[发明专利]消除量子测量噪声的方法及系统、电子设备和介质

权利要求书

1.一种消除测量设备的量子测量噪声的方法，包括：

确定所述测量设备连续执行的最大次数Z，其中，所述Z为正整数；

对于包含Z个整数的集合{0,1,…,K}中的每一个整数k，其中，K＝Z-1：执行M₁次量子计算过程，以基于每次量子计算过程所得到的中间测量结果来计算所述M₁次量子计算过程的平均测量结果，其中，M₁为预设的正整数，并且其中，在每次量子计算过程中，通过量子计算机产生一个n量子比特的量子态ρ，连续执行所述测量设备k+1次以对所述量子态ρ进行测量并得到该次量子计算过程的中间测量结果，n为正整数；以及

基于所有整数k所对应的平均测量结果，利用诺依曼级数确定消除量子测量噪声后的计算结果的无偏估计。

2.如权利要求1所述的方法，其中，根据以下公式确定所述测量设备连续执行的最大次数Z：

其中，λ为所述测量设备的量子噪声参数，2ε为预设的消除量子测量噪声后的计算结果的误差容忍度。

3.如权利要求2所述的方法，还包括：

获得所述测量设备的量子测量噪声矩阵A；以及

获得所述量子测量噪声矩阵A的主对角线上的最小值以作为所述量子噪声参数λ。

4.如权利要求3所述的方法，其中，通过测量校准方法获得所述测量设备的量子测量噪声矩阵A。

5.如权利要求2所述的方法，其中，根据以下公式确定执行量子计算过程的次数M₁：

M₁＝2KΔlog₂(2/δ)/ε²

其中，δ为消除量子测量噪声的置信度。

6.如权利要求1或5中任一项所述的方法，其中，基于以下公式计算所述M₁次量子计算过程的平均测量结果：

其中，s^m,k+1表示第m次量子计算过程所获得的中间测量结果，m＝1,…,M₁，O为量子比特可观测量，O(i)表示O第i行、第i列的元素。

7.如权利要求6所述的方法，其中，基于以下公式计算消除量子测量噪声后的计算结果的无偏估计：

其中，

8.一种消除测量设备的量子测量噪声的系统，包括：

量子计算机，被配置为：

在每次量子计算过程中产生一个n量子比特的量子态ρ，其中n为正整数；

测量设备，被配置为：

在每次量子计算过程中对所述量子计算机产生的量子态ρ连续测量k+1次，以获得该次量子计算过程的中间测量结果；

经典计算机，被配置为：

对于每一个整数k：接收所述测量设备在每次量子计算过程所得到的中间测量结果，以基于每次量子计算过程所得到的中间测量结果来计算M₁次量子计算过程的平均测量结果，其中，M₁为预设的正整数；以及

基于所有整数k所对应的平均测量结果，利用诺依曼级数确定消除量子测量噪声后的计算结果的无偏估计；

其中，k为包含Z个整数的集合{0,1,…,K}中的一个整数，并且其中，Z为正整数，表示所述测量设备连续测量的最大次数，K＝Z-1。

9.如权利要求8所述的系统，其中，所述测量设备连续测量的最大次数Z是根据以下公式确定的：

其中，λ为所述测量设备的量子噪声参数、2ε为预设的消除量子测量噪声后的计算结果的误差容忍度。