[发明专利]量子处理设备和方法

权利要求书

1.一种使用包括多个量子位的量子系统来计算关于计算问题的解决方案的方法，所述方法包括：

将所述计算问题编码为所述量子系统的问题哈密顿算子，其中，所述问题哈密顿算子是包括多个可调整参数的单体哈密顿算子，并且其中，所述编码包括从所述计算问题确定针对所述多个可调整参数的问题编码配置；

将所述量子系统从初始量子态向所述量子系统的最终哈密顿算子的基态演化，其中，所述最终哈密顿算子是所述问题哈密顿算子和短程哈密顿算子的和，其中，所述问题哈密顿算子的所述多个可调整参数在所述问题编码配置中，并且其中，所述短程哈密顿算子是d体哈密顿算子，并且d与所述计算问题无关；

测量所述多个量子位的至少一部分以获得所述量子系统的读出；以及

从所述读出确定所述计算问题的解决方案。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述量子系统从所述初始量子态向所述最终哈密顿算子的所述基态的演化包括通过量子退火将所述量子系统的初始哈密顿算子转变到所述最终哈密顿算子。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括通过冷却所述量子系统来将处于所述初始量子态的所述量子系统初始化到所述初始哈密顿算子的基态。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述多个可调整参数包括作用于所述多个量子位的单体场的多个场强和/或多个场方向。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其中，执行从所述初始哈密顿算子到所述最终哈密顿算子的量子退火包括将所述初始哈密尓顿算子绝热地演化为最终哈密顿算子。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述短程哈密顿算子是d体哈密尓顿算子，其中，d＝4。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述短程哈密顿算子与所述计算问题无关。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述多个量子位是根据二维晶格或根据三维晶格进行排列的。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述多个量子位是根据二维晶格进行排列的，并且其中，所述短程哈密尓算子顿涉及与所述二维晶格的元格对应的四个量子位的组之间的相互作用。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述计算问题是NP难问题。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述问题哈密顿算子具有形式Σ_kJ_kσ_z^(k)，其中，σ_z^(k)是所述多个量子位中的第k个量子位的泡利算符，其中，每个J_k是系数，并且其中，所述系数J_k构成了所述问题哈密顿算子的所述多个可调整参数。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，确定所述问题编码配置包括：

将所述计算问题映射到辅助计算问题上，其中，所述辅助计算问题包括确定远程自旋模型的基态，特别是具有m体相互作用的远程自旋模型的基态，其中m是1,2或3；以及

从所述远程自旋模型确定所述问题编码配置。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

从所述远程自旋模型中的多个自旋闭环确定所述短程哈密顿算子。