[发明专利]量子状态滤波器及相关方法

摘要

本发明公开了一种量子状态滤波器及相关方法，在保证重构出的密度矩阵满足量子态约束条件下，将proximal Jacobian ADMM算法运用于基于压缩感知的高量子位状态的重构中，算法可以更快地找到更精确的解。该算法在每个子问题中添加近邻项以获得闭式解，避免大规模矩阵运算，极大降低了运算复杂度；同时采用可调步长更新拉格朗日乘子，加快收敛速度，并给出满足算法收敛性的条件，为参数选择提供依据，该滤波器可以快速高精度的实现带有状态稀疏干扰和测量高斯噪声的量子状态及其稀疏干扰和测量高斯噪声的同时估计。

主权项

1.一种量子状态滤波方法，其特征在于，包括：获取测量矩阵A和与之对应的测量向量b；初始化密度矩阵ρk、稀疏干扰Sk、高斯噪声ek、拉格朗日乘子yk与迭代次数k；下一次迭代时，基于PJ‑ADMM算法将密度矩阵ρk、稀疏干扰Sk与高斯噪声ek转换为三个子问题并添加近邻项，且结合测量矩阵A和与之对应的测量向量b来更新密度矩阵ρk、稀疏干扰Sk与高斯噪声ek，进而更新拉格朗日乘子yk；根据当前迭代次数来判断是否满足停止条件；若满足停止条件，则保留最终更新得到的密度矩阵、稀疏干扰、高斯噪声及拉格朗日乘子。