确定脉冲参数的方法、装置、设备和存储介质与流程

本申请涉及通信，特别涉及一种确定脉冲参数的方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

1、在量子计算中，需要对指定数目量子比特由初始态演化为目标态，从而实现量子态制备。目前，多采用梯度下降脉冲优化技术(gradient ascent pulse engineering，grape)计算脉冲参数，从而基于得到的脉冲参数控制脉冲发生器产生相应控制脉冲。控制脉冲作用在量子比特上，实现量子态的制备(也可称为量子态传输或量子态演化等)。

2、在采用grape计算用于将单个量子比特的初始态演化为目标态的控制脉冲的脉冲参数时，计算效率较高。但是在计算用于将多个量子比特从初始态演化为融合目标态的控制脉冲的脉冲参数时，量子比特数越多，grape的计算效率就会越低。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种确定脉冲参数的方法、装置、设备和存储介质，能够提高计算多个量子比特对应的脉冲参数时的计算效率。所述技术方案如下：

2、第一方面，提供了一种确定脉冲参数的方法，方法包括：

3、获取n个量子比特对应的融合目标态，其中，n为正整数。将融合目标态分解为m个子目标态，其中，m为小于或等于n的正整数。对于每个子目标态，确定用于将对应的初始态演化为所述子目标态的控制脉冲的第一脉冲参数。根据第一脉冲参数，确定用于将融合目标态对应的初始态演化为所述融合目标态的控制脉冲的脉冲参数。

4、本申请实施例提供的方案中，先对融合目标态进行分解，得到多个子目标态，每个子目标态对应至少一个量子比特。然后，再分别确定对应的初始态演化为子目标态所需的控制脉冲的脉冲参数，进而便可以得到将初始态演化为融合目标态所需的控制脉冲的脉冲参数。在本申请实施例中，并非直接计算初始态演化为融合目标态所需的控制脉冲的脉冲参数，而是先对融合目标态进行分解，得到多个子目标态，每个子目标态对应的量子比特数相较于融合目标态要少，这样，再计算将初始态演化为子目标态所需的控制脉冲的脉冲参数时效率会比直接计算融合目标态对应的脉冲参数时效率要高。

5、在一种可能的实现方式中，在对融合目标态进行分解时，还要获取用于将融合目标态分解为m个子目标态的控制脉冲的第二脉冲参数。进而，根据第一脉冲参数和第二脉冲参数，确定用于将融合目标态对应的初始态演化为所述融合目标态的控制脉冲的脉冲参数。

6、在一种可能的实现方式中，对融合目标态的分解具体可以为如下处理：

7、对融合目标态解纠缠，得到对应的m个子目标态、以及用于将融合目标态演化为对应的m个子目标态的控制脉冲的第二脉冲参数。

8、在一种可能的实现方式中，所述确定用于将对应的初始态演化为子目标态的控制脉冲的第一脉冲参数时，可以反向考虑问题，将子目标态作为初始态，将对应的初始态作为目标态，进而，处理可以如下：

9、对于每个子目标态，确定用于将子目标态演化为对应的子目标态的控制脉冲的第三脉冲参数；

10、根据第三脉冲参数，确定用于将对应的初始态演化为子目标态的控制脉冲的第一脉冲参数。

11、此处，假设对于任一子目标态来说，第三脉冲参数包括有x个时间片分别对应的脉冲参数，那么，将第三脉冲参数中第x个时间片对应的脉冲参数，作为第一脉冲参数中第1个时间片对应的脉冲参数，将第三脉冲参数中第x-1个时间片对应的脉冲参数，作为第一脉冲参数中第2个时间片对应的脉冲参数，依次类推，即可得到每个子目标态对应的第一脉冲参数。

