【技术实现步骤摘要】
技术介绍
1、本说明书涉及量子计算。
2、量子算法是在量子计算的现实模型上运行的算法，例如计算的量子电路模型。经典算法是求解任务的逐步过程，其中每个步骤由经典计算机进行。相似地，量子算法是求解任务的逐步过程，其中每个步骤由量子计算机进行。
技术实现思路
1、本说明书描述了用于减少状态准备和测量重复的数目的技术，以进行量子或经典量子算法内的算子平均。
2、总体上，本说明书所描述的主题的一个创新方面可以实现为由一个或多个量子装置和一个或多个经典处理器进行的方法，其用于估计量子力学可观察量的期望值，方法包含：识别与可观察量相关联的第一算子，其中第一算子包括项的线性组合；基于第一算子，确定线性组合中的项中的一个或多个的期望值上的一个或多个约束；定义第二算子，其中第二算子包括第一算子和一个或多个所确定的约束的组合；以及使用第二算子估计量子力学可观察量的期望值。
3、本方面的其他实现方式包含对应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机储存装置上的计算机程序，其各...
【技术保护点】
1.一种由量子计算装置实现的方法，该方法包括:
2.如权利要求1所述的方法，其中，量子力学可观察量的项的期望值上的约束是使用物理系统中包括的粒子之间的相互作用来确定的。
3.如权利要求1所述的方法，其中，量子力学可观察量的项的期望值上的约束中的一个或多个包括能量守恒常数。
4.如权利要求1所述的方法，其中，量子力学可观察量的项的期望值上的约束中的一个或多个包括动量守恒常数。
5.如权利要求1所述的方法，其中，物理系统的量子力学可观察量包括描述所述物理系统的动力学的哈密顿量。
6.如权利要求5所述的方法，其中所...
【技术特征摘要】
1.一种由量子计算装置实现的方法，该方法包括:
2.如权利要求1所述的方法，其中，量子力学可观察量的项的期望值上的约束是使用物理系统中包括的粒子之间的相互作用来确定的。
3.如权利要求1所述的方法，其中，量子力学可观察量的项的期望值上的约束中的一个或多个包括能量守恒常数。
4.如权利要求1所述的方法，其中，量子力学可观察量的项的期望值上的约束中的一个或多个包括动量守恒常数。
5.如权利要求1所述的方法，其中，物理系统的量子力学可观察量包括描述所述物理系统的动力学的哈密顿量。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述哈密顿量包括量子比特算子的加权线性组合。
7.如权利要求1所述的方法，其中每个约束的期望值等于零。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述算子的组合包括量子力学可观察量和量子力学可观察量的项的期望值上的约束的加权线性组合。
9.如权利要求1所述的方法，其中，对所述初始量子态的独立拷贝执行算子组合的测量包括并行测量算子组合的对角项。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述约束包括以下的一个或多个：(i)等式约束或(ii)不等式约束。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述约束包括纯状态约束，其中纯状态约束包括使得量子系统的测量的量子状态从退相干量子状态映射到最接近纯量子状态的约束。
12.如权利要求1所述的方法，其中算子的组合是厄密的。
13.一种量子计算装置，包括:
14.如权利要求1所述的量子计算装置，其中，使用物理系统中包括的粒子之间的相互作用来确定量子力学可观察量的项的期望值上的约束。
15.如权利要求13所述的量子计算装置，其中，量子力学可观察量的项的期望值上的约束中的一个或多个包括能量守恒常数。
16.如权利要求13所述的量子计算装置，其中，量子力学可观察量的项的期望值上的约束中的一个或多个包括动量守恒常数。
17.如权利要求13所述的量子计算装置，其中，物理系统的量子力学可观察量包括描述物理系统的动力学的哈密顿量。
18.如权利要求17所述的量子计算装置，其中哈密顿量包括量子比特算子的加权线性组合。
19.如权利要求13所述的量子计算装置，其中每个约束的期望值等于零。
20.如权利要求13所述的量子计算装置，其中算子的组合包括所述量子力学可观察量和量子力学可观察量的项的期望值的约束的加权线性组合。
21.一种由一个或多个量子装置和一个或多个经典处理器进行的用于估计量子力学可观察量的期望值的方法，所述方法由所述一个或多个经典处理器执行并包括：
22.如权利要求21所述的方法，其中使用所述第二算子将所述可观察量的期望值估计到目标精确度所需的测量的数目小于使用所述第一算子将所述可观察量的期望值估计到目标精确度所需的测量的数目。
23.如权利要求21所述的方法，还包括使用所估计的期望值模拟所述量子系统。
24.如权利要求21所述的方法，其中作用在量子比特上的所述1-稀疏自逆算子表示泡利算子的串。
25.如权利要求21或24所述的方法，其中使用所述第一算子估计所述可观察量的期望值包括进行(∑γ|wγ|/∈)2测量，其中∈表示预定的精确度。
26.如权利要求21所述的方法，其中所述第二算子由以下给出
27.如权利要求26所述的方法，其中使用所述第二算子确定所述可观察量的期望值包括进行(∑γ|wγ+∑kakc{k，γ}|/∈)2测量，其中∈表示预定的精确度。
28.如前述...
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