具有回退的概率性量子电路的有效综合制造技术

具有回退的概率性量子电路(PQF)包括被选择来实现目标幺正操作的一系列电路级。如通过一个或多个辅助量子比特的测量所指示的，最终级以所有前面级的不成功结果为条件。最终级执行回退电路，回退电路以相对高的成本(通过非常低的回退概率减轻)来强制进行对目标幺正操作的确定性执行。参考具体的Clifford+T、Clifford+V和Clifford+基公开了一般PQF综合方法的具体实例。所得到的电路具有预期的成本，其中b对于每个基是特定的。综合的三个具体实例具有多项式编译时间保证。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有回退的概率性量子电路的有效综合
本公开涉及量子电路设计。
技术介绍
随着量子器件的快速成熟，高级量子算法到低级容错电路的有效编译是关键的。多个有用的容错量子基集合从通过一个或多个幺正门补充克利福德(Clifford)门集合而出现，以使门集合通用。示例包括：Clifford+T基，由作为用于Clifford门的生成器的双量子比特受控非门(CNOT)和单量子比特阿达马门(H)与实现eiπ/4的相对相位的T门一起组成；Clifford+π/12基，由所述CNOT和H门与实现eiπ/12的相对相位的单量子比特幺正操作一起组成；以及Clifford+V基，由所述CNOT和H门与被限定在分圆整数Z[i]上的6个门一起组成。用于将单量子比特门近似到通用门集合Clifford+T和Clifford+V中的有效算法是可用的，并且所获得的在Clifford组之外的基本门的数目具有接近但略微大于信息理论下限的规模。这些算法在因特网http://arxiv.org/abs/1403.2975(2014)上公开的、N.Ross和P.Selinger的“Optimalancilla-freeClifford本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用经典处理器定义量子电路的计算机实现的方法，包括：建立目标幺正操作到所请求的精度的第一近似；将所述第一近似扩展到第一多量子比特幺正操作中，所述第一多量子比特幺正操作在成功测量时，在所选择的基中实现所述目标单量子比特幺正操作；在所述所选择的基中定义回退电路，其中所述回退电路基于不成功的测量来实现所述目标幺正操作；以及输出电路定义，所述电路定义包括所述多量子比特幺正操作的定义和所述回退电路的定义。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.11 US 62/049,2381.一种使用经典处理器定义量子电路的计算机实现的方法，包括：建立目标幺正操作到所请求的精度的第一近似；将所述第一近似扩展到第一多量子比特幺正操作中，所述第一多量子比特幺正操作在成功测量时，在所选择的基中实现所述目标单量子比特幺正操作；在所述所选择的基中定义回退电路，其中所述回退电路基于不成功的测量来实现所述目标幺正操作；以及输出电路定义，所述电路定义包括所述多量子比特幺正操作的定义和所述回退电路的定义。2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述目标幺正操作是多量子比特幺正操作，并且所述方法还包括：基于所述第一多量子比特幺正操作的不成功输出，建立所述目标多量子比特幺正操作到所请求的精度的第二近似；以及将所述第二近似扩展到第二多量子比特幺正操作中，所述第二多量子比特幺正操作在成功测量时，在所述所选择的基中实现所述目标单量子比特幺正操作，其中所述回退电路基于与所述第二多量子比特幺正操作相关联的不成功测量来实现所述目标幺正操作。3.根据权利要求1或2所述的计算机实现的方法，还包括：基于与所述目标幺正操作的一系列近似中的先前近似相关联的多量子比特幺正操作的不成功测量，建立到所请求的精度的所述一系列近似；以及将所述一系列近似扩展到对应的一系列多量子比特幺正操作中，所述一系列多量子比特幺正操作在成功测量时，在所述所选择的基中实现所述目标量子比特幺正操作，其中所述回退电路基于与所述系列中的最终多量子比特幺正操作相关联的不成功测量来实现所述目标幺正操作。4.根据权利要求1-3中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述目标量子比特幺正操作的所述近似基于所述目标量子比特幺正操作的有理数分圆近似，并且所述方法还包括通过求解范数等式来建立所述目标量子比特幺正操作的所述有理数分圆近似。5.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述目标幺正操作是轴向旋转并且由z*/z近似，其中z是分圆整数。6.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述多量子比特幺正操作是关于至少一个辅助量子比特和至少一个主量子比特定义的。7.根据权利要求2所述的计算机实现的方法，其中所述目标单量子比特幺正操作具有的形式，其中z是分圆有理数，r是概率增强因子，并且L是使得2L＞|rz|2的最小正整数，并且所述方法还包括选择的值，使得针对由rz替换的z，范数等式可解。8.根据权利要求7所述的计算机...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·博查罗夫，K·斯沃雷，M·罗特勒，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US