[发明专利]量子电路操作方法及装置、电子设备和介质

说明书

本公开提供了一种量子电路操作方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品，涉及量子计算机领域，尤其涉及量子电路技术领域。实现方案为：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量子电路，量子电路包括Q个受控门，以在第一辅助量子比特、第一系统量子态与各个第二系统量子态之间分别作用受控门，并且在第一辅助量子比特作用第一个受控门之前以及作用最后一个受控门之后分别作用H门，第二系统量子态为除第一系统量子态之外的系统量子态；对量子电路的输出量子态进行测量，以获得量子Renyi熵的傅里叶级数表达式中相应的待确定项。待确定项基于对量子Renyi熵的傅里叶级数表达式的多个展开项进行采样得到。

技术领域

本公开涉及量子计算机领域，尤其涉及量子电路技术领域，具体涉及一种量子电路操作方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

背景技术

在科学研究和工程应用中，估计系统的量子Renyi熵(Quantum Rényi entropy)是一个重要的问题。一般来说，计算物理系统的熵是非常困难的。即使使用现在最先进的超级计算机，当系统量子比特数较多时，超级计算机运行所消耗的时间以及其他大量的资源也是无法接受的。近年来，随着量子计算的兴起，越来越多的人研究量子计算机和使用量子计算机来解决实际问题。

发明内容

本公开提供了一种量子电路操作方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

根据本公开的一方面，提供了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。

根据本公开的另一方面，提供了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。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，该指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本公开所述的方法。

根据本公开的另一方面，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，该计算机指令用于使计算机执行本公开所述的方法。

根据本公开的另一方面，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本公开所述的方法。

根据本公开的一个或多个实施例，可以在近期的量子计算机上运行，能够方便快捷地计算量子Renyi熵的估计值。