常数模加模乘运算器、模乘运算器、运算方法及相关装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种常数模加模乘运算器、模乘运算器、运算方法及相关装置，所述常数模加模乘运算器包括n个级联的受控的常数模加运算器，第i个受控的所述常数模加运算器的常数为2<supgt;i</supgt;a，模数为N，所述常数模加模乘运算器的输入为待相加数据b和待相乘数据x，所述常数模加模乘运算器用于计算模加模乘运算结果b+ax mod N，通过将模加模乘运算转化成n个受控的常数模加运算，从而实现计算模加模乘运算结果b+ax mod N。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于量子计算，特别是一种常数模加模乘运算器、模乘运 算器、运算方法及相关装置。

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、模运算在数论和密码学中都有着广泛的应用，从奇偶数到素数的判别，从 孙子定理到凯撒密码，从有限域到分组密码域塔的实现，从有限域上椭圆曲线 到基于椭圆曲线公钥密码，无不充斥着模运算的身影，因此模运算是运算部件 中最常用的功能，对于量子计算而言也是如此，如何实现常数模加模乘运算是 量子计算中亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种常数模加模乘运算器、模乘运算器、运算方法及 相关装置，旨在实现量子计算中的模加模乘运算。

2、本专利技术的一个实施例提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种常数模加模乘运算器，其特征在于，所述常数模加模乘运算器包括n个级联的受控的常数模加运算器，第i个受控的所述常数模加运算器的常数为2ia，模数为N，所述常数模加模乘运算器的输入为待相加数据b对应的量子态|b>和待相乘数据x对应的量子态|x>，所述常数模加模乘运算器用于计算模加模乘运算结果b+ax mod N，其中0≤i≤n-1。

2.根据权利要求1所述的常数模加模乘运算器，其特征在于，第i个受控的所述常数模加运算器包括模加运算模块；所述模加运算模块包括依次级联的第一常数加法器、第一常数减法器、第一CNOT门和受控常数加法器，所述第一常数加法器的常数为所述2i...

【技术特征摘要】

1.一种常数模加模乘运算器，其特征在于，所述常数模加模乘运算器包括n个级联的受控的常数模加运算器，第i个受控的所述常数模加运算器的常数为2ia，模数为n，所述常数模加模乘运算器的输入为待相加数据b对应的量子态|b>和待相乘数据x对应的量子态|x>，所述常数模加模乘运算器用于计算模加模乘运算结果b+ax mod n，其中0≤i≤n-1。

2.根据权利要求1所述的常数模加模乘运算器，其特征在于，第i个受控的所述常数模加运算器包括模加运算模块；所述模加运算模块包括依次级联的第一常数加法器、第一常数减法器、第一cnot门和受控常数加法器，所述第一常数加法器的常数为所述2ia、所述第一常数减法器和所述受控常数加法器的常数均为所述n，所述模加运算模块用于计算前一个受控的所述常数模加运算器的输出和所述2ia以及所述n的模加运算结果。

3.根据权利要求2所述的常数模加模乘运算器，其特征在于，所述模加运算模块的其中一个输入端与所述第一常数加法器的输入端连接，所述模加运算模块的另外一个输入端与所述第一cnot门的其中一个输入端连接，所述受控常数加法器的的两个输出端与所述模加运算模块的两个输出端一一对应连接；所述模加运算模块的其中一个输入端用于输入前一个受控的所述常数模加运算器的输出，所述模加运算模块的另外一个输入端用于输入初始辅助数据；所述模加运算模块的其中一个输出端用于输出前一个受控的所述常数模加运算器的输出和所述2ia以及所述n的模加运算结果，所述模加运算模块的另外一个输出端用于输出目标辅助数据。

4.根据权利要求3所述的常数模加模乘运算器，其特征在于，所述第一常数加法器的输出端与所述第一常数减法器的输入端连接，所述第一常数减法器的输出端与所述第一cnot门的另外一个输入端连接，所述第一cnot门的两个输出端与所述受控常数加法器的两个输入端一一对应连接。

5.根据权利要求4所述的常数模加模乘运算器，其特征在于，所述第一常数减法器的输出端包括数据输出端和符号输出端，所述受控常数加法器的其中一个输入端包括数据输入端和符号输入端，所述第一常数减法器的数据输出端与所述受控常数加法器的数据输入端连接，所述第一常数减法器的符号输出端与所述第一cnot门的另外一个输入端连接，所述第一cnot门的其中一个输出端与所述受控常数加法器的符号输入端连接。

6.根据权利要求3所述的常数模加模乘运算器，其特征在于，第i个受控的所述常数模加运算器还包括辅助位复位模块，所述辅助位复位模块用于将所述目标辅助数据复位为所述初始辅助数据；所述辅助位复位模块包括依次级联的第二常数减法器、第一非门和第二cnot门；所述第二常数加法器的常数为所述2ia。

7.根据权利要求6所述的常数模加模乘运算器，其特征在于，所述辅助位复位模块的其中一个输入端与所述第二常数减法器的输入端连接，所述辅助位复位模块的另外一个输入端与所述第二cnot门的其中一个输入端连接，所述第二常数减法器的输出端与所述第一非门的输入端连接，所述第一非门的输出端与所述第二cnot门的其中一个输入端连接，所述第二cnot门的两个输出端与所述辅助位复位模块的两个输出端一一对应连接；所述辅助位复位模块的其中一个输出端用于输出中间数据，所述辅助位复位模块的另外一个输出端用于输出所述初始辅助数据。...

【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，请求不公布姓名，
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：