【技术实现步骤摘要】
本公开涉及量子计算，尤其涉及量子电路，具体涉及一种量子电路处理方法、装置及电子设备。
技术介绍
1、量子计算利用量子世界中特有的运行规律，提供了一条全新的并且非常有前景的信息处理方式。在诸多特定问题上，量子算法可以带来超越经典算法的优势。例如，利用秀尔(shor)算法，可以对大整数进行高效的分解，利用格罗弗(grover)算法，可以更快的进行数据搜索。随着量子理论的发展，不断有新的量子算法被提出，如何高效的对这些算法进行模拟或者在真正的量子硬件上运行始终是一个重要的问题。
2、量子算法的经典模拟或者真机运行主要受限于量子比特的数量。在经典模拟上，由于描述量子态的列向量的长度随对应比特数呈指数增长(例如一个n比特的量子态的列向量长度为2n)，经典计算机很难模拟大规模的量子算法。受计算机内存和处理器能力的限制，现有的量子电路模拟方式最多能支持模拟几十个量子比特的算法。
3、目前，通常是采用启发式算法对量子电路进行等效编译，以得到与量子电路等效的动态量子电路。
技术实现思路
1、本公开提供了一种量子电路处理方法、装置及电子设备。
2、根据本公开的第一方面，提供了一种量子电路处理方法，包括：
3、获取包括n个量子比特的第一量子电路的第一指令列表，所述第一量子电路为强纠缠结构的量子电路，所述第一量子电路包括l个强纠缠层，所述第一量子电路中n个量子比特依次按照量子位0的量子比特至量子位n-1的量子比特有序排列，在所述强纠缠层中，按照j从小到大的顺
4、在n大于或等于4，且l等于1的情况下，基于所述第一指令列表，对所述第一量子电路进行等效编译，得到与所述第一量子电路等效的第二量子电路的第二指令列表；
5、其中，所述第二量子电路的量子比特数量小于所述第一量子电路的量子比特数量，所述等效编译包括：在所述第一指令列表中第一测量操作指令之后添加第一重置操作指令；并将所述第一指令列表中每个目标操作指令重新映射到量子位i的量子比特上，所述第一测量操作指令和所述第一重置操作指令均作用在量子位i上，所述目标操作指令作用在量子位i+2上，i的取值范围为[1，n-3]。
6、根据本公开的第二方面，提供了一种量子电路处理装置，包括：
7、获取模块，用于获取包括n个量子比特的第一量子电路的第一指令列表，所述第一量子电路为强纠缠结构的量子电路，所述第一量子电路包括l个强纠缠层，所述第一量子电路中n个量子比特依次按照量子位0的量子比特至量子位n-1的量子比特有序排列，在所述强纠缠层中，按照j从小到大的顺序在量子位j的量子比特与量子位j+1的量子比特之间依次通过第一双量子比特门进行纠缠，且量子位n-1的量子比特与量子位0的量子比特之间通过第二双量子比特门进行纠缠，所述第二双量子比特门位于所述强纠缠层中量子态时间演化方向的末尾，j的取值范围为[0，n-2]，n为大于2的整数，l为正整数；
8、等效编译模块，用于在n大于或等于4，且l等于1的情况下，基于所述第一指令列表，对所述第一量子电路进行等效编译，得到与所述第一量子电路等效的第二量子电路的第二指令列表；
9、其中，所述第二量子电路的量子比特数量小于所述第一量子电路的量子比特数量，所述等效编译包括：在所述第一指令列表中第一测量操作指令之后添加第一重置操作指令；并将所述第一指令列表中每个目标操作指令重新映射到量子位i的量子比特上，所述第一测量操作指令和所述第一重置操作指令均作用在量子位i上，所述目标操作指令作用在量子位i+2上，i的取值范围为[1，n-3]。
10、根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：
11、至少一个处理器；以及
12、与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
13、存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，该指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行第一方面中的任一项方法。
14、根据本公开的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，该计算机指令用于使计算机执行第一方面中的任一项方法。
15、根据本公开的第五方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现第一方面中的任一项方法。
16、根据本公开的技术解决了相关技术中循环纠缠量子电路即强纠缠量子电路的经典模拟和真机运行比较难的问题，能够实现循环纠缠量子电路的最优编译，使得编译出来的量子电路宽度可以达到最小，即能够将一个循环纠缠量子电路编译成与其等价的所需量子比特数最少的动态量子电路，从而能够简化循环纠缠量子电路的经典模拟和真机运行。
17、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
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1.一种量子电路处理方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述第一指令列表，对所述第一量子电路进行等效编译，得到与所述第一量子电路等效的第二量子电路的第二指令列表，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基于所述第一指令列表，确定第一有向无环图，包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基于所述第二有向无环图和所述有向边列表，对所述第一量子电路进行等效编译，得到与所述第一量子电路等效的第二量子电路的第二指令列表，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述获取包括N个量子比特的第一量子电路的第一指令列表，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，所述获取包括N个量子比特的第一量子电路的第一指令列表之前，还包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在置换映射后的所述第三量子电路为强纠缠结构的量子电路的情况下，所述获取包括N个量子比特的第一量子电路的第一指令列表，包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一量子电路中还包括至少一个单量子比特门，所述单量子比特
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
10.一种量子电路处理装置，包括：
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述等效编译模块包括：
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述确定单元，具体用于：
13.根据权利要求11所述的装置，其中，所述等效编译单元，具体用于：
14.根据权利要求10所述的装置，其中，所述获取模块，具体用于：
15.根据权利要求10所述的装置，还包括：
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述获取模块，具体用于：
17.根据权利要求10所述的装置，其中，所述第一量子电路中还包括至少一个单量子比特门，所述单量子比特门位于所述第一量子电路的任意位置。
18.根据权利要求10所述的装置，还包括：
19.一种电子设备，包括：
20.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-9中任一项所述的方法。
21.一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1-9中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种量子电路处理方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述第一指令列表，对所述第一量子电路进行等效编译，得到与所述第一量子电路等效的第二量子电路的第二指令列表，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基于所述第一指令列表，确定第一有向无环图，包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基于所述第二有向无环图和所述有向边列表，对所述第一量子电路进行等效编译，得到与所述第一量子电路等效的第二量子电路的第二指令列表，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述获取包括n个量子比特的第一量子电路的第一指令列表，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，所述获取包括n个量子比特的第一量子电路的第一指令列表之前，还包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在置换映射后的所述第三量子电路为强纠缠结构的量子电路的情况下，所述获取包括n个量子比特的第一量子电路的第一指令列表，包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一量子电路中还包括至少一个单量子比特门，所述单量子比特门位于所述第一量子电路的任意位置。
9.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：方堃，
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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