[发明专利]多体局域化态的确定方法及系统

权利要求书

1.一种多体局域化态的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

通过制备线路制备量子多体系统的初态，所述量子多体系统包括多个量子比特；

通过参数化量子线路PQC对所述初态进行处理，得到所述PQC的输出态；其中，所述PQC的输出态用于近似表征所述量子多体系统的本征态；

通过测量线路对所述PQC的输出态进行测量，基于测量结果得到目标参数指标，所述目标参数指标用于判定所述量子多体系统是否处于多体局域化态；

在所述目标参数指标满足条件的情况下，确定所述量子多体系统处于所述多体局域化态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标参数指标包括辅助量子比特的本征态判据；

所述通过测量线路对所述PQC的输出态进行测量，基于测量结果得到目标参数指标，包括：

控制所述辅助量子比特处于叠加态；

通过所述测量线路基于所述辅助量子比特，控制所述量子多体系统做受控时间演化；

测量所述辅助量子比特的自旋x,y,z分量的期望值；

基于所述辅助量子比特的自旋x,y,z分量的期望值，得到所述辅助量子比特的约化密度矩阵；

根据所述辅助量子比特的约化密度矩阵，得到所述辅助量子比特的本征态判据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述目标参数指标满足条件的情况下，确定所述量子多体系统处于所述多体局域化态，包括：

在所述本征态判据大于或等于阈值的情况下，确定所述量子多体系统处于所述多体局域化态。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过所述测量线路基于所述辅助量子比特，控制所述量子多体系统做受控时间演化，包括：

在所述辅助量子比特处于0态的情况下，保持所述量子多体系统的状态不变；

在所述辅助量子比特处于1态的情况下，控制所述量子多体系统做时间演化。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过PQC对所述初态进行处理，得到所述PQC的输出态，包括：

获取所述PQC的最优参数，所述最优参数是指使得所述PQC对应的目标函数收敛时所述PQC的参数；

设置所述PQC的参数为所述最优参数；

通过所述PQC对所述初态进行处理，得到所述PQC的输出态。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述目标函数为所述量子多体系统的能量方差，所述能量方差是指所述量子多体系统的哈密顿量平方的期望值，与所述量子多体系统的哈密顿量的期望值的平方的差值；

所述获取所述PQC的最优参数，包括：

测量得到所述能量方差分解得到的多个泡利字符串的期望值；

根据所述多个泡利字符串的期望值，计算得到所述能量方差；

以所述能量方差收敛为目标，对所述PQC的参数进行调整；

在所述能量方差满足收敛条件的情况下，获取所述PQC的参数作为所述最优参数。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过制备线路制备量子多体系统的初态，包括：

制备所述制备线路的输入态；

通过所述制备线路对所述制备线路的输入态进行处理，得到所述量子多体系统的初态。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述制备线路包括第一子线路和第二子线路；

所述通过所述制备线路对所述制备线路的输入态进行处理，得到所述量子多体系统的初态，包括：

通过所述第一子线路对所述制备线路的输入态进行处理，得到所述第一子线路的输出态，所述第一子线路的输出态为反铁磁态；

通过所述第二子线路对所述第一子线路的输出态进行处理，得到所述量子多体系统的初态；其中，所述第二子线路用于使不同量子比特之间产生纠缠。

9.根据权利要求1至8任一项所述的方法，其特征在于，在所述量子多体系统具有特定性质的情况下，所述PQC保持所述量子多体系统的特定性质；其中，所述特定性质是指磁化强度守恒。