[发明专利]量子电路操作方法及装置、电子设备和介质

权利要求书

1.一种量子电路操作方法，包括：

执行预定次数的以下操作：

将Q+1个系统量子态以及第一辅助量子比特输入所述量子电路，其中，所述量子电路包括Q个受控门，以在所述第一辅助量子比特、第一系统量子态与各个第二系统量子态之间分别作用所述受控门，并且在所述第一辅助量子比特作用第一个所述受控门之前以及作用最后一个所述受控门之后分别作用H门，其中，所述第二系统量子态为所述Q+1个所述系统量子态中的除所述第一系统量子态之外的Q个系统量子态；

对所述量子电路的所述第一辅助量子比特上输出的量子态进行测量，以获得量子Renyi熵的傅里叶级数表达式中相应的待确定项，其中，所述待确定项基于对所述量子Renyi熵的傅里叶级数表达式的多个展开项进行采样得到，所述预定次数为所述待确定项的个数，Q基于所述待确定项以及预设的估计精度确定，Q为正整数。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述受控门包括单比特旋转门R₁、R₂以及酉算子，其中，

所述单比特旋转门R₁、R₂分别作用于两个第二辅助量子比特中的相应量子比特；以及

所述酉算子作用于所述第一辅助量子比特、与所述单比特旋转门R₂相对应的第二辅助量子比特、所述第一系统量子态以及所述相应的第二系统量子态。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述傅里叶级数表达式根据以下公式确定：

其中，ρ为系统量子态，α为所述量子Renyi熵的参数，α∈(0,1)∪(1,∞)；当l＝2n时，当l＝2n+1时，n为非负整数，其中，其中，为展开项，∈为所述估计精度，Λ为所述系统量子态的非零特征值的下界。

4.如权利要求3所述的方法，其中，对于(l,s)的所有组合，基于以下公式确定所述量子Renyi熵的傅里叶级数表达式的所述多个展开项的概率分布：

其中，M_sl表示矩阵M中的第l行第s列的元素，表示矩阵M的1-范数，l∈{0,1,…,L}、l和s为整数。

5.如权利要求4所述的方法，其中，根据以下公式确定所述待确定项的个数：

其中，δ为常数。

6.一种量子电路操作装置，包括：

操作单元，被配置为执行预定次数的以下操作：

将Q+1个系统量子态以及第一辅助量子比特输入所述量子电路，其中，所述量子电路包括Q个受控门，以在所述第一辅助量子比特、第一系统量子态与各个第二系统量子态之间分别作用所述受控门，并且在所述第一辅助量子比特作用第一个所述受控门之前以及作用最后一个所述受控门之后分别作用H门，其中，所述第二系统量子态为所述Q+1个所述系统量子态中的除所述第一系统量子态之外的Q个系统量子态；

对所述量子电路的所述第一辅助量子比特上输出的量子态进行测量，以获得量子Renyi熵的傅里叶级数表达式中相应的待确定项，

其中，所述待确定项基于对所述量子Renyi熵的傅里叶级数表达式的多个展开项进行采样得到，所述预定次数为所述待确定项的个数，Q基于所述待确定项以及预设的估计精度确定，Q为正整数。

7.如权利要求6所述的装置，其中，所述受控门包括单比特旋转门R₁、R₂以及酉算子，其中，

所述单比特旋转门R₁、R₂分别作用于两个第二辅助量子比特中的相应量子比特；以及

所述酉算子作用于所述第一辅助量子比特、与所述单比特旋转门R₂相对应的第二辅助量子比特、所述第一系统量子态以及所述相应的第二系统量子态。