所述第一组量子比特对应的第一测量结果，以及获取所述第二组量子比特对应的第二测量结果；其中，所述第一测量结果表征作用所述第一量子门和作用所述第二量子门后，所述第一组量子比特中除所述目标第一量子比特外的其他第一量子比特的状态信息，所述第二测量结果表征作用所述第一量子门和作用所述第二量子门后，所述第二组量子比特中除所述目标第二量子比特外的其他第二量子比特的状态信息；

基于所述第一测量结果和所述第二测量结果之间关系对所述目标第一量子比特和目标第二量子比特对应的纠缠量子态进行提纯处理，并得到目标提纯量子态。

根据本公开的另一方面，提供了一种纠缠量子态提纯装置，包括：

量子比特组获取单元，用于确定第一组量子比特和第二组量子比特，其中，所述第一组量子比特包含有n个第一量子比特，所述第二组量子比特包括有n个第二量子比特；

第一量子门作用单元，用于将所述第一组量子比特中相邻两个第一量子比特之间作用第一量子门，将所述第二组量子比特中相邻两个第二量子比特之间作用所述第一量子门；

第二量子门作用单元，用于在作用所述第一量子门后，将所述第一组量子比特中除目标第一量子比特外的其他第一量子比特上作用第二量子门；在作用所述第一量子门后，将所述第二组量子比特中除目标第二量子比特外的其他第二量子比特上作用所述第二量子门；其中，所述目标第二量子比特为与所述目标第一量子比特纠缠的量子比特；