【技术实现步骤摘要】
本申请涉及量子计算，更具体地说，涉及一种量子计算机的性能测试方法、装置及电子设备和存储介质。
技术介绍
1、量子计算即利用一系列特定排列的量子门对量子态进行操作的过程，在量子计算中，或许单个量子门的错误可以忽略不记。然而，随着量子门的增加，错误也不断叠加，对测量的准确性的影响越来越大。
2、在相关技术中，采用量子过程随机标定的方式对量子错误进行表征，该方式可以得到量子门的平均保真度，但难以得到平均保真度的上下限，导致对量子计算机的性能测试不够全面。
3、因此，如何对量子计算机进行全面的性能测试是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种量子计算机的性能测试方法、装置及电子设备和存储介质，实现了对量子计算机进行全面的性能测试。
2、为实现上述目的，本申请提供了一种量子计算机的性能测试方法，包括：
3、在量子计算机上执行不同长度的多个参考量子线路和实验量子线路；其中，所述参考量子线路包括多个量子神经网络，所述量子神经网络包含一个或多个含有调节参数的量子门，所述实验量子线路为在所述参考量子线路中的每个所述量子神经网络之后插入目标量子门得到的，所述参考量子线路和所述实验量子线路的长度为包含的量子神经网络的数量；
4、基于所述量子计算机的执行结果测量所述目标量子门的平均保真度；
5、计算所述平均保真度对所述调节参数的梯度，并根据所述梯度更新所述调节参数，以更新所述参考量子线路和所述实验
6、判断是否满足预设收敛条件；若否，则重新进入所述基于所述量子计算机的执行结果测量所述目标量子门的平均保真度的步骤；若是，则根据所述量子门的更新过程中所述平均保真度的变化确定所述目标量子门的平均保真度的极限值；
7、基于所述目标量子门的平均保真度、平均保真度的极限值确定所述量子计算机的性能测试结果。
8、其中，所述基于所述量子计算机的执行结果测量所述目标量子门的平均保真度，包括：
9、基于所述量子计算机的执行结果确定所述参考量子线路的末态与初态一致的概率，并基于不同长度的多个所述参考量子线路对应的概率构建参考测量曲线；其中，所述参考测量曲线表征所述概率随所述参考量子线路的长度的变化；
10、基于所述量子计算机的执行结果确定所述实验量子线路的末态与初态一致的概率，并基于不同长度的多个所述实验量子线路对应的概率构建实验测量曲线；其中，所述实验测量曲线表征所述概率随所述实验量子线路的长度的变化；
11、拟合所述参考测量曲线和所述实验测量曲线，根据拟合结果确定所述目标量子门的平均保真度。
12、其中，所述根据拟合结果确定所述目标量子门的平均保真度，包括：
13、根据拟合结果确定不同长度的多个所述参考量子线路对应的参考保真度和多个所述实验量子线路对应的实验保真度；
14、基于目标长度的参考量子线路、实验量子线路分别对应的参考保真度、实验保真度和所述目标长度确定所述目标量子门的保真度；
15、基于不同长度的参考量子线路和实验量子线路确定的所述目标量子门的多个保真度确定所述目标量子门的平均保真度。
16、其中，所述基于目标长度的参考量子线路、实验量子线路分别对应的参考保真度、实验保真度和所述目标长度确定所述目标量子门的保真度，包括：
17、基于目标长度的参考量子线路对应的参考保真度和所述目标长度确定所述目标长度的参考量子线路中量子神经网络的第一保真度；
18、基于所述目标长度的实验量子线路对应的实验保真度和所述目标长度确定所述目标长度的实验量子线路中量子神经网络的第二保真度；
19、基于所述第一保真度和所述第二保真度确定所述目标量子门的保真度。
20、其中，所述基于目标长度的参考量子线路对应的参考保真度和所述目标长度确定所述目标长度的参考量子线路中量子神经网络的第一保真度，包括：
21、基于第一预设公式确定所述目标长度的参考量子线路中量子神经网络的第一保真度；其中，所述第一预设公式为：
22、f1＝(f1)m；
23、其中，f1为所述目标长度的参考量子线路对应的参考保真度，m为所述目标长度，f1为所述第一保真度。
24、其中，所述基于所述目标长度的实验量子线路对应的实验保真度和所述目标长度确定所述目标长度的实验量子线路中量子神经网络的第二保真度，包括：
25、基于第二预设公式确定所述目标长度的实验量子线路中量子神经网络的第二保真度；其中，所述第二预设公式为：
26、f2＝(f2)m；
27、其中，f2为所述目标长度的实验量子线路对应的实验保真度，m为所述目标长度，f2为所述第二保真度。
28、其中，所述基于所述量子计算机的执行结果确定所述参考量子线路的末态与初态一致的概率，包括：
29、确定所述参考量子线路的初态，多次测量所述参考量子线路的末态，根据测量的平均值确定所述参考量子线路的末态与初态一致的概率。
30、其中，所述基于所述量子计算机的执行结果确定所述实验量子线路的末态与初态一致的概率，包括：
31、确定所述实验量子线路的初态，多次测量所述实验量子线路的末态，根据测量的平均值确定所述实验量子线路的末态与初态一致的概率。
32、其中，所述计算所述平均保真度对所述调节参数的梯度，包括：
33、根据所述平均保真度对所述调节参数的变化量计算所述平均保真度对所述调节参数的梯度。
34、其中，所述根据所述梯度更新所述调节参数，包括：
35、根据所述梯度增加所述调节参数。
36、其中，所述根据所述量子门的更新过程中所述平均保真度的变化确定所述目标量子门的平均保真度的极限值，包括：
37、根据所述量子门的更新过程中所述平均保真度的变化确定所述目标量子门的平均保真度的极大值。
38、其中，所述根据所述梯度增加所述调节参数，包括：
39、计算所述梯度与预设系数的乘积值，将所述调节参数增加所述乘积值。
40、其中，所述根据所述梯度更新所述调节参数，包括：
41、根据所述梯度减少所述调节参数。
42、其中，所述根据所述量子门的更新过程中所述平均保真度的变化确定所述目标量子门的平均保真度的极限值，包括：
43、根据所述量子门的更新过程中所述平均保真度的变化确定所述目标量子门的平均保真度的极小值。
44、其中，所述根据所述梯度减少所述调节参数，包括：
45、计算所述梯度与预设系数的乘积值，将所述调节参数减少所述乘积值。
46、其中，所述判断是否满足预设收敛条件，包括：
47、判断所述调节参数的变化量是否小于第一预设值；
48、若是，则判本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种量子计算机的性能测试方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述基于所述量子计算机的执行结果测量所述目标量子门的平均保真度，包括：
