一种量子纠错处理方法、装置、存储介质及电子设备与流程

本说明书涉及量子信息，尤其涉及一种量子纠错处理方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术：

1、量子计算作为一种新型计算形式，在加密、搜索、机器学习等领域有着巨大的应用潜力。而若要实现量子计算就必须要克服量子系统中的噪声，通过量子纠错技术来实现容错量子计算架构。

2、其中，量子纠错可以把一定数量的含噪声物理比特编码成数量较少的逻辑比特，通过给定的量子纠错码对噪声进行判断和纠正，使逻辑比特的噪声低于物理比特的噪声，从而实现对物理比特的量子纠错处理。

3、然而，目前对物理比特进行编码的方式多种多样，在实际进行量子纠错处理的过程很难找到合适的量子纠错码对待处理的物理比特就行纠错处理，无法充分满足实际业务需求。

4、因此，如何准确的查询出与合适的量子纠错码对数据进行量子纠错处理，是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本说明书提供一种量子纠错处理方法、装置、存储介质及电子设备，以部分的解决现有技术存在的上述问题。

2、本说明书采用下述技术方案：

3、本说明书提供了一种量子纠错处理方法，包括：

4、接收量子纠错码的生成请求，并根据所述生成请求，确定生成量子纠错码时所需确定的参数的类型，其中，所述参数包括基础参数和匹配参数；

5、根据量子计算设备的算力资源信息，确定所述计算设备对至少部分基础参数的计算范围；

6、基于所述计算范围，确定各基础参数的若干种取值策略，针对每种取值策略，根据不同类型的基础参数在该取值策略下的取值，生成至少一种量子纠错码，并将所述取值作为所述至少一种量子纠错码对应的基础参数；

7、针对每种量子纠错码，对该量子纠错码进行解析，得到该量子纠错码对应的匹配参数；

8、按照每种量子纠错码对应的基础参数以及匹配参数，在量子纠错码数据库中存储各量子纠错码；

9、当接收到纠错指令时，根据所述纠错指令，获取待处理数据以及所述待处理数据对应的纠错参数，并在所述量子纠错码数据库中查询出与所述纠错参数相匹配的量子纠错码对所述待处理数据进行量子纠错处理。

10、可选地，针对每种量子纠错码，该量子纠错码对应的基础参数包括：该量子纠错码对应的稳定子数量、该量子纠错码所能处理的物理比特数量；

11、该量子纠错码对应的匹配参数包括：该量子纠错码对物理比特进行编码后得到的逻辑比特的逻辑比特数量、该量子纠错码对应的距离以及该量子纠错码对应的权重，其中，所述逻辑比特数量低于所述物理比特数量。

12、可选地，在根据量子计算设备的算力资源信息，确定每种基础参数的计算范围之前，所述方法还包括：

13、确定生成的量子纠错码的目标类型以及量子纠错码对应的目标存储格式；

14、针对每种取值策略，根据不同类型的基础参数在该取值策略下的取值，生成至少一种量子纠错码，具体包括：

15、针对每种取值策略，根据不同类型的基础参数在该取值策略下的取值，生成至少一种所述目标类型的量子纠错码；

16、按照每种量子纠错码对应的基础参数以及匹配参数，在量子纠错码数据库中存储各量子纠错码，具体包括：

17、按照每种量子纠错码对应的基础参数以及匹配参数，基于所述目标存储格式在量子纠错码数据库中存储各量子纠错码。

18、可选地，基于所述目标存储格式在量子纠错码数据库中存储各量子纠错码，具体包括：

19、针对每个量子纠错码，将该量子纠错码对应的稳定子矩阵中的非零元素保存在指定格式的数据库文件中，并根据每个非零元素在该稳定子矩阵中的位置信息确定所述数据库文件的信息头。

