[发明专利]一种量子系统的模拟演化方法及装置

权利要求书

1.一种量子系统的模拟演化方法，其特征在于,包括：

基于待演化的量子系统制备量子态初态，将预设的从所述量子态初态演化为量子态末态所需要的演化时间T分解为N份子演化时间；

将每份子演化时间中量子态演化所依据的第一关系式转换为第二关系式；其中，所述第一关系式为含时演化，所述第二关系式为依赖于多阶马格努斯展开的非含时演化；

基于所述量子态初态，按照N份所述子演化时间的序列，依次根据所述第二关系式对所述量子系统进行模拟演化，以获得量子态末态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述量子态末态进行测量以获得期望值数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一关系式为：

其中，ρ为表征所述量子态的密度矩阵，t表示演化时间，i表示虚数单元，H(t)是由表示t时刻所述量子系统的哈密顿量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二关系式依赖于二阶马格努斯展开，其具体形式为：

其中，表示二阶马格努斯展开，其公式如下：

t表示演化时间，i表示所述子演化时间的序号，H(t)是由表示t时刻所述量子系统的哈密顿量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述按照N份所述子演化时间的序列，依次根据所述第二关系式对所述量子系统进行模拟演化，以获得量子态末态，包括：

将所述第二关系式转换为第三关系式，其中第三关系式包括所述量子系统可直接实现的若干子演化；

依次在所述序列的各子演化时间中，按照所述第三关系式包含的若干子演化，对所述量子系统进行模拟演化以得到所述量子态末态。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第三关系式如下：

其中，为固定数值，是所述量子系统可直接实现的子演化。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述量子系统包含玻色子阵列，且与周期性外场相互作用，所述周期性外场包括激光。

8.一种量子系统的模拟演化装置，其特征在于，包括：

制备模块，基于待演化的量子系统制备量子态初态，将预设的从所述量子态初态演化为量子态末态所需要的演化时间T分解为N份子演化时间；

转换模块，将每份子演化时间中量子态演化所依据的第一关系式转换为第二关系式；其中，所述第一关系式为含时演化，所第二关系式为依赖于多阶马格努斯展开的非含时演化；

演化模块，基于所述量子态初态，按照N份所述子演化时间的序列，依次根据所述第二关系式对所述量子系统进行模拟演化，以获得量子态末态。

9.一种计算设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有可执行代码，所述处理器执行所述可执行代码时，实现权利要求1-7中任一项所述的方法。