量子模拟方法、装置、设备以及存储介质制造方法及图纸

本公开提供了一种量子模拟方法、装置、设备以及存储介质，涉及数据处理领域，尤其涉及量子模拟领域。具体实现方案为：从N个中间有序序列Π

【技术实现步骤摘要】
量子模拟方法、装置、设备以及存储介质


[0001]本公开涉及数据处理
，尤其涉及量子模拟


技术介绍

[0002]目前，量子计算机正在朝着规模化和实用化的方向前进。量子计算的一个重要应用就是量子模拟(Quantum Simulation)，即模拟量子系统的动态演化，一个量子系统随着时间的演化是由该系统的哈密顿量(Hamiltonian)决定的。如何给出一种代价更低、精度更高的哈密顿量模拟方案是当前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本公开提供了一种用于量子模拟方法、装置、设备以及存储介质。
[0004]根据本公开的一方面，提供了一种量子模拟方法，包括：
[0005]从N个中间有序序列Π
′
中确定用于模拟目标哈密顿量的目标有序序列Π
*
，其中，所述目标哈密顿量通过L个子哈密顿量表示；所述目标有序序列Π
*
表示模拟过程中所述L个子哈密顿量的模拟顺序；所述N个中间有序序列Π
′
中的中间有序序列Π
′
是对基于所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子模拟方法，包括：从N个中间有序序列Π
′
中确定用于模拟目标哈密顿量的目标有序序列Π
*
，其中，所述目标哈密顿量通过L个子哈密顿量表示；所述目标有序序列Π
*
表示模拟过程中所述L个子哈密顿量的模拟顺序；所述N个中间有序序列Π
′
中的中间有序序列Π
′
是对基于所述L个子哈密顿量得到的有序序列中、交换元组所对应的两个子哈密顿量、进行交换或不交换后所得；所述交换元组为M个交换元组之一；所述M个交换元组中的各交换元组包含有所述L个子哈密顿量中任意两个子哈密顿量；所述M个交换元组中不同的交换元组所包含的两个子哈密顿量中至少之一不同；所述N、M和L均为大于等于2的正整数；基于所述目标有序序列Π
*
，得到用于模拟所述目标哈密顿量的目标模拟单元，其中，所述目标模拟单元是基于所述目标有序序列Π
*
排序后的L个子哈密顿量中各子哈密顿量对应的子模拟单元的乘积所得；基于所述目标模拟单元中各子模拟单元对应的近似量子电路，得到用于模拟所述目标哈密顿量的目标量子电路。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标模拟单元包含L个子模拟单元，所述L个子模拟单元中第j个子模拟单元为基于所述目标有序序列排序后的所述L个子哈密顿量中第j个子哈密顿量在演化时间t所对应的第j子演化酉矩阵其中，所述基于所述目标模拟单元中子模拟单元对应的近似量子电路，得到用于模拟所述目标哈密顿量的目标量子电路，包括：基于L个子模拟单元中各子模拟单元所表示的子演化酉矩阵的近似量子电路，得到所述目标哈密顿量在演化时间t所对应的目标量子电路。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标模拟单元包含L个子模拟单元，所述L个子模拟单元中第j个子模拟单元为基于所述目标有序序列排序后的所述L个子哈密顿量中第j个子哈密顿量在子演化时间所对应的第j子演化酉矩阵所述r为段数；其中，所述基于所述目标模拟单元中子模拟单元对应的近似量子电路，得到用于模拟所述目标哈密顿量的目标量子电路，包括：基于所述L个子模拟单元中各子模拟单元所表示的子演化酉矩阵的近似量子电路，得到所述目标哈密顿量在子演化时间所对应的子量子电路；基于所述目标哈密顿量在子演化时间所对应的子量子电路，得到所述目标哈密顿量在演化时间t所对应的目标量子电路。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，在从N个中间有序序列Π
′
中确定用于模拟目标哈密顿量的目标有序序列Π
*
之前，所述方法还包括：基于预先构造的代价函数，确定所述N个中间有序序列Π
′
中各中间有序序列Π
′
