用于量子线路的测量模拟方法、装置、设备以及存储介质与流程

本公开涉及计算机，应用于量子计算场景，尤其涉及一种用于量子线路的测量模拟方法、装置、设备以及存储介质。

背景技术：

1、在基于高斯态的量子线路研发中，直接搭建硬件平台来验证算法或硬件装置的代价是十分巨大的，一个更经济的方案是在经典计算机中进行小规模模拟来验证有效性，再进行大规模搭建和部署，这样可以起到降低成本的作用。

2、在基于高斯态的量子线路模拟算法中，存在时间复杂度高、效率低的情况。

技术实现思路

1、本公开提供了一种用于量子线路的测量模拟方法、装置、设备以及存储介质。

2、根据本公开的一方面，提供了一种用于量子线路的测量模拟方法，包括：

3、获取初始高斯态的表征矩阵；

4、根据量子线路中量子门的变换函数，对所述初始高斯态的表征矩阵进行变换，得到变换后高斯态的表征矩阵；

5、从所述变换后高斯态的表征矩阵中，提取目标量子模式对应的元素作为所述目标量子模式的表征，进行随机采样确定所述目标量子模式的零差测量结果；

6、根据所述目标量子模式的表征，以及所述变换后高斯态的表征矩阵，确定对所述目标量子模式测量后的条件态的表征矩阵。

7、根据本公开的另一方面，提供了一种用于量子线路的测量模拟装置，包括：

8、获取模块，用于获取初始高斯态的表征矩阵；

9、变换模块，用于根据量子线路中量子门的变换函数，对所述初始高斯态的表征矩阵进行变换，得到变换后高斯态的表征矩阵；

10、提取模块，用于从所述变换后高斯态的表征矩阵中，提取目标量子模式对应的元素作为所述目标量子模式的表征，进行随机采样确定所述目标量子模式的零差测量结果；

11、确定模块，用于根据所述目标量子模式的表征，以及所述变换后高斯态的表征矩阵，确定对所述目标量子模式测量后的条件态的表征矩阵。

12、根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本公开第一方面实施例所述的方法。

13、根据本公开的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使计算机执行本公开第一方面实施例所述的方法。

14、根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现本公开第一方面实施例所述的方法。

15、本公开提供的一种用于量子线路的测量模拟方法、装置，通过获取初始高斯态的表征矩阵，根据量子线路中量子门的变换函数，对所述初始高斯态的表征矩阵进行变换，得到变换后高斯态的表征矩阵。进而，从变换后高斯态的表征矩阵中，提取目标量子模式对应的元素作为目标量子模式的表征，以便随机采样确定所述目标量子模式的零差测量结果，以及根据目标量子模式的表征，以及变换后高斯态的表征矩阵，确定对目标量子模式测量后的条件态的表征矩阵。由于在针对目标量子模式进行零差测量模拟时，直接提取目标量子模式对应的元素作为目标量子模式的表征，大幅减少了运算过程中的计算量，降低了计算的时间复杂度，整个模拟过程可以更加高效的执行。

16、当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种用于量子线路的测量模拟方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述表征矩阵包括二阶表征矩阵；所述从所述变换后高斯态的表征矩阵中，提取目标量子模式对应的元素作为所述目标量子模式的表征，进行随机采样确定所述目标量子模式的零差测量结果，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述表征矩阵还包括一阶表征矩阵；所述根据所述目标量子模式的表征，以及所述变换后高斯态的表征矩阵，确定对所述目标量子模式测量后的条件态的表征矩阵，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述一阶公式用于指示：

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述一阶公式中，所述列向量具有对应的第一系数，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其中，

7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述方法还包括：

8.根据权利要求2所述的方法，其中，所述根据所述目标量子模式的零差测量结果，以及所述变换后高斯态的表征矩阵，确定对所述目标量子模式测量后的条件态的表征矩阵，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述二阶公式用于指示：

10.根据权利要求9中所述的方法，其中，所述二阶公式中，所述乘积具有对应的第二系数，所述方法还包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其中，

12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述方法还包括：

13.根据权利要求1－12任一项所述的方法，其中，所述根据量子线路中量子门的变换函数，对所述初始高斯态的表征矩阵进行变换，得到变换后高斯态的表征矩阵，包括：

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述量子线路中的量子门包括下列中的至少一个：相位门、单模压缩门、控制相位门、分束器和双模压缩门。

15.一种用于量子线路的测量模拟装置，包括：

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述表征矩阵包括二阶表征矩阵；所述提取模块，用于：

17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述表征矩阵还包括一阶表征矩阵；所述确定模块，用于：

18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述一阶公式用于指示：

19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述一阶公式中，所述列向量具有对应的第一系数，所述确定模块，还用于：

20.根据权利要求19所述的装置，其中，

21.根据权利要求17所述的装置，其中，所述确定模块，还用于：

22.根据权利要求16所述的装置，其中，所述确定模块，用于：

23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述二阶公式用于指示：

24.根据权利要求23中所述的装置，其中，所述二阶公式中，所述乘积具有对应的第二系数，所述确定模块，还用于：

25.根据权利要求24所述的装置，其中，

26.根据权利要求22所述的装置，其中，所述确定模块，还用于：

27.根据权利要求15－26任一项所述的装置，其中，所述变换模块，用于：

28.根据权利要求27所述的装置，其中，所述量子线路中的量子门包括下列中的至少一个：相位门、单模压缩门、控制相位门、分束器和双模压缩门。

29.一种电子设备，包括：

30.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1－14中任一项所述的方法。

31.一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1－14中任一项所述的方法。

技术总结
本公开提供了一种用于量子线路的测量模拟方法、装置，涉及计算机技术领域，应用于量子计算场景。具体实现方案为：获取初始高斯态的表征矩阵，根据量子线路中量子门的变换函数，对所述初始高斯态的表征矩阵进行变换，得到变换后高斯态的表征矩阵。进而，从变换后高斯态的表征矩阵中，提取目标量子模式对应的元素作为目标量子模式的表征，以便随机采样确定所述目标量子模式的零差测量结果，以及根据目标量子模式的表征，以及变换后高斯态的表征矩阵，确定对目标量子模式测量后的条件态的表征矩阵。

技术研发人员：刘立峥
受保护的技术使用者：北京百度网讯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22