CN119420421A 基于格雷码的量子态相位编码方法、装置、设备及介质 （国开启科量子技术(安徽)有限公司）

路900号中安创谷科技园一期A4栋三基于格雷码的量子态相位编码方法、装置、本发明涉及基于格雷码的量子态相位编码取待编码向量；根据待编码向量创建格雷码序异或码序列由所述格雷码序列中相邻两个格雷的作用位基于所述异或码序列中相应的异或值码序列中相应的格雷码确定的待编码向量元素2根据待编码向量创建格雷码序列；基于所述格雷码序列创建异或码序列，所述异或码序列由所述格针对待编码向量构建量子线路，所述量子线路包括H门列以及交替施加路的每个量子比特上的H门构成，X门的作用位基于所述异或码序列中相应的异或值确定，受控相位门的相位参数值基于所述格雷码序列中相应的格雷码确定的待编码向量元素计运行所述量子线路以演化得到目标量子态，其中，待编码向量被编码照与待编码向量的元素序号一一对应的关系顺序创建2n个格雷码，每个格雷码包括n个位路中的一个X门与其后面相邻的一个受控相位门构成一个用于对待编码向量的一个元素编在初态基础上分别对n个量子比特施加H门以得到2n个量子受控相位门中的相位参数值由对应格雷码确定的待编码向量元素计5.根据权利要求1或2所述的基于格雷码的量从序列的第一个格雷码开始，循环执行以下步骤生成新的格雷码，直对序列当中的最新格雷码的左起第一个位元取反生成一个格雷码对当前最新格雷码的左起第一个0位元的右边相邻位元取反生成一个格雷码，并作为6.根据权利要求1或2所述的基于格雷码的量子态相3遍历格雷码序列，对格雷码序列的第一个格雷码和最后一个格雷码进行异或计从格雷码序列的第一个格雷码开始，依次对相邻两个格雷码进行异或计异或码序列创建单元，经配置以基于所述格雷码序列创建异或码9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包的存储器；所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如权利要求1_7中任一项所述的基程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1_7中任一项所述的基于4通过含参量子线路和经典优化器的迭代调整，找到有效的解决方案，为量子计算在题中的应用开辟了新的道路。5根据待编码向量创建格雷码序列；[0009]可选地，所述量子线路中的一个X门与其后面相邻的一个受控相位门构成一个用在初态基础上分别对n个量子比特施加H门以得到2n个量子对当前最新格雷码的左起第一个0位元的右边相邻位元取反生成一个格雷码，并个异或码，所述异或码在异或码序列中的序号与进行异或计算的大序号的格雷码序号相6码序列由所述格雷码序列中相邻两个格雷码的门列以及交替施加的X门和受控相位门，并且相邻两个受控相位门之间仅以单个X门间隔[0017]本发明实施例通过简洁的量子态相位编码线路显著地减7称为待编码向量的元素，元素序号与二进制数的数据位序号一一对应。本发明提出了一种中，任意两个相邻的二进制数仅在单一位上存在差异，且序列的首尾两个数值亦满足此条件以确保整个序列的循环性。这种编码方式使得任意两个相邻的二进制数之间的汉明距离的特性，利用其在数据位翻转上的最小变化原理有效地减少量子门，简化编码用的量子线步骤S11，基于待编码向量的元素总数N的满足条件N=2n，确定格雷码的位元为n8子比特的量子线路时，首先初始化n个量子比特的量子线路以得到量子线路的初态为位门，受控相位门中的相位参数值由与确定前一个相邻X门的异或码同组的格雷码确定的[0043]因而可见，本发明量子线路中的X门和与其相邻的受控相位门构成一个用于对待9为目标位，其余n_1个量子比特为控制位，所述alpha_k为相位参数值。在一个实施例中，X与H门组合等。[0046]经过步骤S5得到的目标量子态包括n个量子比特上的2n个计算基态的线性组合，可以将2n个由0和1组成的经典数据编码到n个量子比特的量子[0048]以下通过一个具体实施例说明基于格雷码的量子态相位编码方法。在本实施例本发明对待编码向量X进行量子态相位编码的过程到的gray3=0010。重复上述步骤0001,1001,1011,0011,0111,1111]。第二个格雷码和第一个格雷码进行异或计算得到第二个异或码xor2=1000，将第三个格雷码和第二个格雷码进行异或计算得到第三个异或码xor3=0100……，以此类推得到的异或0100,1000,0010,1000,0100,1000]。[0050]而后将同一序号的格雷码序列中的格雷码和异或码序列中的异或码作为一组控的施加X门的量子比特序号，将同一组控制码中的格雷码的十进制值确定为待编码向量的素的二进制数theta以及该操作单元中受控相位门（本实施例为受控Ry门）的相位参数[0054]据此得到量子线路如图4所示，图4是根据本发明一个实施例的量子线路示意[0062]而后对4个量子比特执行C^{3}PS(0)门操作，将由第6个元素得到的相位参数值[0064]而后对4个量子比特执行C^{3}PS(0)门操作，将由第2个元素得到的相位参数值=(|0000>+|0001>_|0010>+|0011>_|1001>+|0100>_|0101>_|0111>+|子门，相邻受控门之间仅包含一个X门，与其他方法实现的量子态相位编码的量子线路相素序号以及元素总数N的满足条件N=2n中的指括H门列以及交替施加的X门和受控相位门，并且相邻两个受控相位门之间仅以单个X门间[0076]所述运行单元50与所述量子线路构建单元40相连接，经配置以运行所述量子线[0077]上述的基于格雷码的量子态相位编码装置实现了基于格雷码的量子态相位编码方法。所述的计算机可读存储介质例如为经典计算机可读存储介[0084]以上示例性地描述了本发明实施例的方法和系统的流程图和/或框图，并