[发明专利]量子电路操作方法及系统、电子设备和介质

说明书

本公开提供了一种量子电路操作方法、系统、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品，涉及量子计算机领域，尤其涉及量子电路技术领域。实现方案为：确定截断阶数K，其中截断阶数K为用于确定二阶最大瑞丽散度的诺依曼级数的阶数；对于n＝0,1,…,K中的每一个整数n：以辅助量子比特为控制比特，将受控互换门依次作用于第一量子态ρ的每一个量子比特以及第二量子态ρ的相对应的量子比特；以辅助量子比特为控制比特，将受控互换门依次作用于第一量子态ρ的每一个量子比特和第j个量子态σ的相对应的量子比特，j＝1，2,…,n；以及多次运行量子电路并测量辅助量子比特，以获得测量结果；基于每一个测量结果确定量子态ρ和量子态σ之间的二阶最大瑞丽散度的估计值。

技术领域

本公开涉及量子计算机领域，尤其涉及量子电路技术领域，具体涉及一种量子电路操作方法、系统、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

背景技术

近年来，随着各国在量子计算领域的大力投入，涌现出各类量子应用，同时量子硬件技术也得到了长足的发展。可是，近期量子设备在处理量子数据的存储和读取时仍然存在着一定的技术缺口。量子计算中识别和区分量子数据(即量子态，quantum state)是量子设备运行时要面临的基本问题。而如何对两个量子态的差异程度进行量化，成为亟待解决的问题。

发明内容

本公开提供了一种量子电路操作方法、系统、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

根据本公开的一方面，提供了一种量子电路操作方法，所述方法用于基于诺依曼级数确定量子态ρ和σ之间的二阶最大瑞丽散度，所述量子电路包括辅助量子比特、受控互换门以及作用在所述辅助量子比特上的H门，所述方法包括：确定截断阶数K，其中所述截断阶数K为用于确定所述二阶最大瑞丽散度的诺依曼级数的阶数；对于n＝0，1，…，K中的每一个整数n，执行以下操作：以所述辅助量子比特为控制比特，将所述受控互换门依次作用于第一所述量子态ρ的每一个量子比特以及第二所述量子态ρ的相对应的量子比特；以所述辅助量子比特为控制比特，将所述受控互换门依次作用于所述第一所述量子态ρ的每一个量子比特和第j个所述量子态σ的相对应的量子比特，其中j＝1，2，…，n；以及多次运行所述量子电路并测量所述辅助量子比特，以获得测量结果；基于每一个n所对应的所述测量结果确定所述量子态ρ和所述量子态σ之间的二阶最大瑞丽散度的估计值。

根据本公开的另一方面，提供了一种混合量子计算系统，用于基于诺依曼级数确定量子态ρ和量子态σ之间的二阶最大瑞丽散度，所述系统包括：量子电路，所述量子电路包括：辅助量子比特、受控互换门以及作用在所述辅助量子比特上的H门，其中，所述量子电路被配置为：对于n＝0，1，…,K中的每一个整数n，执行以下操作，其中K为预设的截断阶数，以用于确定所述二阶最大瑞丽散度的诺依曼级数的阶数：以所述辅助量子比特为控制比特，将所述受控互换门依次作用于第一所述量子态ρ的每一个量子比特以及第二所述量子态ρ的相对应的量子比特；以所述辅助量子比特为控制比特，将所述受控互换门依次作用于所述第一所述量子态ρ的每一个量子比特和第j个所述量子态σ的相对应的量子比特，其中j＝1,2,…,n；以及经典计算机，所述经典计算机被配置为：对于n＝0,1,…,K中的每一个整数n，使得所述量子电路被多次运行，并获得对所述辅助量子比特进行测量得到的测量结果；以及基于与每一个n所对应的所述测量结果确定所述量子态ρ和所述量子态σ之间的二阶最大瑞丽散度的估计值。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，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；存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，该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本公开所述的方法。

根据本公开的另一方面，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，该计算机指令用于使计算机执行本公开所述的方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现本公开所述的方法。