【技术实现步骤摘要】
可蒸馏密钥的估计方法、装置、设备及存储介质
[0001]本公开涉及计算机
,尤其涉及量子计算
技术介绍
[0002]在实际应用中,由于噪声或者是窃听者等诸多因素的影响,量子密钥可能会出现错误。因此,需要一些额外的操作来确保能够安全地获取到量子密钥。此时,从有错的条件下,仅通过可信的经典通信信道(authentic classical communication channel)获得安全的量子密钥的行为,被称为密钥蒸馏(secret key distillation)。但是,当前,对于一个量子态的可蒸馏密钥的计算是极为困难的。
技术实现思路
[0003]本公开提供了一种用于可蒸馏密钥的估计方法、装置、设备及存储介质。
[0004]根据本公开的一方面,提供了一种可蒸馏密钥的估计方法,包括:
[0005]得到目标量子态ρ
AB
;其中,所述目标量子态ρ
AB
表示包含有n个量子比特的目标量子系统AB的纠缠态;所述目标量子系统AB为由第一量子系统A和第二量子系统B所组成的双量子系统;
[0006]基于所述目标量子态ρ
AB
,生成量子纯态ρ
ABEE
’
;其中,E表示包含有m个量子比特的、用于对所述目标量子系统AB进行拓展的拓展量子系统,E'表示包含有(m+n)个量子比特的、用于辅助制备量子纯态ρ
ABEE
’
的辅助量子系统;所述n为大于等于2的正整数,所述m为大于等于1 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可蒸馏密钥的估计方法,包括:得到目标量子态ρ
AB
;其中,所述目标量子态ρ
AB
表示包含有n个量子比特的目标量子系统AB的纠缠态;所述目标量子系统AB为由第一量子系统A和第二量子系统B所组成的双量子系统;基于所述目标量子态ρ
AB
,生成量子纯态ρ
ABEE
′
;其中,E表示包含有m个量子比特的、用于对所述目标量子系统AB进行拓展的拓展量子系统,E'表示包含有(m+n)个量子比特的、用于辅助制备量子纯态ρ
ABEE
′
的辅助量子系统;所述n为大于等于2的正整数,所述m为大于等于1的正整数;将所述量子纯态ρ
ABEE
′
作用于目标参数化量子电路,得到所述目标参数化量子电路中所述目标量子系统AB和拓展量子系统E所对应的总拓展量子系统的输出量子态σ
ABE
(θ);其中,所述目标参数化量子电路包含有2(n+m)个量子比特,θ表示所述目标参数化量子电路的可调参数向量;利用所述输出量子态σ
ABE
(θ),得到所述目标量子态ρ
AB
的压缩纠缠的估计值,其中,所述目标量子态ρ
AB
的压缩纠缠的估计值用于估计所述目标量子态ρ
AB
的可蒸馏密钥。2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述目标量子态ρ
AB
的压缩纠缠的估计值为所述目标量子态ρ
AB
的可蒸馏密钥的上界。3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述利用输出量子态σ
ABE
(θ),得到所述目标量子态ρ
AB
的压缩纠缠的估计值,包括:得到基于输出量子态σ
ABE
(θ)所构造的目标损失函数C(θ)的目标函数值;基于所述目标函数值,得到所述目标量子态ρ
AB
的压缩纠缠的估计值。4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述目标损失函数C(θ)是基于所述输出量子态σ
ABE
(θ)的条件互信息I(A;B|E)所得。5.根据权利要求3或4所述的方法,其中,所述得到基于输出量子态σ
ABE
(θ)所构造的目标损失函数C(θ)的目标函数值,包括:以最小化所述目标损失函数C(θ)为预设优化目标,对所述目标损失函数C(θ)中的可调参数向量θ进行调整;在确定所述满足预设优化条件的情况下,得到目标损失函数C(θ)的目标函数值。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的方法,还包括:在初始量子电路中连续的2m+n个量子位上创建包含有所述可调参数向量θ的预设参数化量子电路,得到所述目标参数化量子电路;其中,所述初始量子电路为包含有2(n+m)个量子比特的空白量子电路;所述预设参数化量子电路至少用于在连续2m+n个量子位对应的至少部分量子比特之间建立纠缠;所述目标参数化量子电路的预设参数化量子电路中连续的m个量子位,对应所述拓展量子系统E;所述目标参数化量子电路的预设参数化量子电路中除去所述连续的m个量子位之外,剩余的连续的m+n个量子位,对应所述辅助量子系统E';所述目标参数化量子电路中除去预设参数化量子电路对应的连续的2m+n个量子位之外剩余的n个量子位,对应所述目标量子系统AB。7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述目标参数化量子电路中除所述连续的2m+n个量子位之外的剩余的n个量子位连续,其中,n个连续的量子位位于所述目标参数化量子电
路中前n个量子位,或者最后n个量子位。8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述预设参数化量子电路包含有作用于量子比特上的参数化单比特量子门,以及使两个量子比特之间产生纠缠的双比特量子门。9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述参数化单比特量子门为包含有至少一个可调旋转参数的旋转门;其中,所述可调参数向量θ是基于参数化单比特量子门中的可调旋转参数所形成的。10.根据权利要求8所述的方法,其中,所述双比特量子门为受控非门,或受控酉门。11.一种可蒸馏密钥的估计装置,包括:获取单元,用于得到目标量子态ρ
AB
;其中,所述目标量子态ρ
AB
表示包含有n个量子比特的目标量子系统AB的纠缠态;所述目标量子系统AB为由第一量子系统A和第二量子系统B所组成的双量子系统;处理单元,用于基于所述目标量子态ρ
AB
,生成量子纯态ρ
ABEE'
;其中,E表示包含有m个量子比特的、用于对所述目标量子系统AB...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘耕,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:
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