[发明专利]一种量子线路优化方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.一种量子线路优化方法，其特征在于，包括：

获取待优化量子线路；

以两比特泡利算符为优化单元，确定所述待优化量子线路中的优化单元，并将所述优化单元替换成综合表达式，得到第一优化量子线路；所述综合表达式包括：X⨂X，X⨂Y，X⨂Z，Y⨂X，Y⨂Y，Y⨂Z，Z⨂X，Z⨂Y，Z⨂Z；

根据所述综合表达式前后的线路，确定所述综合表达式对应的各个待选等效线路的优先级；所述优先级包括高优先级和低优先级，所述高优先级为使第二优化量子线路具有可消除的量子门的待选等效线路对应的优先级；所述低优先级为线路深度最浅的待选等效线路所对应的优先级；在同一所述待选等效线路中所述高优先级覆盖所述低优先级；

根据优先级从高到低的顺序选取待选等效线路替换对应的所述综合表达式，形成第二优化量子线路；所述第二优化量子线路包括可消除的量子门；

对所述第二优化量子线路进行门消除，得到已优化量子线路。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优先级包括第一优先级、第二优先级、第三优先级和第四优先级；所述第一优先级为使所述第二优化量子线路具有可消除的CNOT门的待选等效线路对应的优先级；

所述第二优先级为使所述第二优化量子线路具有可消除的单比特门的待选等效线路对应的优先级；

所述第三优先级为线路深度最浅的待选等效线路所对应的优先级；

所述第四优先级为不属于所述第一优先级、所述第二优先级以及所述第三优先级的待选等效线路对应的优先级；

所述根据优先级从高到低的顺序选取待选等效线路替换对应的所述综合表达式，形成第二优化量子线路包括：

当所述待选等效线路对应多个优先级时，沿优先级顺序将最靠前的优先级作为实际优先级；所述优先级顺序为沿第一优先级、第二优先级、第三优先级至第四优先级的顺序；

根据实际优先级从前到后的顺序选取待选等效线路替换对应的所述综合表达式，形成第二优化量子线路。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据实际优先级从前到后的顺序选取待选等效线路替换对应的所述综合表达式，形成第二优化量子线路包括：

当选取的待选等效线路数量不小于两个时，从选取的待选等效线路中随机选取一待选等效线路替换对应的所述综合表达式，形成第二优化量子线路。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述综合表达式前后的线路，确定所述综合表达式对应的各个待选等效线路的优先级包括：

当多个综合表达式连续出现时，将连续的综合表达式对应的待选等效线路进行组合，根据所述综合表达式前后的线路，综合确定组合后待选等效线路的优先级。

5.一种量子线路优化装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取待优化量子线路；

第一优化量子线路模块，用于以两比特泡利算符为优化单元，确定所述待优化量子线路中的优化单元，并将所述优化单元替换成综合表达式，得到第一优化量子线路；所述综合表达式包括：X⨂X，X⨂Y，X⨂Z，Y⨂X，Y⨂Y，Y⨂Z，Z⨂X，Z⨂Y，Z⨂Z；

优先级单元，用于根据所述综合表达式前后的线路，确定所述综合表达式对应的各个待选等效线路的优先级；所述优先级包括高优先级和低优先级，所述高优先级为使第二优化量子线路具有可消除的量子门的待选等效线路对应的优先级；所述低优先级为线路深度最浅的待选等效线路所对应的优先级；在同一所述待选等效线路中所述高优先级覆盖所述低优先级；

第二优化量子线路单元，用于根据优先级从高到低的顺序选取待选等效线路替换对应的所述综合表达式，形成第二优化量子线路；所述第二优化量子线路包括可消除的量子门；

门消除模块，用于对所述第二优化量子线路进行门消除，得到已优化量子线路。

6.一种量子线路优化设备，其特征在于，所述设备包括：

存储器：用于存储计算机程序；

处理器：用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述量子线路优化方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述量子线路优化方法的步骤。