量子处理设备和方法技术

提供了一种使用包括多个量子位的量子系统来计算关于计算问题的解决方案的方法。该方法包括将计算问题编码为量子系统的问题哈密顿算子，其中，问题哈密顿算子是包括多个可调参数的单体哈密顿算子，并且其中，编码包括从计算问题确定针对多个可调参数的问题编码配置。该方法还包括将量子系统从初始量子态向量子系统的最终哈密顿算子的基态演化，其中，最终哈密顿算子是问题哈密顿算子和短程哈密顿算子的和，其中，问题哈密顿算子的多个可调参数在问题编码配置中，并且其中，短程哈密顿算子是d体哈密顿算子，其中，d与计算问题无关。该方法还包括测量多个量子位的至少一部分以获得量子系统的读出。该方法还包括从读出确定关于计算问题的解决方案。

Quantum processing equipment and methods

A method of computing the solution of computational problems using quantum systems including multiple qubits is provided. The method includes a problem Hamiltonian operator that encodes a computational problem into a quantum system, in which the problem Hamiltonian operator is a single Hamiltonian operator with multiple adjustable parameters, and the encoding includes a coding configuration for determining a number of adjustable parameters from a computational problem. The method also includes the evolution of the fundamental state of the quantum system from the initial quantum state to the final Hamiltonian operator of the quantum system, in which the final Hamiltonian operator is the sum of the Hamilton operator and the short-range Hamiltonian operator, in which the multiple tunable parameters of the Hamilton operator are in the problem coding configuration, and the short-range Harbin operator is in the problem coding. The D operator is Hamiltonian, and D is independent of computation. The method also includes measuring at least a part of a plurality of qubits to get the readout of the quantum system. The method also includes determining the solution to the computational problem from readout.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】量子处理设备和方法
本文描述的实施例涉及用于使用量子系统来计算关于计算问题的解决方案的设备和方法，并且更具体地涉及包括多个量子位(qubit)的量子系统。
技术介绍
基于传统信息处理的计算设备(即，未利用量子力学效应的计算设备)一度只能作为执行特定操作的硬连线计算器出现。向完全可编程计算机的过渡彻底革新了这一领域，并开启了信息时代之门。当前的量子计算设备，即可能除了使用传统信息处理之外还利用量子力学效应来解决计算问题的计算设备，在某种意义上还停留在硬连线计算器的阶段，这是因为它们只能解决特别设计(即，“硬连线”)的计算问题。尤其是，所有平台和学科中的现有量子计算设备仍然没有完全实现可编程性和可扩展性。例如，在由D-WAVESYSTEMSInc.提供的基于超导量子位的量子计算设备中排列两组量子位，其中，可以在不同组中的量子位之间发生任意的相互作用，但是在同组中的量子位之间不发生相互作用。可以添加额外的量子位组，但是具有同样的限制。因此,这种量子计算设备受到硬连线约束的限制，这种约束不允许能实现完全可编程和可扩展架构的必要的相互作用。因此，需要用于使用量子系统解决计算问题的改进方法和设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用包括多个量子位的量子系统来计算关于计算问题的解决方案的方法，所述方法包括：将所述计算问题编码为所述量子系统的问题哈密顿算子，其中，所述问题哈密顿算子是包括多个可调整参数的单体哈密顿算子，并且其中，所述编码包括从所述计算问题确定针对所述多个可调整参数的问题编码配置；将所述量子系统从初始量子态向所述量子系统的最终哈密顿算子的基态演化，其中，所述最终哈密顿算子是所述问题哈密顿算子和短程哈密顿算子的和，其中，所述问题哈密顿算子的所述多个可调整参数在所述问题编码配置中，并且其中，所述短程哈密顿算子是d体哈密顿算子，并且d与所述计算问题无关；测量所述多个量子位的至少一部分以获得所述量子系统的读出；...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.29 EP 15174362.21.一种使用包括多个量子位的量子系统来计算关于计算问题的解决方案的方法，所述方法包括：将所述计算问题编码为所述量子系统的问题哈密顿算子，其中，所述问题哈密顿算子是包括多个可调整参数的单体哈密顿算子，并且其中，所述编码包括从所述计算问题确定针对所述多个可调整参数的问题编码配置；将所述量子系统从初始量子态向所述量子系统的最终哈密顿算子的基态演化，其中，所述最终哈密顿算子是所述问题哈密顿算子和短程哈密顿算子的和，其中，所述问题哈密顿算子的所述多个可调整参数在所述问题编码配置中，并且其中，所述短程哈密顿算子是d体哈密顿算子，并且d与所述计算问题无关；测量所述多个量子位的至少一部分以获得所述量子系统的读出；以及从所述读出确定所述计算问题的解决方案。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述量子系统从所述初始量子态向所述最终哈密顿算子的所述基态的演化包括通过量子退火将所述量子系统的初始哈密顿算子转变到所述最终哈密顿算子。3.根据权利要求2所述的方法，还包括通过冷却所述量子系统来将处于所述初始量子态的所述量子系统初始化到所述初始哈密顿算子的基态。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述多个可调整参数包括作用于所述多个量子位的单体场的多个场强和/或多个场方向。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，执行从所述初始哈密顿算子到所述最终哈密顿算子的量子退火包括将所述初始哈密尓顿算子绝热地演化为最终哈密顿算子。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述短程哈密尓顿算子是d体哈密尓顿算子，其中，d＝4。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述短程哈密顿算子与所述计算问题无关。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述多个量子位是根据二维晶格或根据三维晶格进行排列的。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述多个量子位是根据二晶格进行排列的，并且其中，所述短程哈密尓算子顿涉及与所述二维晶格元格对应的四个量子位的组之间的相互作用。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述计算问题是NP难问题。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述问题哈密顿算子具有形式∑kJkσz(k)，其中，σz(k)是所述多个量子位中的第k个量子位的泡利算符，其中，每个Jk是系数，并且其中，所述系数Jk构成了所述问题哈密顿算子的所述多个可调整参数。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述问题编码配置包括：将所述计算问题映射到辅助计算问题上，其中，所述辅助计算问题包括确定远程自旋模...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫冈·莱希纳，菲利普·奥克，彼得·佐勒，
申请(专利权)人：因斯布鲁克大学，奥地利科学院，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT