[发明专利]量子程序映射关系的确定方法、装置、介质及电子装置

说明书

本发明公开了一种量子程序映射关系的确定方法、装置、介质及电子装置，方法包括：获取待执行量子程序和量子芯片拓扑结构，构建待执行量子程序对应的带权无向图，其次根据带权无向图，确定待执行量子程序中每个逻辑量子比特的第一参数，再根据量子芯片拓扑结构，获取量子芯片中每个物理量子比特的第二参数，最后根据第一参数、第二参数和量子芯片的保真度，确定待执行量子程序的映射关系，以使待执行量子程序映射关系对应的保真度最高，解决构造待执行量子程序映射关系随机性的问题，减少算法执行次数，优化执行性能，并且可以确定待执行量子程序的最优映射，使得获取的映射关系的保真度高、量子芯片资源利用最大化。

技术领域

本发明属于量子计算技术领域，特别是一种量子程序映射关系的确定方法、装置、介质及电子装置。

背景技术

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机因其具有相对普通计算机更高效的处理数学问题的能力，例如，能将破解RSA密钥的时间从数百年加速到数小时，故成为一种正在研究中的关键技术。

在嘈杂中型量子计算(Noisy Intermediate-Scale Quantum)阶段，对于同一块物理芯片上的多个物理量子比特，其各个物理量子比特的状态是不稳定的，例如两比特量子逻辑门噪声参数以及物理量子比特的退相干时间等因素，均会对物理量子比特的有效利用造成干扰，从而对整个量子线路的运行结果产生未知影响。例如，由于各个物理量子比特的退相干时间不同，若是因为某个物理量子比特退相干时间短而限制了整个量子芯片可运行的量子线路深度，必然导致其他物理量子比特资源的浪费。

现有技术中，确定待执行量子程序的最优映射线路，通常开始需要随机构造量子程序的映射关系，但是随机构造映射关系存在随机性，无法保障算法的实际效果，只能通过多次随机才能使得算法获取更优质的映射关系。

基于此，如何确定待执行量子程序的映射关系，减少算法的执行次数，优化算法的执行性能是一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种量子程序映射关系的确定方法、装置、介质及电子装置，以解决现有技术中的不足，它能够解决因构造待执行量子程序映射关系存在随机性的问题，并且可以确定待执行量子程序的最优映射线路，使得获取的映射关系的保真度高、量子芯片资源利用最大化。

本申请的一个实施例提供了一种量子程序映射关系的确定方法，所述方法包括：

获取待执行量子程序和量子芯片拓扑结构，所述拓扑结构用于表示所述量子芯片中的物理量子比特以及物理量子比特间的连接关系；

构建待执行量子程序对应的带权无向图；

根据所述带权无向图，确定所述待执行量子程序中每个逻辑量子比特的第一参数；

根据所述量子芯片拓扑结构，获取所述量子芯片中每个物理量子比特的第二参数；

根据所述第一参数、第二参数和量子芯片的保真度，确定所述待执行量子程序的映射关系，以使所述待执行量子程序映射关系对应的保真度最高。

可选的，所述量子芯片的保真度包括所述量子芯片拓扑结构中每两个物理量子比特间的双量子逻辑门保真度和每个物理量子比特对应的测量保真度。

可选的，所述构建待执行量子程序对应的带权无向图，包括：

获取所述待执行量子程序中的量子逻辑门及其操作的逻辑量子比特；

基于所述量子逻辑门及其操作的逻辑量子比特，构建待执行量子程序对应的带权无向图，其中，所述带权无向图包括：顶点、无向边和边的权重，所述顶点用于表示所述量子逻辑门操作的逻辑量子比特，所述无向边用于表示所述量子逻辑门，所述边的权重根据操作相同量子比特的量子逻辑门数目确定。