【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及非局域量子态测量，特别涉及一种非局域量子态直接测量表征方法、电子设备及存储介质。
技术介绍
1、量子态层析是一种用于测量和重构量子系统状态的技术，为我们理解和操纵量子系统提供了重要的工具，在量子计算、量子通信和量子模拟等领域都有着重要的应用。量子态层析通过对量子系统的拷贝进行一系列完备的测量，再根据测量结果计算可以重构出完整的量子态，是一种有效的量子测量手段。然而，传统的量子态层析方法在测量次数及资源耗费上会随着系统复杂度呈指数的增长，相比之下，直接测量方案利用额外的辅助资源，能够以更少的测量资源，对量子态波函数或密度矩阵元素进行直接的读取，无需进行复杂重构，显然要更具优势。
2、非局域量子系统的非经典特性是许多量子信息任务具备优势的原因，例如量子纠缠，量子隐形传态，量子纠错，量子秘钥分发等，为量子信息科学和技术提供了独特的优势和潜力，因此对于非局域量子态的测量同样有着重要的意义。但是，非局域量子态的直接测量以正常的弱测量方案难以实现，因为非局域相互作用的引入与相对论中的因果关系相违背。而在此前以弱值和模值实现的直接方案中，实际上测量得到的结果都是近似下的模值和弱值，并不是对其理论值的精确测量。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种非局域量子态直接测量表征方法，旨在实现对非局域量子态的精确刻画，在不取近似的情况下实现对非局域量子态的直接测量。主要实现在于通过参数的设置以及操作上的设计，规避测量结果中复杂的冗余项干扰，
2、第一方面，本专利技术提供一种非局域量子态直接测量表征方法，包括：
3、待测两体系统和测量指针，所述待测两体系统包括系统a和系统b，所述测量指针包括测量指针a1、测量指针a2；
4、将待测两体系统与测量指针相互作用，将待测两体系统的非局域量子态ρs与测量指针态|φ>a<φ|a相耦合，其中测量指针态选取为最大纠缠态下标s代表系统、下标a表示测量指针；
5、对待测两体系统的非局域量子态进行后选择操作|f1f2><f1f2|，其中，基底{|f1>||f2>}是待测两体系统计算基底{|k>|j>}的互补基底，其中k，j∈[1,d]和f1，f2∈[1,d]分别表示系统a和系统b出量子态的计算基和傅里叶变换基指标；
6、对测量指针分别进行两次投影测量|φ1><φ1|和|φ2><φ2|，得到一组测量结果的几率，记为
7、改变待测两体系统与测量指针相互作用，重复测量过程，得到三组测量结果的几率，分别记为
8、测量指针投影测量都为|φ1><φ1|时，得到的四个测量结果的几率可以转换得到量子态分布矩阵元素的实部；
9、测量指针投影测量都为|φ2><φ2|时得到的四个测量的几率结果可以转换得到量子态分布矩阵元素的虚部；
10、更换测量设置对基底|k>a|f2>b<f1|a<j|b进行遍历，直接测量并表征待测两体系统非局域量子态的矩阵表示。
11、结合第一方面，所述待测两体系统与测量指针相互作用分别为以及恒等操作i，依次对应测量结果其中分别是作用在子系统a、系统b上的投影算子|k><k|、|j><j|，则是作用在测量指针a1、测量指针a2上的投影算子|0><0|、|1><1|，i为虚数。
12、结合第一方面，待测两体系统的非局域量子态上的后选择操作|f1f2><1f2|取自所述待测两体系统基底{|k>|j〉}的互补基底{|f1>|f2>}，两组基底之间满足离散傅里叶变换的关系：
13、
14、
15、结合第一方面，所述测量指针上的投影测量选取为|φ1><φ1|时，其中而得到的结果对应矩阵元素的实部所述测量指针测量选取为|φ2><φ2|时，其中而得到的结果对应矩阵元素的虚部
16、结合第一方面，所述量子态分布矩阵元素其与密度矩阵之间关系为：
17、结合第一方面，所述更换测量设置对基底进行遍历，直接测量并表征待测两体系统非局域量子态的矩阵表示：
18、更改所述投影算子和并更改所述后选择操作|f1f2><f1f2|，对矩阵元素的基底|k>a|f2>b<f1|a<j|b进行一一遍历，测量得到非局域量子态分布矩阵并表征为：
19、第二方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面任一项所述方法的步骤。
20、第三方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面中任一项所述方法的步骤。
21、本专利技术所达到的有益效果：
22、本专利技术提出一种非局域量子态直接测量方案，可以不取近似地直接测量非局域量子态的分布矩阵。方案通过将待测两体系统与指针相互作用，对系统作后选择操作后再对指针分别进行两次不同的投影测量，之后更改不同的相互作用得到另外三组测量结果，根据四组测量结果可以计算转换得到量子系统分布矩阵元素的理论值，遍历系统基底测量即可实现非局域量子态的直接测量。
23、本专利技术的突出优点是，不需要作任何近似，方案测得的结果即对应非局域量子态分布矩阵元素的理论值，克服了此前弱耦合直接测量方案固有的低精度缺点，能够更精确地对非局域系统进行表征。
24、本专利技术的另一优点是秉承了直接测量的优势，相较于传统量子态层析节省了大量的测量资源，并且可以直接测得量子系统的分布矩阵元素，无需复杂重构。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种非局域量子态直接测量表征方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种非局域量子态直接测量表征方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种非局域量子态直接测量表征方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种非局域量子态直接测量表征方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种非局域量子态直接测量表征方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的一种非局域量子态直接测量表征方法，其特征在于，
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种非局域量子态直接测量表征方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种非局域量子态直接测量表征方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种非局域量子态直接测量表征方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种非局域量子态直接测量表征方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种非局域量子态直接测量表征方法，其特征在于，
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。