[发明专利]量子纠缠量化方法和装置、电子设备、计算机可读介质

说明书

本公开提供了一种量子纠缠量化方法和装置，涉及量子神经网络等人工智能技术领域。具体实现方案为：获取参数化量子电路以及与参数化量子电路对应的损失函数电路，参数化量子电路包括可调参数；将参数化量子电路作用在两方量子态上，得到中间量子态；将损失函数电路作用在中间量子态上，得到损失函数，损失函数对应于损失函数电路的输出量子态与初始态的相似度，初始态的任意两个量子比特之间无纠缠；调整可调参数，得到损失函数最大化的损失值；基于损失值，确定两方量子态的对数负性。该实施方式减少了量子纠缠量化过程中资源消耗。

技术领域

本公开涉及量子计算技术领域，具体涉及量子神经网络等人工智能技术领域，尤其涉及一种量子纠缠量化方法和装置、电子设备、计算机可读介质以及计算机程序产品。

背景技术

量子纠缠(quantum entanglement)是量子力学中特有的现象。当几个粒子在彼此之间相互作用后，由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质，此时无法单独描述各自的性质，只能描述整体系统的性质，这种现象就被称为量子纠缠。

如何量化量子系统的纠缠程度，在量子领域中是一个极其重要的问题。目前，对数负性(Logarithmic negativity)是用于衡量纠缠程度的一种较为常用方法，而由对数负性的计算公式可知，采用量子设备实现对数负性的计算是一个较大的难题。

发明内容

提供了一种量子纠缠量化方法和装置、电子设备、计算机可读介质以及计算机程序产品。

根据第一方面，提供了一种量子纠缠量化方法，该方法包括：获取参数化量子电路以及与参数化量子电路对应的损失函数电路，参数化量子电路包括可调参数；将参数化量子电路作用在待测的两方量子态上，得到中间量子态；将损失函数电路作用在中间量子态上，得到损失函数，损失函数对应于损失函数电路的输出量子态与初始态的相似度，初始态的任意两个量子比特之间无纠缠；调整可调参数，得到损失函数最大化的损失值；基于损失值，确定两方量子态的对数负性。

根据第二方面，提供了一种量子纠缠量化装置，该装置包括：获取单元，被配置成获取参数化量子电路以及与参数化量子电路对应的损失函数电路，参数化量子电路包括可调参数；中间作用单元，被配置成将参数化量子电路作用在待测的两方量子态上，得到中间量子态；损失作用单元，被配置成将损失函数电路作用在中间量子态上，得到损失函数，损失函数对应于损失函数电路的输出量子态与初始态的相似度，初始态的任意两个量子比特之间无纠缠；调整单元，被配置成调整可调参数，得到损失函数最大化的损失值；确定单元，被配置成基于损失值，确定两方量子态的对数负性。

根据第三方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括：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，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，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如第一方面任一实现方式描述的方法。

根据第四方面，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，计算机指令用于使计算机执行如第一方面任一实现方式描述的方法。

根据第五方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现如第一方面任一实现方式描述的方法。

本公开的实施例提供的量子纠缠量化方法和装置，首先，获取参数化量子电路以及与量子电路对应的损失函数电路；其次，将参数化量子电路作用在待测的两方量子态上，得到中间量子态；再次，将损失函数电路作用在中间量子态上，得到损失函数；从次，调整可调参数，得到损失函数最大化的损失值；最后，基于损失值，确定两方量子态的对数负性，本公开的实施例适用于不同量子计算平台，具有较高的实用性；可以对任意给定态的两方量子态均可以计算对数负性，提高了量子纠缠量化的通用性；通过调整可调参数在每轮量子态优化过程仅采用一次测量，相较于传统的量子层析等量子纠缠量计量方式，减少了量子纠缠量化过程中资源消耗。