基于多项式预处理器的量子线性求解方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于多项式预处理器的量子线性求解方法、装置及设备，方法包括：获取待处理线性系统中第一矩阵A、第一向量b的信息，计算用于线性系统预处理的第一矩阵A的多项式p(A)，根据多项式p(A)，对线性系统进行预处理，获得第二矩阵A

【技术实现步骤摘要】
基于多项式预处理器的量子线性求解方法、装置及设备


[0001]本专利技术属于量子计算
，特别是一种基于多项式预处理器的量子线性求解方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机因其具有相对普通计算机更高效的处理数学问题的能力，例如，能将破解RSA密钥的时间从数百年加速到数小时，故成为一种正在研究中的关键技术。
[0003]量子计算模拟是一个借助数值计算和计算机科学来仿真遵循量子力学规律的模拟计算，作为一个仿真程序，它依据量子力学的量子比特的基本定律，利用计算机的高速计算能力，刻画量子态的时空演化。
[0004]对线性方程组的求解是许多科学与工程问题的核心，求解此类问题的经典算法统称为线性系统算法。近年来，量子计算领域的一个非常重要的成果是量子线性系统算法，其中最著名的当属Harrow、Hassidim和Lloyd于2009年共同提出的HHL算法，但是该算法随着输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多项式预处理器的量子线性求解方法，其特征在于，所述方法包括：获取待处理线性系统中第一矩阵A、第一向量b的信息；计算用于所述线性系统预处理的第一矩阵A的多项式p(A)；根据所述多项式p(A)，对所述线性系统进行预处理，获得第二矩阵A
′
及第二向量b
′
；构建HHL算法对应的量子线路，根据所述第二矩阵A
′
及第二向量b
′
，执行量子态的演化与测量操作，获取演化后的所述量子线路的最终量子态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得第二矩阵A
′
及第二向量b
′
，包括：获得第二矩阵A
′
＝p(A)A，以及第二向量b
′
＝p(A)b。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二矩阵A
′
及第二向量b
′
，执行量子态的演化与测量操作，获取演化后的所述量子线路的最终量子态，包括：针对所述量子线路，输入初始量子态|b
′
>和算符执行量子态的演化与测量操作，获取演化后的所述量子线路的最终量子态，其中，所述算符所述t为常量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算用于所述线性系统预处理的第一矩阵A的多项式p(A)，包括：构建求解所述多项式的函数f
m
(x)和预设区间S，其中，所述函数f
m
(x)满足f
m
(x)＝p
m
(x)x，且f
m
(x
i
)+(
‑
1)
i
E＝1，所述m为多项式阶数，所述i＝0，1，2，...，m+1，所述S∈[1/κ
A
，1]，所述E为偏差幅值，所述κ
A
为条件数；在所述预设区间中选择m+1个点，并获取线性方程组f
m
(x
i
)+(
‑
1)
i
E＝1的解，其中，所述m+1个点分别为x1，x2，...，x
m+1
且满足x1＝1/κ，x
m+1
＝1；将获取的所述线性方程组的解代入f
m
(x)，得到|1
‑
f
m
(x)|的局部最大值的点的集合N
′
；判断对任意x∈N
′
，f
m
(x)
‑
1绝对值是否相同且随着x递增，f
m
(x)
‑
1正负号是否交替变化，若是，则当前的f
m
(x)为最优的多项式。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若不是，则将所述x1，x2，...，x
m+1
中的元素用所述集合N
′
中的元素替换，替换规则为：x1，x
m+1
保持不变，将x2，...，x
m
替换成集合N
′
中的元素...

【专利技术属性】
技术研发人员：李叶，安宁波，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：