12、在一种可能的实现方式中，确定用于将子目标态演化为对应的初始态的控制脉冲的第三脉冲参数时，可以采用grape算法。

13、在一种可能的实现中，还可以采用grape算法直接得到第一脉冲参数。

14、第二方面，提供了一种确定脉冲参数的装置，所述装置包括：

15、获取模块，用于获取n个量子比特对应的融合目标态，其中，n为正整数；

16、分解模块，用于将所述融合目标态分解为m个子目标态，其中，m为小于或等于n的正整数；

17、确定模块，用于对于每个子目标态，确定用于将对应的初始态演化为所述子目标态的控制脉冲的第一脉冲参数；根据所述第一脉冲参数，确定用于将所述融合目标态对应的初始态演化为所述融合目标态的控制脉冲的脉冲参数。

18、在一种可能的实现方式中，所述分解模块，用于：

19、确定用于将所述融合目标态分解为m个子目标态的控制脉冲的第二脉冲参数，并获取所述m个子目标态；

20、所述确定模块，用于：

21、根据所述第一脉冲参数和所述第二脉冲参数，确定用于将所述融合目标态对应的初始态演化为所述融合目标态的控制脉冲的脉冲参数。

22、在一种可能的实现方式中，所述分解模块，用于：

23、对所述融合目标态解纠缠，得到对应的m个子目标态、以及用于将所述融合目标态演化为对应的m个子目标态的控制脉冲的第二脉冲参数。

24、在一种可能的实现方式中，所述确定模块，用于：

25、对于每个子目标态，确定用于将所述子目标态演化为对应的子目标态的控制脉冲的第三脉冲参数；

26、根据所述第三脉冲参数，确定用于将对应的初始态演化为所述子目标态的控制脉冲的第一脉冲参数。

27、在一种可能的实现方式中，所述对于确定模块，用于：

28、采用grape确定用于将所述子目标态演化为对应的初始态的控制脉冲的脉冲参数。

29、第三方面，提供了一种量子计算设备，所述量子计算设备，包括处理器、脉冲发生器和量子芯片，其中：

30、所述处理器用于执行如上述第一方面及第一方面的各种可能实现中所述的确定脉冲参数的方法，所述脉冲发生器用于根据处理器确定出的脉冲参数生成控制脉冲，并作用在量子芯片的相应量子比特上。

31、第四方面，提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如上述第一方面及第一方面的各种可能实现中所述的确定脉冲参数的方法。

32、第五方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品中包括有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如上述第一方面及第一方面的各种可能实现中所述的确定脉冲参数的方法。

技术特征：

1.一种确定脉冲参数的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述融合目标态分解为m个子目标态，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定用于将所述融合目标态分解为m个子目标态的控制脉冲的第二脉冲参数，并获取所述m个子目标态，包括：

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述对于每个子目标态，确定用于将所述子目标态对应的初始态演化为所述子目标态的控制脉冲的第一脉冲参数，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对于每个子目标态，确定用于将所述子目标态演化为对应的初始态的控制脉冲的第三脉冲参数，包括：

6.一种确定脉冲参数的装置，其特征在于，所述装置包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述分解模块，用于：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述分解模块，用于：

9.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述确定模块，用于：

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述确定模块，用于：

11.一种量子计算设备，其特征在于，所述量子计算设备，包括处理器、脉冲发生器和量子芯片，其中：

12.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如权利要求1至权利要求5中任一项所述的确定脉冲参数的方法。

技术总结
本申请实施例公开了一种确定脉冲参数的方法、装置、设备和存储介质，属于量子计算技术领域。所述方法包括：获取N个量子比特对应的融合目标态，其中，N为正整数；将所述融合目标态分解为M个子目标态，其中，M为小于或等于N的正整数；对于每个子目标态，确定用于将对应的初始态演化为所述子目标态的控制脉冲的第一脉冲参数；根据所述第一脉冲参数，确定用于将所述融合目标态对应的初始态演化为所述融合目标态的控制脉冲的脉冲参数。采用本申请，可以解决多量子比特的量子计算中确定脉冲参数效率低的问题。

技术研发人员：翁文康,郝亚杰,崔江煜
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15