一种基于量子技术的数值比较方法、装置及量子计算机制造方法及图纸

本申请提供了一种基于量子技术的数值比较方法、装置及量子计算机。本申请实施例方法包括：获取待比较的第一数值与第二数值，分别将所述第一数值与所述第二数值对应制备成第一量子态与第二量子态，运行预设量子线路，所述预设量子线路用于对所述第一量子态与第二量子态进行减法运算，对所述预设量子线路的预设量子比特进行测量，根据测量结果获取所述第一量子态与所述第二量子态的差值符号位，根据所述差值符号位确定所述第一数值与所述第二数值的大小关系。本发明专利技术能够通过量子线路实现整数之间数值大小的比较，填补了相关技术的空白。白。白。

【技术实现步骤摘要】
一种基于量子技术的数值比较方法、装置及量子计算机


[0001]本专利技术属于量子计算领域，特别是一种基于量子技术的数值比较方法、装置及量子计算机。

技术介绍

[0002]量子计算机利用量子的叠加性，理论上在某些情形下有指数级加速的能力。譬如破解RSA密钥在经典计算机上需要数百年，而在量子计算机上执行量子算法只需数小时。但是目前量子计算机的受限于量子芯片硬件的发展导致的可操控的比特数有限，因此计算能力有限，并不能普遍地去运行量子算法。普遍地运行量子算法通常需要借助量子减法运算方法。
[0003]在量子算法的实现过程中，通常需要借助各种量子逻辑门构建量子算法，但是，仅依靠各种量子逻辑门构建量子算法时，并没有对应经典运算两个整数之间比较大小的运算操作的量子逻辑门。因此，急需提供一种能够实现量子线路中的数值比较的技术，以填补相关技术空白。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于量子技术的数值比较方法，装置及量子计算机，以解决现有技术中的不足，它能够通过量子线路实现整数之间数值大小的比较。
[0005]第一方面，本申请提供了一种基于量子技术的数值比较方法，包括：
[0006]获取待比较的第一数值与第二数值，分别将所述第一数值与所述第二数值对应制备成第一量子态与第二量子态；
[0007]运行预设量子线路，所述预设量子线路用于对所述第一量子态与第二量子态进行减法运算；
[0008]对所述预设量子线路的预设量子比特进行测量，根据测量结果获取所述第一量子态与所述第二量子态的差值符号位；
[0009]根据所述差值符号位确定所述第一数值与所述第二数值的大小关系。
[0010]根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别将所述第一数值与所述第二数值对应制备成第一量子态与第二量子态包括：
[0011]根据H门与RY门分别对所述第一数值与所述第二数值编码，以得到所述第一量子态与第二量子态，所述编码参数由所述第一数值与所述第二数值确定，所述H门与所述RY门均为量子逻辑门的一种。
[0012]可选地，所述根据测量结果获取所述第一量子态与所述第二量子态的差值符号位包括：
[0013]测量所述预设量子线路中对应减法运算的差值符号位的符号位量子比特，获取所述符号位量子比特的量子态；
[0014]根据所述符号位量子比特的量子态，确定所述差值符号位的值。
[0015]可选地，所述根据所述差值符号位获取所述第一数值与所述第二数值的大小关系包括：
[0016]若所述差值符号位的值为0，则所述第一数值小于所述第二数值；
[0017]若所述差值符号位的值为1，则所述第一数值大于所述第二数值。
[0018]可选地，所述预设量子线路包括：加法器模块以及包含所述加法器模块的求补码模块；其中，所述加法器模块由以下方式构建：
[0019]根据所述第一量子态和所述第二量子态对应的量子比特位的位数，确定待级联的前级联模块MAJ模块以及待级联的后级联模块UMA模块的目标模块个数，其中，所述MAJ模块的模块个数与所述UMA模块的模块个数相同；
[0020]将所述目标模块个数的MAJ模块以及UMA模块进行级联，生成所述加法器模块对应的加法器子量子线路。
[0021]可选地，所述MAJ模块与所述UMA模块根据CNOT门与TOFFOLI门构建，所述CNOT门与所述TOFFOLI门均为量子逻辑门中的一种。
[0022]第二方面，本申请提供了一种基于量子技术的数值比较装置，包括：
[0023]获取单元，用于获取待比较的第一数值与第二数值，分别将所述第一数值与所述第二数值对应制备成第一量子态与第二量子态；
[0024]运行单元，用于运行预设量子线路，所述预设量子线路用于对所述第一量子态与第二量子态进行减法运算；
[0025]测量单元，用于测量所述量子线路的运行结果，根据所述运行结果获取所述第一量子态与所述第二量子态的差值；
[0026]确定单元，用于根据所述差值确定所述第一数值与所述第二数值的大小关系。
[0027]第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括处理器、存储器、通信接口以及一个或多个程序，其中，上述一个或多个程序被存储在上述存储器中，并且被配置由上述处理器执行，上述程序包括用于执行本申请实施例第一方面所述的方法中的步骤的指令。