3.根据权利要求2所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述根据拟合结果确定所述目标量子门的平均保真度，包括：
4.根据权利要求3所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述基于目标长度的参考量子线路、实验量子线路分别对应的参考保真度、实验保真度和所述目标长度确定所述目标量子门的保真度，包括：
5.根据权利要求4所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述基于目标长度的参考量子线路对应的参考保真度和所述目标长度确定所述目标长度的参考量子线路中量子神经网络的第一保真度，包括：
6.根据权利要求4所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述基于所述目标长度的实验量子线路对应的实验保真度和所述目标长度确定所述目标长度的实验量子线路中量子神经网络的第二保真度，包括：
7.根据权利要求2所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于
8.根据权利要求2所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述基于所述量子计算机的执行结果确定所述实验量子线路的末态与初态一致的概率，包括：
9.根据权利要求1所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述计算所述平均保真度对所述调节参数的梯度，包括：
10.根据权利要求1所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述根据所述梯度更新所述调节参数，包括：
11.根据权利要求10所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述根据所述量子门的更新过程中所述平均保真度的变化确定所述目标量子门的平均保真度的极限值，包括：
12.根据权利要求10所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述根据所述梯度增加所述调节参数，包括：
13.根据权利要求1所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述根据所述梯度更新所述调节参数，包括：
14.根据权利要求13所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述根据所述量子门的更新过程中所述平均保真度的变化确定所述目标量子门的平均保真度的极限值，包括：
15.根据权利要求1所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述根据所述梯度减少所述调节参数，包括：
16.根据权利要求1所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述判断是否满足预设收敛条件，包括：
17.根据权利要求1所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述判断是否满足预设收敛条件，包括：
18.根据权利要求1所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述量子计算机的性能与所述平均保真度呈正相关，所述量子计算机的性能与所述平均保真度的极大值和极小值的差值呈负相关。
19.一种量子计算机的性能测试装置，其特征在于，包括：
20.一种电子设备，其特征在于，包括：
21.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至18任一项所述量子计算机的性能测试方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种量子计算机的性能测试方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述基于所述量子计算机的执行结果测量所述目标量子门的平均保真度，包括：
3.根据权利要求2所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述根据拟合结果确定所述目标量子门的平均保真度，包括：
4.根据权利要求3所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述基于目标长度的参考量子线路、实验量子线路分别对应的参考保真度、实验保真度和所述目标长度确定所述目标量子门的保真度，包括：
5.根据权利要求4所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述基于目标长度的参考量子线路对应的参考保真度和所述目标长度确定所述目标长度的参考量子线路中量子神经网络的第一保真度，包括：
6.根据权利要求4所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述基于所述目标长度的实验量子线路对应的实验保真度和所述目标长度确定所述目标长度的实验量子线路中量子神经网络的第二保真度，包括：
7.根据权利要求2所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述基于所述量子计算机的执行结果确定所述参考量子线路的末态与初态一致的概率，包括：
8.根据权利要求2所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述基于所述量子计算机的执行结果确定所述实验量子线路的末态与初态一致的概率，包括：
9.根据权利要求1所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述计算所述平均保真度对所述调节参数的梯度，包括：
10.根据权利要求1所述量子计算机的性能测试方法，其特征在于，所述根据所述梯...
【专利技术属性】
技术研发人员：李辰，李红珍，张新，赵雅倩，李仁刚，
申请(专利权)人：山东海量信息技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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