差错检测方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种差错检测方法及装置，属于量子计算技术领域。本申请通过在测量稳定子生成元的量子电路中，将稳定子生成元分为两种类型—X型和Z型分别检测差错，并添加flag粒子来检测量子电路中由于量子门引入的X差错和Z差错，仅使用四个辅助粒子实现检错功能和容错功能，因此大大降低了辅助粒子的开销。此外，由于将稳定子生成元分为两种类型分别测量，并且这两种类型的算子对应的量子门作用在不同的辅助位上，所以减少了错误在编码块上的传播。此外，该方法应用于一般的量子稳定子码。该方法应用于一般的量子稳定子码。该方法应用于一般的量子稳定子码。

【技术实现步骤摘要】
差错检测方法及装置


[0001]本申请涉及量子计算
，特别涉及一种差错检测方法及装置。

技术介绍

[0002]基于量子纠错码得到的编码块在信道传输过程中可能会受到噪声的干扰，导致编码块发生差错。为此，可通过采用差错检测和差错恢复技术，从而纠正编码块中的差错。此外，由于差错检测过程也涉及复杂的量子计算，执行量子计算的硬件可能并不完美，造成差错检测过程本身也可能产生差错。为此，可以在量子电路中添加辅助粒子，通过包含辅助粒子的量子电路检测编码块。其中，一部分辅助粒子用于检测编码块中由噪声信道引入的差错，从而实现检错性能。另一部分辅助粒子用于检测差错检测过程产生的误差，从而实现容错性能。
[0003]为了保证差错检测过程中量子运算的容错性，目前很多方案都采用了增加辅助粒子开销的方式。但是，辅助粒子的大量开销不仅影响量子纠错码的性能，也会影响大规模量子计算在实际情况中的应用。有鉴于此，如何在保证差错检测过程的容错性的同时，减少辅助粒子的开销已成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种差错检测方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种差错检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取编码块，所述编码块对应稳定子码的生成元可拆分成X算子和Z算子；通过量子电路对所述编码块进行检测，得到第一检测结果，所述量子电路包括第一辅助粒子、第二辅助粒子和量子门集合，所述第一辅助粒子用于对所述X算子进行检测，所述第二辅助粒子用于对所述Z算子进行检测，所述量子门集合包括第一量子门和第二量子门，所述第一量子门用于使所述X算子和所述第一辅助粒子建立量子纠缠关系，所述第二量子门用于使所述Z算子和所述第二辅助粒子建立量子纠缠关系；使用验证块对所述量子电路进行检测，得到第二检测结果，所述验证块包括第一标记flag粒子和第二flag粒子，所述第一flag粒子用于检测所述量子门集合是否为所述编码块引入了比特翻转差错，所述第二flag粒子用于检测所述量子门集合是否为所述编码块引入了相位翻转差错；根据所述第一检测结果以及所述第二检测结果，确定所述编码块是否发生差错以及差错的类型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述量子电路对所述编码块进行检测，得到第一检测结果，包括：通过所述第一量子门使所述X算子和所述第一辅助粒子建立量子纠缠关系，通过所述第二量子门使所述Z算子和所述第二辅助粒子建立量子纠缠关系；通过所述量子电路对与所述X算子具有量子纠缠关系的所述第一辅助粒子、与所述Z算子具有量子纠缠关系的所述第二辅助粒子进行测量，得到所述第一检测结果。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述使用验证块对所述量子电路进行检测，得到第二检测结果，包括：通过第三量子门使所述第一flag粒子和与所述X算子具有量子纠缠关系的所述第一辅助粒子建立量子纠缠关系，通过第四量子门使所述第二flag粒子和与所述Z算子具有量子纠缠关系的所述第二辅助粒子建立量子纠缠关系；通过所述量子电路对与所述第一辅助粒子具有量子纠缠关系的所述第一flag粒子、与所述第二辅助粒子具有量子纠缠关系的所述第二flag粒子进行测量，得到所述第二检测结果。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一检测结果包括所述第一辅助粒子和所述第二辅助粒子整体的测量结果，所述第二检测结果包括所述第一flag粒子的测量结果以及所述第二flag粒子的测量结果，所述根据所述第一检测结果以及所述第二检测结果，确定所述编码块是否发生差错以及差错的类型，包括：若所述第一辅助粒子和所述第二辅助粒子整体的测量结果与所述第一辅助粒子和所述第二辅助粒子的初始量子态不同，且所述第一flag粒子的测量结果与所述第一flag粒子的初始量子态相同，且所述第二flag粒子的测量结果与所述第二flag粒子的初始量子态相同，确定所述编码块发生差错，且差错的类型包括噪声信道引入的差错。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一检测结果包括所述第一辅助粒子和所述第二辅助粒子整体的测量结果，所述第二检测结果包括所述第一flag粒子的测量结果以及所述第二flag粒子的测量结果，所述根据所述第一检测结果以及所述第二检测结果，确定所述编码块是否发生差错以及差错的类型，包括：
若所述第一辅助粒子和所述第二辅助粒子整体的测量结果与所述第一辅助粒子和所述第二辅助粒子的初始量子态不同，且所述第一flag粒子的测量结果与所述第一flag粒子的初始量子态不同，且所述第二flag粒子的测量结果与所述第二flag粒子的初始量子态相同，确定所述编码块发生差错，且差错的类型包括所述量子门集合引入的比特翻转差错。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一检测结果包括所述第一辅助粒子和所述第二辅助粒子整体的测量结果，所述第二检测结果包括所述第一flag粒子的测量结果以及所述第二flag粒子的测量结果，所述根据所述第一检测结果以及所述第二检测结果，确定所述编码块是否发生差错以及差错的类型，包括：若所述第一辅助粒子和所述第二辅助粒子整体的测量结果与所述第一辅助粒子和所述第二辅助粒子的初始量子态不同、且所述第一flag粒子的测量结果与所述第一flag粒子的初始量子态相同，且所述第二flag粒子的测量结果与所述第二flag粒子的初始量子态不同，确定所述编码块发生差错，且差错的类型包括所述量子门集合引入的相位翻转差错。7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一辅助粒子和所述第二辅助粒子整体的测量结果与所述第一辅助粒子和所述第二辅助粒子整体的初始量子态不同，包括：所述第一辅助粒子和所述第二辅助粒子整体的初始量子态为贝尔态|β
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>，所述第一辅助粒子和所述第二辅助粒子整体的测量结果为贝尔态|β
10
>；或者，所述第一辅助粒子和所述第二辅助粒子整体的初始量子态为贝尔态|β
10
>，所述第一辅助粒子和所述第二辅助粒子整体的测量结果为贝尔态|β
00
>。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一flag粒子的测量结果与所述第一flag粒子的初始量子态不同，包括：所述第一flag粒子的初始量子态为|0>，所述第一flag粒子的测量结果为|1>；或者，所述第一flag粒子的初始量子态为|1>，所述第一flag粒子的测量结果为|0>。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二flag粒子的测量结果与所述第二flag粒子的初始量子态不同，包括：所述第二flag粒子的初始量子态为|+>，所述第二flag粒子的测量结果为|
‑
>；或者，所述第二flag粒子的初始量子态为|
‑
>，所述第一flag粒子的测量结果为|+>。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一量子门和第二量子门均为量子受控非CNOT门。11.一种差错检测装置，其特征在于，所述装置包括：获取单元，用于获取编码块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈秀波，赵立云，徐刚，付洁，缪丽华，潘兴博，陈思怡，程振文，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：