量子计算机系统以及量子计算机系统的运用方法技术方案

技术编号：40123085 阅读：7 留言：0更新日期：2024-01-23 20:57

量子计算机系统具有：虚拟量子计算机，其基于预定的参数对实机量子计算机的动作进行模拟，所述实机量子计算机执行基于量子比特组的量子运算；以及控制装置，其控制所述实机量子计算机和所述虚拟量子计算机，所述虚拟量子计算机具有推定部，该推定部模拟所述实机量子计算机的动作来推定所述量子比特组中的关注量子比特的状态，所述控制装置具有反馈控制部，该反馈控制部变更所述参数，直至由所述推定部得出的所述关注量子比特的推定状态与来自所述实机量子计算机的量子运算结果的背离成为第一设计值以下为止，并将变更后的参数发送至所述虚拟量子计算机。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及运用量子计算机的量子计算机系统及其运用方法。

技术介绍

1、世界上量子计算机的开发、特别是光栅型量子计算机的开发正在加速。目前主流的方式是超导型，50qubit左右的量子计算机正在实用化。另外，作为表示量子计算机的优越性的一个指标，示出了量子超越性等(非专利文献1)，对量子计算机的期待正在提高。另外，量子计算机的课题在于量子比特的容错性低，还开发了纠正量子比特的错误的技术(非专利文献2)。

2、但是，在非专利文献2中描述的表面代码技术中，需要大量的量子比特用于纠错，并且还需要执行多级的量子运算。因此，非常难以用于当前的50量子比特左右的量子计算机。在这样的背景下，量子计算机的开发提倡不完全纠错，允许噪声影响的中型的量子计算机(nisq(noisy intermediate-scale quantum)计算机)的概念(非专利文献3)，并进行开发。

3、现有技术文献

4、非专利文献

5、非专利文献1：frank arute et al,“quantum supremacy using a programmablesuperconducting processor,”nature,vol 574,pp,505？510,no.24october 2019

6、非专利文献2：austin g.fowler,et al.“surface codes:towards practicallarge-scale quantum computation”.27oct 2012.

7、非专利文献3：john preskill,“quantum computing in the nisq era andbeyond,”.31jul 2018.

8、非专利文献4：d.m.zajac1 et.al,”quantum cnot gate for spins insilicon”,science(2017)。

技术实现思路

1、专利技术所要解决的课题

2、本专利技术要解决的课题在于避免作为nisq量子计算机的课题的量子运算精度低，运算错误率高的技术。与经典计算机不同，量子计算机在执行量子运算时，无法直接观测并检测运算误差累计了多少。这是量子力学的要求，不是技术上的困难。因此，需要不直接观测量子比特的运算结果而提高运算精度的技术。

3、作为现有技术，如上所述，提出了利用量子纠错技术来掌握并纠正运算误差。然而，存在硬件规模大，安装算法复杂这样的课题。另外，为了通过nisq型来执行运算，还能够采取在累计运算误差变大之前中止计算这样的对策，但这样的话，无法进行复杂的量子运算。

4、本专利技术的目的在于高速且高效率地取得高精度的量子计算结果。

5、用于解决课题的手段

6、作为本申请公开的专利技术的一个方面的量子计算机系统具有：虚拟量子计算机，其基于预定的参数对实机量子计算机的动作进行模拟，所述实机量子计算机执行基于量子比特组的量子运算；以及控制装置，其控制所述实机量子计算机和所述虚拟量子计算机，所述虚拟量子计算机具有推定部，该推定部模拟所述实机量子计算机的动作来推定所述量子比特组中的关注量子比特的状态，所述控制装置具有反馈控制部，该反馈控制部变更所述参数，直至由所述推定部得到的所述关注量子比特的推定状态与来自所述实机量子计算机的量子运算结果的背离成为第一设计值以下为止，并将变更后的参数发送至所述虚拟量子计算机。

7、专利技术效果

8、根据本专利技术的代表性的实施方式，能够高速且高效率地取得高精度的量子计算结果。通过以下的实施例的说明，上述以外的课题、结构及效果变得明确。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种量子计算机系统，其特征在于，具有：

2.根据权利要求1所述的量子计算机系统，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的量子计算机系统，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的量子计算机系统，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的量子计算机系统，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的量子计算机系统，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的量子计算机系统，其特征在于，

8.根据权利要求2所述的量子计算机系统，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的量子计算机系统，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的量子计算机系统，其特征在于，

11.根据权利要求1所述的量子计算机系统，其特征在于，

12.一种量子计算机系统的运用方法，所述量子计算机系统具有：基于预定的参数对实机量子计算机的动作进行模拟的虚拟量子计算机、以及控制所述实机量子计算机和所述虚拟量子计算机的控制装置，所述实机量子计算机执行基于量子比特组的量子运算，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】