20、可选地，根据不同类型的基础参数在该取值策略下的取值，生成至少一种量子纠错码，具体包括：

21、针对每种取值策略，根据不同类型的基础参数在该取值策略下的取值，确定稳定子矩阵，作为候选稳定子矩阵；

22、将所述候选稳定子矩阵转换为单位矩阵和非零矩阵，其中，所述非零矩阵的复杂度低于所述候选稳定子矩阵的复杂度；

23、根据所述非零矩阵的结构信息，判断所述候选稳定子矩阵是否符合量子纠错码的生成条件；

24、若是，则根据所述候选稳定子矩阵，确定至少一种量子纠错码。

25、可选地，所述候选稳定子矩阵包括：泡利x型稳定子矩阵；

26、根据所述候选稳定子矩阵，确定至少一种量子纠错码，具体包括：

27、对所述泡利x型稳定子矩阵进行解析，以确定所述泡利x型稳定子矩阵的矩阵核；

28、基于所述计算设备对所述至少部分基础参数的计算范围，确定泡利z型稳定子矩阵行数的取值范围；

29、根据所述泡利z型稳定子矩阵行数的取值范围，确定随机矩阵的取值范围；

30、根据所述泡利x型稳定子矩阵的矩阵核以及在所述随机矩阵的取值范围内不同随机矩阵的取值，确定各泡利z型稳定子矩阵；

31、根据所述泡利x型稳定子矩阵以及每个泡利z型稳定子矩阵，确定所述至少一种量子纠错码。

32、可选地，在所述量子纠错码数据库中查询出与所述纠错参数相匹配的量子纠错码对所述待处理数据进行量子纠错处理之前，所述方法还包括：

33、对所述数据库中的每个量子纠错码，以及不同参数下的量子纠错码数量进行验证，并将未通过验证的量子纠错码进行删除。

34、本说明书提供一种量子纠错处理装置，包括：

35、接收模块，用于接收量子纠错码的生成请求，并根据所述生成请求，确定生成量子纠错码时所需确定的参数的类型，其中，所述参数包括基础参数和匹配参数；

36、确定模块，用于根据量子计算设备的算力资源信息，确定所述计算设备对至少部分基础参数的计算范围；

37、生成模块，用于基于所述计算范围，确定各基础参数的若干种取值策略，针对每种取值策略，根据不同类型的基础参数在该取值策略下的取值，生成至少一种量子纠错码，并将所述取值作为所述至少一种量子纠错码对应的基础参数；

38、解析模块，用于针对每种量子纠错码，对该量子纠错码进行解析，得到该量子纠错码对应的匹配参数；

39、存储模块，用于按照每种量子纠错码对应的基础参数以及匹配参数，在量子纠错码数据库中存储各量子纠错码；

40、处理模块，用于当接收到纠错指令时，根据所述纠错指令，获取待处理数据以及所述待处理数据对应的纠错参数，并在所述量子纠错码数据库中查询出与所述纠错参数相匹配的量子纠错码对所述待处理数据进行量子纠错。

41、本说明书提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述量子纠错处理方法。

42、本说明书提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述量子纠错处理方法。

43、本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

44、在本说明书提供的量子纠错处理方法中，确定生成量子纠错码时所需确定的参数类型；根据量子计算设备的算力资源信息，确定每种基础参数的计算范围；基于计算范围，确定基础参数的若干种取值策略，根据不同类型的基础参数在每种取值策略下的取值，生成至少一种量子纠错码，并将取值作为其对应的基础参数；针对每种量子纠错码，对该量子纠错码及其基础参数进行解析，得到该量子纠错码对应的匹配参数；按照每种量子纠错码对应的基础参数以及匹配参数，在量子纠错码数据库中存储各量子纠错码，以在量子纠错码数据库中查询出与纠错参数相匹配的量子纠错码对待处理数据进行量子纠错处理。

45、从上述方法可以看出，本方案可以以算力设备的算力资源信息为依据，确定生成量子纠错码时所需参数的计算范围，进而在该计算范围的基础上，基于每种基础参数的取值策略生成量子纠错码，并构建量子纠错码数据库，这样一来，在实际进行量子就算的过程中就可以根据待处理数据的纠错参数，在量子纠错码数据库中查询出参数与其相匹配的量子纠错码对其进行量子纠错处理，相比于现有方法，本方案可以准确的查询出合适的量子纠错码，提高了量子纠错的准确性，从而充分满足业务需求。