[0028]第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其中，上述计算机可读存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，上述计算机程序使得计算机执行如本申请实施例第一方面所述的方法中所描述的部分或全部步骤。
[0029]第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，其中，上述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，上述计算机程序可操作来使计算机执行如本申请实施例第一方面所述的方法中所描述的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包。
[0030]第六方面，本申请实施例提供了一种量子计算机，其中，所述量子计算机内包括量子计算机操作系统，上述量子计算机操作系统根据本申请实施例第一方面所述的方法中所描述的部分或全部步骤实现基于量子技术的数值比较处理。
附图说明
[0031]图1为本申请实施例提供的基于量子技术的数值比较方法的一个流程示意图；
[0032]图2为本申请实施例提供的基于量子技术的数值比较方法的另一流程示意图；
[0033]图3为本申请实施例提供的基于量子技术的数值比较方法的另一流程示意图；
[0034]图4是本申请实施例提供的量子态制备量子线路示意图；
[0035]图5是本申请实施例提供的求补码量子线路示意图；
[0036]图6是本申请提供的加法运算前求补码量子线路示意图；
[0037]图7是本申请提供的加法运算后求补码量子线路示意图；
[0038]图8是本申请提供的减法器的量子线路示意图；
[0039]图9是本申请一实施例提供的加法器示意图；
[0040]图10是本申请一实施例提供的加法器量子线路示意图；
[0041]图11是本申请一实施例提供的MAJ模块示意图；
[0042]图12是本申请一实施例提供的MAJ模块量子线路组合过程示意图；
[0043]图13是本申请一实施例提供的UMA模块示意图；
[0044]图14是本申请一实施例提供的UMA模块量子线路组合过程示意图；
[0045]图15为本申请实施例提供的基于量子技术的数值比较装置示意图；
[0046]图16为本申请实施例提供的基于量子技术的数值比较方法计算机终端的硬件结构框图。
具体实施方式
[0047]下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。
[0048]本申请提供了一种基于量子技术的数值比较方法，以解决现有技术中的不足，它能够通过量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于量子技术的数值比较方法，其特征在于，包括：获取待比较的第一数值与第二数值，分别将所述第一数值与所述第二数值对应制备成第一量子态与第二量子态；运行预设量子线路，所述预设量子线路用于对所述第一量子态与第二量子态进行减法运算；对所述预设量子线路的预设量子比特进行测量，根据测量结果获取所述第一量子态与所述第二量子态的差值符号位；根据所述差值符号位确定所述第一数值与所述第二数值的大小关系。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别将所述第一数值与所述第二数值对应制备成第一量子态与第二量子态包括：根据H门与RY门分别对所述第一数值与所述第二数值编码，以得到所述第一量子态与第二量子态，所述编码参数由所述第一数值与所述第二数值确定，所述H门与所述RY门均为量子逻辑门的一种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据测量结果获取所述第一量子态与所述第二量子态的差值符号位包括：测量所述预设量子线路中对应减法运算的差值符号位的符号位量子比特，获取所述符号位量子比特的量子态；根据所述符号位量子比特的量子态，确定所述差值符号位的值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述差值符号位获取所述第一数值与所述第二数值的大小关系包括：若所述差值符号位的值为0，则所述第一数值小于所述第二数值；若所述差值符号位的值为1，则所述第一数值大于所述第二数值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设量子线路包括：加法器模块以及包含所述加法器模块的求补码模块；其中，所述加法器模块由以下方式构建：根据所述第一量子态和所述第二量子态对应的量子比特位的位数，确定待级联的前级联模块MAJ模块以及待...

【专利技术属性】
技术研发人员：方圆，王伟，李蕾，窦猛汉，
申请(专利权)人：合肥本源量子计算科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：