【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于量子计算，特别是涉及一种物理体系的哈密顿量期望值测量方法及相关装置。
技术介绍
1、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。
2、期望值求解在量子算法十分重要，以变分量子特征求解器算法(variationalquantum eigensolver，vqe)为例，其核心过程为优化分子体系哈密顿量对应期望值的最小值。期望值求解包括拟设线路和哈密顿量两个部分，对于真实的物理体系而言，其哈密顿量通常包括多个泡利子项，期望值求解算法需要遍历哈密顿量的所有泡利子项，针对每一泡利子项依次运行拟设线路然后进行测量，得到哈密顿量期望值，这种遍历的所有泡利子项的方式运算量较大，需要占用大量的计算资源。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种物理体系的哈密顿量期望值测量方法及相关装置，旨在减少运算量，降低计算资源的占用。
2、为了实现上述目的，本专利技术实施例的第一方面，提供一种物理体系的哈密顿量期望值测量方法，包括：
3、获取待测量物理体系的哈密顿量，所述哈密顿量包括多个泡利子项；
4、根据每一泡利子项包括的泡利算符将多个泡利子项进行分组，得到至少一组泡利子项；
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6、基于每组泡利子项对应的量子态概率集合计算所述待测量物理体系的哈密顿量期望值。
7、在一种可能的实现方式中，所述根据每一泡利子项包括的泡利算符将多个泡利子项进行分组，包括：
8、遍历所述哈密顿量的每一泡利子项，将包括泡利算符x和单位矩阵i的泡利子项确定为同一组泡利子项。
9、在一种可能的实现方式中，所述根据每一泡利子项包括的泡利算符将多个泡利子项进行分组，包括：
10、遍历所述哈密顿量的每一泡利子项，将包括泡利算符y和单位矩阵i的泡利子项确定为同一组泡利子项。
11、在一种可能的实现方式中，所述根据每一泡利子项包括的泡利算符将多个泡利子项进行分组，包括：
12、遍历所述哈密顿量的每一泡利子项，将去除单位矩阵i和泡利算符z后的剩余泡利算符相同的泡利子项确定为同一组泡利子项。
13、在一种可能的实现方式中，所述运行每组泡利子项对应的量子线路之前，所述方法还包括：
14、根据每组泡利子项包括的相同泡利算符确定目标量子逻辑门；
15、根据所述目标量子逻辑门和拟设线路得到所述量子线路。
16、在一种可能的实现方式中，所述根据每组泡利子项包括的相同泡利算符确定目标量子逻辑门，包括：
17、若每组中每一泡利子项的相同泡利算符包括泡利算符x，则将h门确定为目标量子逻辑门；
18、若每组中每一泡利子项的相同泡利算符包括泡利算符y，则将rx门确定为目标量子逻辑门。
19、在一种可能的实现方式中，所述基于每组泡利子项对应的量子态概率集合计算所述待测量物理体系的哈密顿量期望值，包括：
20、针对每组泡利子项，对该组泡利子项对应的量子态概率集合中的每一量子态对应的概率和权重的乘积进行求和，得到每组泡利子项包括的每一泡利子项的测量概率；
21、对每一泡利子项的系数和测量概率的乘积进行求和，得到所述哈密顿量期望值。
22、本专利技术实施例的第二方面，提供了一种物理体系的哈密顿量期望值测量装置，所述装置包括：
23、获取模块，用于获取待测量物理体系的哈密顿量，所述哈密顿量包括多个泡利子项；
24、分组模块，用于根据每一泡利子项包括的泡利算符将多个泡利子项进行分组，得到至少一组泡利子项；
25、运行模块，用于运行每组泡利子项对应的量子线路，得到每组对应的量子态概率集合；
26、计算模块，用于基于每组泡利子项对应的量子态概率集合计算所述待测量物理体系的哈密顿量期望值。
27、本专利技术实施例的第三方面，提供一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述第一方面中任一项所述方法的步骤。
28、本专利技术实施例的第四方面，提供一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述第一方面中任一项所述方法的步骤。
29、基于上述技术方案，通过对待测量物理体系的哈密顿量包括的多个泡利子项进行分组，运行每组泡利子项对应的量子线路，得到每组对应的量子态概率集合，进而，可以基于每组泡利子项对应的量子态概率集合计算所述待测量物理体系的哈密顿量期望值，也就是说本专利技术针对每组泡利子项包括的多个泡利子项只运行了一次量子线路，相较于现有技术，本专利技术无需针对每一泡利子项运行一次量子线路，减少了哈密顿量期望值测量过程中运行量子线路的次数，从而，降低了运算量，减少了对计算资源的占用。
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1.一种物理体系的哈密顿量期望值测量方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每一泡利子项包括的泡利算符将多个泡利子项进行分组，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每一泡利子项包括的泡利算符将多个泡利子项进行分组，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每一泡利子项包括的泡利算符将多个泡利子项进行分组，包括：
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述运行每组泡利子项对应的量子线路之前，所述方法还包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据每组泡利子项包括的相同泡利算符确定目标量子逻辑门，包括：
7.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述基于每组泡利子项对应的量子态概率集合计算所述待测量物理体系的哈密顿量期望值，包括：
8.一种物理体系的哈密顿量期望值测量装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算
10.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至7任一项中所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种物理体系的哈密顿量期望值测量方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每一泡利子项包括的泡利算符将多个泡利子项进行分组，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每一泡利子项包括的泡利算符将多个泡利子项进行分组，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每一泡利子项包括的泡利算符将多个泡利子项进行分组，包括：
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述运行每组泡利子项对应的量子线路之前，所述方法还包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据每...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，窦猛汉，
申请(专利权)人：本源量子计算科技合肥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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