一种基于单参数量子电路的量子变分特征求解器方法技术

本发明专利技术提供一种基于单参数量子电路的量子变分特征求解器方法，涉及量子计算领域。该基于单参数量子电路的量子变分特征求解器方法，包括获取量子系统中待处理的哈密顿量H和单参数的量子电路通过单参数的量子电路制备初始量子态；计算哈密顿量H在初始量子态下的能量；根据哈密顿量H在初始量子态下的能量调节单参数的量子电路的参数并建立优化问题，优化问题的目标是哈密顿量H在当前量子态下的能量达到最小值；通过变分量子特征求解器求解优化问题，得到哈密顿量H在当前量子态下的最小能量。本方法给出实用且高效的量子特征求解器方案，其核心是利用单参数量子电路来避免梯度消失问题，从而可以应用于大规模的哈密顿量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及量子计算，具体为一种基于单参数量子电路的量子变分特征求解器方法。

技术介绍

1、近期量子计算领域发展迅速，从量子算法、量子硬件设备到量子软硬一体化平台，都正朝着规模化和实用化稳步前进。当下，探索量子计算机加速解决实际应用中的问题是量子计算的一个主要目标。在量子化学和量子计算的交叉点，量子机器学习具有加速数据分析的潜力，特别是对于量子数据，应用于量子材料，生物化学和高能物理。在这方面，变分量子特征求解器(variational quantum eigensolver,vqe)是提取物理系统特征的主要工具，同时也是展示量子优势的重要应用。物理系统的哈密顿量算子刻画了系统的特征，求解出其主要特征值和特征向量可以用于研究量子物理和量子化学中的系统，这对于科学研究和工业发展具有重要意义。比如，在量子化学中，通过变分量子特征求解器估计量子系统最低能量，进而用于获得化学反应(比如i2分子的解离)的详细信息。

2、一般来说，经典计算的方法提取哈密顿量的最小特征值和特征向量是非常困难的，它需要先对哈密顿量进行谱分解，而这会导致指数级的计算资源，使得本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于单参数量子电路的量子变分特征求解器方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于单参数量子电路的量子变分特征求解器方法，其特征在于：所述哈密顿量H表示为泡利算子的线性组合；

3.根据权利要求1所述的一种基于单参数量子电路的量子变分特征求解器方法，其特征在于：通过所述单参数的量子电路制备初始量子态表示为其中n表示量子比特数。

4.根据权利要求1所述的一种基于单参数量子电路的量子变分特征求解器方法，其特征在于：所述根据哈密顿量H在所述初始量子态下的能量调节所述单参数的量子电路的参数，具体操作如下：

5.根据权利要求4所述...

【技术特征摘要】

1.一种基于单参数量子电路的量子变分特征求解器方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于单参数量子电路的量子变分特征求解器方法，其特征在于：所述哈密顿量h表示为泡利算子的线性组合；

3.根据权利要求1所述的一种基于单参数量子电路的量子变分特征求解器方法，其特征在于：通过所述单参数的量子电路制备初始量子态表示为其中n表示量子比特数。

4.根据权利要求1所述的一种基于单参数量子电路的量子变分特征求解器方法，其特征在于：所述根据哈密顿量h在所述初始量子态下的能量调节所述单参数的量子电路的参数，具体操作如下：

5.根据权利要求4所述的一种基于单参数量子电路的量子变分特征求解器方法，其特征在于：所述优化问题...

【专利技术属性】
技术研发人员：王友乐，刘文杰，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：