【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及量子信息，更具體地，涉及一種分布式場景下的酉算子性質(zhì)分析方法及裝置。
技術(shù)介紹
1、跨平臺驗證是隨著小型量子計算機在不同物理平臺上日益普及而提出的一個重要任務(wù)。由于量子計算機硬件的多樣性和限制，不同量子計算機可能采用不同的物理實現(xiàn)方式（如超導、離子阱、光學等），這些差異導致它們之間的量子通信難以直接實現(xiàn)。目前，關(guān)于跨平臺驗證的研究主要集中在估計量子態(tài)內(nèi)積所需的樣本復(fù)雜性上，該方法僅通過本地操作和經(jīng)典通信來估計量子態(tài)的性質(zhì)，以確保在有限的樣本數(shù)量下獲得準確的估計結(jié)果。
2、然而，上述方法每次測量只能單獨測量一臺設(shè)備上的量子態(tài)對量子態(tài)的內(nèi)積做估計，且主要集中在基于采樣的輸入模型而對于其他類型的輸入模型研究較少。因此，在分布式場景下，內(nèi)積的估計受到量子態(tài)的同步性、測量誤差等多種因素的影響，導致難以對酉算子的內(nèi)積性質(zhì)進行準確估計。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)提供了一種分布式場景下的酉算子性質(zhì)分析方法及裝置。
2、本專利技術(shù)的一個方面提供了一種分布式場景下的酉算子性質(zhì)分析方法，上述方法包括：利用量子終端的酉算子對上述量子終端的初始量子態(tài)進行旋轉(zhuǎn)變換，得到上述量子終端的中間量子態(tài)；分別利用酉矩陣集合包括的多個酉矩陣，對多個量子上述終端各自的中間量子態(tài)同步進行測量，得到多個內(nèi)積結(jié)果；基于多個內(nèi)積結(jié)果，得到量子終端的性質(zhì)分析結(jié)果，其中，上述量子終端的性質(zhì)分析結(jié)果表征上述多個量子終端各自包括的上述酉算子之間的相似程度。
3、根據(jù)本專利技術(shù)
4、根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，上述利用上述目標酉矩陣對多個量子終端各自的中間量子態(tài)同步進行多次測量，得到上述多個量子終端各自在與上述目標酉矩陣對應(yīng)的測量基下的測量結(jié)果集合，包括：針對任意一上述量子終端，基于上述目標酉矩陣和標準基，確定上述量子終端的上述測量基；將上述量子終端的中間量子態(tài)分別投影到上述測量基包括的多個基向量上，得到多個投影分量；基于上述多個投影分量各自的概率，得到上述多個投影分量的概率分布；基于上述多個投影分量的概率分布，確定上述量子終端在上述測量基下的測量結(jié)果；基于上述量子終端在上述測量基下經(jīng)多次測試得到的多個上述測量結(jié)果，得到上述量子終端在與上述目標酉矩陣對應(yīng)的上述測量基下的測量結(jié)果集合。
5、根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，上述基于上述多個量子終端各自在與上述目標酉矩陣對應(yīng)的上述測量基下的測量結(jié)果集合，確定上述內(nèi)積結(jié)果，包括：對上述多個量子終端各自在與上述目標酉矩陣對應(yīng)的上述測量基下的測量結(jié)果集合進行交集計算，得到目標測量結(jié)果集合；基于上述目標測量結(jié)果集合中包括的元素數(shù)量，確定上述內(nèi)積結(jié)果。
6、根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，上述基于多個內(nèi)積結(jié)果，得到量子終端的性質(zhì)分析結(jié)果，包括：基于上述多個內(nèi)積結(jié)果以及上述酉矩陣集合的維度，計算得到與每個上述內(nèi)積結(jié)果對應(yīng)的無偏估計結(jié)果；基于與每個上述內(nèi)積結(jié)果對應(yīng)的無偏估計結(jié)果，得到上述量子終端的性質(zhì)分析結(jié)果。
7、根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，上述基于與上述每個內(nèi)積結(jié)果對應(yīng)的無偏估計結(jié)果，得到上述量子終端的性質(zhì)分析結(jié)果，包括：對與上述多個每個內(nèi)積結(jié)果各自對應(yīng)的無偏估計結(jié)果進行均值計算，得到無偏估計結(jié)果的平均值；基于上述無偏估計結(jié)果的平均值，得到上述量子終端的性質(zhì)分析結(jié)果。
8、根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，上述多個量子終端各自的初始量子態(tài)相同，其中，上述初始量子態(tài)用于表征上述量子終端利用多個量子門生成的量子態(tài)。
9、根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，上述利用上述量子終端的酉算子對上述量子終端的初始量子態(tài)進行旋轉(zhuǎn)變換，得到上述量子終端的中間量子態(tài)，包括：利用上述量子終端的酉算子對上述量子終端的初始量子態(tài)進行旋轉(zhuǎn)變換，得到旋轉(zhuǎn)量子態(tài)；將上述旋轉(zhuǎn)量子態(tài)轉(zhuǎn)換為密度矩陣，得到上述量子終端的中間量子態(tài)。
