一种非邻近比特量子门的高效模拟处理方法技术

一种改进的非邻近比特量子门高效模拟计算方法，S1、获取张量网络中各张量的维度信息，包括当前量子态张量的物理维度及辅助维度大小，判断作用量子门后的量子态张量辅助维度大小，用于后续收缩判断与资源评估；S2、基于目标比特间距和张量维度大小，选择对应的策略执行；S3、在所有采取了整体收缩方式的情形下，判断收缩后中间张量的维度是否超过预设资源限制；若超出限制，则通过整体收缩与分解的策略插入SWAP门将目标比特重新排列至内存限制下的最大距离，循环至S3判断；若未超出限制，则正常执行。实验表明，在高纠缠量子线路中，本发明专利技术方法可实现最多约50％的模拟时间优化，同时能够对最大中间张量规模加以限制。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及量子计算模拟，特别是涉及一种基于矩阵乘积态的量子线路模拟器非邻近比特量子门的高效模拟处理(计算)方法。

技术介绍

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技术介绍
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1、量子线路模型是量子计算的一种通用计算模型，也称为量子电路，是当前的主流模型，与经典电路模型相对应。在量子线路中，量子态通过一系列量子门操作被不断修改，从而实现特定的计算任务。量子门作为量子线路的基本操作单元，其功能类似于传统数字电路中的逻辑门。与大多数传统逻辑门不同，量子逻辑门通常必须具有可逆性，可使用酉矩阵进行表示。

2、量子线路的宽度通常用于表示电路中涉及的量子比特数量，量子线路的深度则定义为执行整个电路所需的最大连续时间步数，即在每个时间步内可并行执行的门操作的最大层数。量子线路的宽度和深度是衡量其复杂度和计算资源需求的关键参数。

3、在当前的量子计算发展现状下，量子物理系统规模受限且难以普及，常采用经典模拟的方法支撑量子算法研究，进而在如材料设计、计算流体力学等领域具有广阔的应用前景。通常情况下，模拟宽度n，深度为d的量子线路主要有两类技术路线：一种方法是在内存中保本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种改进的非邻近比特量子门处理方法，其特征是，非邻近比特量子门执行的混合控制方法，核心为张量的整体收缩与分解方法；在不依赖多次插入SWAP门的前提下，通过将目标比特及其间所有相关张量整体收缩为一个统一张量，施加量子门操作后再逐步进行分解以恢复原有MPS结构，从而完成非相邻比特间量子门的模拟。具有以下步骤：

2.如权利要求1所述的改进的非邻近比特量子门处理方法，其特征是，所述的整体收缩与分解方法，具体步骤包括S4.1-S4.4；

3.如权利要求2所述的改进的非邻近比特量子门处理方法，其特征是，S4.1中，待操作量子比特量子态的MPS结构张量，指步骤S2通过SWA...

【技术特征摘要】

1.一种改进的非邻近比特量子门处理方法，其特征是，非邻近比特量子门执行的混合控制方法，核心为张量的整体收缩与分解方法；在不依赖多次插入swap门的前提下，通过将目标比特及其间所有相关张量整体收缩为一个统一张量，施加量子门操作后再逐步进行分解以恢复原有mps结构，从而完成非相邻比特间量子门的模拟。具有以下步骤：

2.如权利要求1所述的改进的非邻近比特量子门处理方法，其特征是，所述的整体收缩与分解方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泽乾，刘雍，吴俊杰，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：