所对应的总代价值；其中，所述代价函数用于度量基于中间有序序列Π
′
中L个子哈密顿量进行模拟的模拟顺序，对模拟所述目标哈密顿量的模拟误差的影响程度；其中，所述从N个中间有序序列Π
′
中确定用于模拟目标哈密顿量的目标有序序列Π
*
，包括：
基于所述N个中间有序序列Π
′
中各中间有序序列Π
′
所对应的总代价值，从N个中间有序序列Π
′
中确定用于模拟目标哈密顿量的目标有序序列Π
*
。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述基于所述N个中间有序序列Π
′
中各中间有序序列Π
′
所对应的总代价值，从N个中间有序序列Π
′
中确定用于模拟目标哈密顿量的目标有序序列Π
*
，包括：基于所述N个中间有序序列Π
′
中各中间有序序列Π
′
所对应的总代价值，选取出总代价值最小的中间有序序列Π
′
作为所述目标有序序列Π
*
。6.根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括：对所述M个交换元组中的交换元组执行α轮目标遍历流程，得到N个中间有序序列Π
′
；其中，采用如下方式执行所述α轮目标遍历流程中当前轮目标遍历流程的第m次遍历，包括：从所述M个交换元组中选取出当前轮目标遍历流程中第m次遍历所对应的第m交换元组；其中，所述m为大于等于1的正整数；所述当前轮目标遍历流程为所述α轮目标遍历流程中任一目标遍历流程；基于第m次遍历所对应的第m交换元组，得到第m正有序序列Π
+
和第m负有序序列Π
‑
；其中，第m正有序序列Π
+
是对第m
‑
1中间有序序列Π
′
中第m交换元组对应的两个子哈密顿量进行交换后所得；第m负有序序列Π
‑
是对第m
‑
1中间有序序列Π
′
中第m交换元组对应的两个子哈密顿量不进行交换后所得；所述第m
‑
1中间有序序列Π
′
是当前轮目标遍历流程中第m
‑
1次遍历后所得，为所述N个中间有序序列Π
′
之一；基于第m正有序序列Π
+
和第m负有序序列Π
‑
，采样得到第m中间有序序列Π
′
；其中，所述m中间有序序列Π
′
为所述N个中间有序序列Π
′
之一。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述基于第m正有序序列Π
+
和第m负有序序列Π
‑
，采样得到第m中间有序序列Π
′
，包括：计算得到第m正有序序列Π
+
的第一条件概率，以及第m负有序序列Π
‑
的第二条件概率；基于所述第m正有序序列Π
+
的第一条件概率，以及第m负有序序列Π
‑
的第二条件概率，从第m正有序序列Π
+
和第m负有序序列Π
‑
中采样得到第m中间有序序列Π
′
。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第m正有序序列Π
+
的第一条件概率基于下述公式所得：或者，所述第m负有序序列Π
‑
的第二条件概率基于下述公式所得：其中，f(Π
+
)和f(Π
‑
)是基于所述代价函数f(Π)所得。9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述基于所述第m正有序序列Π
+
的第一条件概率，以及第m负有序序列Π
‑
的第二条件概率，从第m正有序序列Π
+
和第m负有序序列Π
‑
中采样得到第m中间有序序列Π
′
，包括：生成随机数；基于第一条件概率与随机数之间的数值关系，以及第二条件概率与所述随机数之间的
关系，从第m正有序序列Π
+
和第m负有序序列Π
‑
中采样得到第m中间有序序列Π
′
。10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述所述α轮目标遍历流程的目标遍历流程中不同次遍历所选取的交换元组不同。11.一种量子模拟装置，包括：序列处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琅瑜，幺宏顺，丁霈泽，王鑫，
申请(专利权)人：北京百度网讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：