10、本專利技術(shù)的另一個方面提供了一種分布式場景下的酉算子性質(zhì)分析裝置，上述裝置包括：變換模塊，用于利用量子終端的酉算子對上述量子終端的初始量子態(tài)進行旋轉(zhuǎn)變換，得到上述量子終端的中間量子態(tài)；測量模塊，用于分別利用酉矩陣集合包括的多個酉矩陣，對多個上述量子終端各自的中間量子態(tài)同步進行測量，得到多個內(nèi)積結(jié)果，其中，每個上述內(nèi)積結(jié)果是基于上述多個量子終端各自的測量結(jié)果集合得到的；確定模塊，用于基于多個內(nèi)積結(jié)果，得到量子終端的性質(zhì)分析結(jié)果，其中，上述量子終端的性質(zhì)分析結(jié)果表征上述多個量子終端各自包括的上述酉算子之間的相似程度。
11、根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，上述測量模塊包括：同步測量子模塊，用于對于上述多個酉矩陣中的目標酉矩陣，利用上述目標酉矩陣對上述多個量子終端各自的中間量子態(tài)同步進行多次測量，得到上述多個量子終端各自在與上述目標酉矩陣對應(yīng)的測量基下的測量結(jié)果集合；內(nèi)積結(jié)果確定子模塊，用于基于上述多個量子終端各自在與上述目標酉矩陣對應(yīng)的上述測量基下的測量結(jié)果集合，確定上述內(nèi)積結(jié)果。
12、根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，基于每個量子終端上的酉算子，對量子終端的量子態(tài)進行處理，并通過多個酉矩陣對多個量子終端的量子態(tài)進行同步測量，從而通過計算得到的酉算子的內(nèi)積結(jié)果得到多個量子終端各自包括的酉算子之間的相似程度，從而確保分布式場景下對多個量子終端各自包括的酉算子的性質(zhì)進行無偏估計。
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1.一種分布式場景下的酉算子性質(zhì)分析方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酉算子性質(zhì)分析方法，其特征在于，所述分別利用酉矩陣集合包括的多個酉矩陣，對多個所述量子終端各自的中間量子態(tài)同步進行測量，得到多個內(nèi)積結(jié)果，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的酉算子性質(zhì)分析方法，其特征在于，所述利用所述目標酉矩陣對所述多個量子終端各自的中間量子態(tài)同步進行多次測量，得到所述多個量子終端各自在與所述目標酉矩陣對應(yīng)的測量基下的測量結(jié)果集合，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的酉算子性質(zhì)分析方法，其特征在于，所述基于所述多個量子終端各自在與所述目標酉矩陣對應(yīng)的所述測量基下的測量結(jié)果集合，確定所述內(nèi)積結(jié)果，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酉算子性質(zhì)分析方法，其特征在于，所述基于多個內(nèi)積結(jié)果，得到量子終端的性質(zhì)分析結(jié)果，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的酉算子性質(zhì)分析方法，其特征在于，所述基于與每個所述內(nèi)積結(jié)果對應(yīng)的無偏估計結(jié)果，得到所述量子終端的性質(zhì)分析結(jié)果，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酉算子性質(zhì)分析方法，其特征在于
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的酉算子性質(zhì)分析方法，其特征在于，所述利用所述量子終端的酉算子對所述量子終端的初始量子態(tài)進行旋轉(zhuǎn)變換，得到所述量子終端的中間量子態(tài)，包括：
9.一種分布式場景下的酉算子性質(zhì)分析裝置，其特征在于，所述裝置包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的酉算子性質(zhì)分析裝置，其特征在于，所述測量模塊包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種分布式場景下的酉算子性質(zhì)分析方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酉算子性質(zhì)分析方法，其特征在于，所述分別利用酉矩陣集合包括的多個酉矩陣，對多個所述量子終端各自的中間量子態(tài)同步進行測量，得到多個內(nèi)積結(jié)果，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的酉算子性質(zhì)分析方法，其特征在于，所述利用所述目標酉矩陣對所述多個量子終端各自的中間量子態(tài)同步進行多次測量，得到所述多個量子終端各自在與所述目標酉矩陣對應(yīng)的測量基下的測量結(jié)果集合，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的酉算子性質(zhì)分析方法，其特征在于，所述基于所述多個量子終端各自在與所述目標酉矩陣對應(yīng)的所述測量基下的測量結(jié)果集合，確定所述內(nèi)積結(jié)果，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酉算子性質(zhì)分析方法，其特征在于，所述基于...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：解圍，陳愷王翼，李向陽，陳泓霖，
申請(專利權(quán))人：中國科學技術(shù)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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