[发明专利]量子电路的优化方法和系统

权利要求书

1.一种量子电路的优化方法，该方法包括以下步骤：

将初始量子电路转换为中间量子电路，其中，所述中间量子电路是第一个克里福德门接着第一组泡利旋转门；并且

通过对所述第一组泡利旋转门中的每个泡利旋转门进行以下操作，生成更新后的量子电路，所述更新后的量子电路是第二个克里福德门之后的第二组泡利旋转门：

在所述第二组泡利旋转门之后插入新的泡利旋转门，其中，所述新的泡利旋转门对应于所述第一组泡利旋转门中的当前泡利旋转门，通过左乘所述第二个克里福德门和右乘所述第二个克里福德门的共轭转置实现，

扫描所述第二组泡利旋转门以确定在非交换的泡利旋转门之前是否存在匹配的泡利旋转门；

响应于确定存在所述匹配的泡利旋转门，从所述第二组泡利旋转门中移除所述匹配的泡利旋转门和所述新的泡利旋转门，并且

如果所述匹配的泡利旋转门和所述新的泡利旋转门具有相反的符号，则采用新的克里福德门替换所述第二个克里福德门，其中，所述新的克里福德门对应于当前第二个克里福德门，通过左乘两次所述新的泡利旋转门实现。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

采用新的第二个克里福德门替换所述第二个克里福德门，其中，所述新的第二个克里福德门是与所述第一个克里福德门共轭的当前第二个克里福德门。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述初始量子电路转换成所述中间量子电路包括：

将所述初始量子电路中的每个T门转换成对应的泡利旋转门；

利用泡利旋转门与克里福德门交换的不变性，将所述初始量子电路中的所有克里福德门移位到算式的后部；并且

将所述初始量子电路中的所有克里福德门合并成单个克里福德门。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在将所述初始量子电路转换成所述中间量子电路之前，对所述初始量子电路进行转换或优化。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述初始量子电路如无法采用非克里福德+T电路来精确表示，所述方法还包括：

在将所述初始量子电路转换成所述中间量子电路之前，将所述初始量子电路转换成可以由克里福德+T电路表示的形式。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，将所述初始量子电路转换成由所述克里福德+T电路表示的形式，所述克里福德+T电路使用辅助的量子比特。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：

返回的所述更新后的量子电路作为所述初始量子电路的更新版本。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在返回所述更新后的量子电路之前，对所述更新后的量子电路进行转换或优化。

9.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括：

在将返回的所述更新后的量子电路作为所述初始量子电路的所述更新版本之前，将所述更新后的量子电路转换为等效的克里福德+T电路。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，确定存在所述匹配的泡利旋转门包括：

评估使用与目标量子硬件的约束保持平衡的所述匹配的泡利旋转门带来的效率增益。