面向量子线路深度的编译优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种面向量子线路深度的编译优化方法。该方法包括：将待优化量子线路构建为一个有向无环图，基于图的遍历方法遍历所述待优化量子线路；针对遍历到的每个子线路，检查该子线路是否符合模式匹配规则，若符合，则根据模式匹配规则，使用深度更小的目标量子逻辑门组替换该子线路中深度更大的原量子逻辑门组，最终得到深度更小的等价量子线路。本发明专利技术可降低量子线路深度，有效提升量子算法在目标量子平台上的执行效率。标量子平台上的执行效率。标量子平台上的执行效率。

【技术实现步骤摘要】
面向量子线路深度的编译优化方法及装置


[0001]本专利技术涉及量子计算
，尤其涉及一种面向量子线路深度的编译优化方法及装置。

技术介绍

[0002]以量子图灵机为计算模型的量子计算技术，利用量子力学原理进行并行计算，可以在特定问题上相对于经典计算实现指数级加速。以量子线路模型描述的量子算法，可以在量子计算机上运行，并根据输入状态输出特定的值。量子算法不能直接在量子硬件上执行，需要通过编译将用高级量子编程语言实现的量子算法翻译成量子计算机可执行的机器代码。在量子算法中，一个复杂量子线路通常由大量的子线路组合而成，生成的量子线路存在冗余，在量子计算机上的运行效率较低。因此在编译过程中，需要实施多种优化，对量子线路进行化简，以实现量子程序在目标量子平台上的高效运行目标。而现有量子编译优化技术在编译生成量子线路时存在生成的量子逻辑门个数较多、量子线路深度较高的问题，导致最终量子算法的执行效率较低，同时在量子模拟实验或实际运行过程中会产生较大的开销。

技术实现思路

[0003]针对由于现有量子编译优化技术所生成的量子线路的量子逻辑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.面向量子线路深度的编译优化方法，其特征在于，包括：将待优化量子线路构建为一个有向无环图，基于图的遍历方法遍历所述待优化量子线路；针对遍历到的每个子线路，检查该子线路是否符合模式匹配规则，若符合，则根据模式匹配规则，使用深度更小的目标量子逻辑门组替换该子线路中深度更大的原量子逻辑门组，最终得到深度更小的等价量子线路。2.根据权利要求1所述的面向量子线路深度的编译优化方法，其特征在于，所述将待优化量子线路构建为一个有向无环图，具体包括：将量子逻辑门对不同量子比特的操作作为有向无环图的节点，将量子比特状态的演化关系作为有向无环图的边，从而将整个待优化量子线路构建为一个有向无环图。3.根据权利要求1所述的面向量子线路深度的编译优化方法，其特征在于，在配置文件中预先定义模式匹配规则；所述模式匹配规则是指待替换原量子逻辑门组和目标量子逻辑门组作为替换过程中的规则，所述待替换原量子逻辑门组和所述目标量子逻辑门组为等价关系，且所述目标量子逻辑门组的深度小于所述待替换原量子逻辑门组。4.面向量子线路深度的编译优化方法，其特征在于，包括：将待优化量子线路构建为一个有向无环图，基于图的遍历方法遍历所述待优化量子线路，并构建量子比特与逻辑门序列的键值表，其中键为量子比特，值为逻辑门序列；针对遍历到的每个子线路，对该子线路中的每个量子比特根据所述键值表进行连续单门抵消优化和/或连续旋转门合并优化，最终得到深度更小的等价量子线路。5.根据权利要求4所述的面向量子线路深度的编译优化方法，其特征在于，所述对该子线路中的每个量子比特根据所述键值表进行连续单门抵消优化，具体包括：对两个连续H门实施抵消，和/或对两个连续X门实施抵消。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵博，单征，孙回回，徐金龙，朱雨，周蓓，姚金阳，韩鹏宇，王文青，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：