用于量子电路中长距离多量子位操作的边不相交路径制造技术

一种在量子电路中执行长距离多量子位测量的方法利用将量子电路的量子位映射到通过边彼此连接的节点的图。该方法提供用于在图上标识与量子算法中的多量子位操作所针对的量子位集合对应的节点集合，以及用于定义连接每个集合的节点的一组边不相交路径。该组边不相交路径被定义为使得该组中的路径中没有两个路径共享边。该方法还提供用于执行操作集合以纠缠与该组中的每个路径中包括的所标识的节点集合对应的量子位，以及用于对纠缠的量子位集合执行多量子位操作集合。集合执行多量子位操作集合。集合执行多量子位操作集合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于量子电路中长距离多量子位操作的边不相交路径

技术介绍

[0001]已经开发了许多量子纠错码(QECC)来保护量子态在测量过程中免受噪声的影响。在任何QECC中，逻辑量子位都使用几个物理量子位被编码，以实现容错量子计算。逻辑量子位可以被理解为具有分布在许多数据量子位上的冗余数据，以便提供更好的测量精度。
[0002]表面码是一种很有前景的QECC，它提供了在包括许多量子位的纠缠2D晶格(例如，方形网格)的形式上编码逻辑量子位。晶格被划分成许多元格，通过反复测量稳定子集合来维持晶格的状态。例如，稳定子是通过将网格中的单个元格上的量子位纠缠在一起并测量所产生的状态被测量的。这种纠缠迫使量子位进入稳定子算子(例如，X稳定子或Z稳定子)的本征态，从而允许在不扰动系统的情况下测量稳定子。当稳定子测量结果在表面码内发生变化时，这对应于测量所投射的量子态中的一个或多个量子位误差。
[0003]表面码的一个约束是，逻辑量子位的纠错取决于最近邻量子位之间的相互作用。因此，利用表面码的量子电路通常被设计为提供针对紧局域化量子位组的纠错。此外，高级量子算法可能会请求与使用表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：定义包括映射到量子设备中的量子位的节点的图，所述节点通过边彼此连接；在所述图上标识与量子算法中的多量子位操作所针对的量子位集合对应的节点集合；定义一组边不相交路径，所述组中的每个路径沿着一个或多个边和节点被定义并且包括所标识的所述节点集合中的一个节点集合，所述一组边不相交路径被定义为使得所述组中的路径中没有两个路径共享边；针对每个定义的路径，执行操作集合以纠缠与所述路径中包括的所标识的所述节点集合对应的所述量子位；以及对纠缠的所述量子位集合执行所述多量子位操作集合。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所定义的所述边不相交路径集合内标识在一个或多个节点处彼此相交的所述路径的子集；针对所标识的所述路径的子集中的每个路径，将所述路径分段成一个或多个第一级段和一个或多个第二级段，所述第一级段与所述第二级段被定义为使得第一级段中没有两个第一级段彼此相交，并且所述第二级段中没有两个第二级段彼此相交；以及在与所述第二级段相关联的纠缠操作不同的时间点执行与所述第一级段相关联的纠缠操作。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：执行第一操作集合以纠缠与所述第一级段中的每个相应第一级段对应的量子位；在随后的时间，执行第二操作集合以纠缠与所述第二级段中的每个相应第二级段对应的量子位。4.根据权利要求3所述的方法，其中执行所述第一操作集合以纠缠所述第一级段中的每个相应第一级段的所述量子位还包括：定义所述第一级段中的偶数边和奇数边；针对与所述第一级段中的每个偶数边对应的量子位，执行联合测量；以及针对与所述第一级段中的每个奇数边对应的量子位，执行联合测量。5.根据权利要求3所述的方法，其中执行所述第一操作集合以纠缠所述第二级段中的每个相应第二级段的所述量子位还包括：定义所述第二级段中的偶数边和奇数边；针对与所述第二级段中的每个偶数边对应的量子位，执行联合测量；针对与所述第二级段中的每个奇数边对应的量子位，执行联合测量。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述量子设备中的所述量子位是在从物理量子位构建的表面码中实现的逻辑量子位。7.根据权利要求1所述的方法，其中执行所述多量子位操作集合还包括：同时执行所述多量子位操作中的一些或全部多量子位操作。8.一种量子计算系统，包括：量子设备，其执行电路定义以实现由量子算法指定的并行多量子位操作；以及控制器，其存储在存储器中并且可执行以：访问包括映射到所述量子设备中的所述量子位的节点的图，所述图的所述节点通过边
连接；在所述图上标识与所述并行多量子位操作所针对的量子位集合对应的节点集合；定义一组边不相交路径，所述组中的每个路径沿着一个或多个边和节点被定义并且包括所标识的所述节点集合中的一个节点集合，所述一组边不相交路径被定义为使得所述集合中的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：