[发明专利]一种基于级联GHZ态编码的逻辑量子比特量子门构造方法

权利要求书

1.一种基于级联GHZ态编码的逻辑量子比特量子门构造方法，其特征在于，包括以下步骤：

将基于级联GHZ态编码的编码逻辑量子比特作为输入，每个编码逻辑量子比特是由N个级联GHZ态表示的逻辑量子比特相乘构成，其中每个GHZ态表示的逻辑量子比特由m个物理量子比特构成，且所述m和N均为1以上的自然数；

分别构建比特翻转门及相位翻转门、控制非门作为量子门，及利用所构建量子门对输入的编码逻辑量子比特分别进行比特翻转、相位翻转、控制非门操作；其中，所述控制非门操作包括：

步骤1、在输入编码逻辑量子比特中确定控制非门的控制位和目标位，根据控制位内部的编码状态，通过N个级联GHZ态表示的逻辑量子比特中前一个对后一个的逐级控制完成对最后一个逻辑量子比特的比特翻转操作；

步骤2、由组成控制位的N个级联GHZ态表示的逻辑量子比特的最后一个控制目标位相应的最后一个逻辑量子比特完成比特翻转操作；

步骤3、所述控制位根据对步骤1所进行比特翻转操作进行相反变化，最终恢复控制位为输入时的状态；

在输出端得到完成各比特操作的编码逻辑量子比特。

2.根据权利要求1所述基于级联GHZ态编码的逻辑量子比特量子门构造方法，其特征在于：输入的每个编码逻辑量子比特具体为：

其中，是级联GHZ态，m是物理量子比特的个数，N是由级联GHZ态构成的逻辑量子比特的个数，和分别是由级联GHZ表示的逻辑量子比特为单元构成的编码逻辑量子比特。

3.根据权利要求1所述基于级联GHZ态编码的逻辑量子比特量子门构造方法，其特征在于：所述比特翻转操作是对构成编码逻辑量子比特中的N个级联GHZ态表示的逻辑量子比特的最后一个中的所有m个物理量子比特做比特翻转。

4.根据权利要求1所述基于级联GHZ态编码的逻辑量子比特量子门构造方法，其特征在于：所述相位翻转操作是对编码逻辑量子比特中的N个级联GHZ态表示的逻辑量子比特中每一个所包含的m个物理量子比特中的第一位物理量子比特做相位翻转。

5.根据权利要求1所述基于级联GHZ态编码的逻辑量子比特量子门构造方法，其特征在于，所述步骤1中设定当控制位的编码状态为时对目标位进行比特翻转，及当控制位的编码状态为时所述目标位不变。