用于测量误差缓解的响应矩阵确定方法、装置及介质与流程

本发明属于量子计算，特别是一种用于测量误差缓解的响应矩阵确定方法、装置及介质。

背景技术：

1、针对量子线路的测量操作是量子计算模拟实验中的一个重要误差来源，对于当前主流的基于超导量子芯片架构来执行待测量子线路的测量操作来说尤其如此。虽然基于上述超导量子芯片架构的每个量子比特的测量错误概率通常很小，但在实践中，使用超导量子芯片设备的测量误差往往由于偏向某些特定状态或串扰引起的相关性的影响而变得更加复杂。此外，量子计算模拟实验通常涉及一次测量多个量子比特位，也加剧了针对量子线路的测量错误操作的影响，这些影响共同导致测量错误成为扩大nisq(noisyintermediate-scale quantum)计算设备应用规模的阻力。

2、因此，如何缓解待测量子线路的测量读取误差，推动量子计算的发展是一个亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于测量误差缓解的响应矩阵确定方法、装置及介质，以解决现有技术中的不足，它通过确定用于测量误差缓解的响应矩阵，为后续缓解待测量子线路最终量子态的测量误差提供技术支持，推动量子计算的发展。

2、本申请的一个实施例提供了一种用于测量误差缓解的响应矩阵确定方法，所述方法包括：

3、确定待测量子线路的目标泡利基；

4、在量子芯片上多次运行作用所述目标泡利基对应的量子逻辑门的待测量子线路，执行测量操作后获得所述目标泡利基下的待测量子线路的目标值；

5、根据所述目标值和响应矩阵索引的对应关系，分别获得所述目标泡利基对应的响应矩阵中的元素值。

6、可选的，所述确定待测量子线路的目标泡利基之前，还包括：

7、获得n个量子比特以及作用于所述n个量子比特的待测量子线路；

8、根据所述待测量子线路的量子比特数n，确定泡利基集合；

9、根据所述泡利基集合，确定目标泡利基。

10、可选的，所述量子比特的初态包括利用二进制字符表示的初始量子态σ′，其中，所述二进制字符串σ′根据所述量子比特的数量n确定。

11、可选的，所述在量子芯片上多次运行作用所述目标泡利基对应的量子逻辑门的待测量子线路，执行测量操作后获得所述目标泡利基下的待测量子线路的目标值之后，还包括：

12、对获得的所述目标泡利基下的待测量子线路的目标值执行按位异或操作。

13、可选的，所述根据所述目标值和响应矩阵索引的对应关系，分别获得所述目标泡利基对应的响应矩阵中的元素值，包括：

14、根据所述目标值和响应矩阵索引的对应关系，并通过预设响应矩阵确定方式，获得所述目标泡利基对应的响应矩阵中的元素值；其中，所述预设响应矩阵确定方式包括：

15、通过以下算式确定响应矩阵：

16、

17、其中，为响应矩阵，表示量子态为时测量得到量子态的概率，表示按位异或。

18、可选的，所述根据所述目标值和响应矩阵索引的对应关系，分别获得所述目标泡利基对应的响应矩阵中的元素值之后，还包括：

19、利用h量子逻辑门确定响应矩阵的特征值向量；

20、根据所述特征值向量，确定响应矩阵的逆矩阵。

21、本申请的又一实施例提供了一种用于测量误差缓解的响应矩阵确定装置，所述装置包括：

22、确定模块，用于确定待测量子线路的目标泡利基；

23、执行模块，用于在量子芯片上多次运行作用所述目标泡利基对应的量子逻辑门的待测量子线路，执行测量操作后获得所述目标泡利基下的待测量子线路的目标值；

24、获得模块，用于根据所述目标值和响应矩阵索引的对应关系，分别获得所述目标泡利基对应的响应矩阵中的元素值。

25、可选的，所述装置还包括：

26、待测线路模块，用于获得n个量子比特以及作用于所述n个量子比特的待测量子线路；

27、泡利基集合模块，用于根据所述待测量子线路的量子比特数n，确定泡利基集合；

28、目标泡利基模块，用于根据所述泡利基集合，确定目标泡利基。

29、可选的，所述执行模块之后，所述装置还包括：

30、按位异或模块，用于对获得的所述目标泡利基下的待测量子线路的目标值执行按位异或操作。

31、可选的，所述获得模块，包括：

32、获得单元，用于根据所述目标值和响应矩阵索引的对应关系，并通过预设响应矩阵确定方式，获得所述目标泡利基对应的响应矩阵中的元素值；其中，所述预设响应矩阵确定方式包括：

33、通过以下算式确定响应矩阵：

34、

35、其中，为响应矩阵，表示量子态为时测量得到量子态的概率，表示按位异或。

36、可选的，所述获得模块之后，所述装置还包括：

37、特征值模块，用于利用h量子逻辑门确定响应矩阵的特征值向量；

38、逆矩阵模块，用于根据所述特征值向量，确定响应矩阵的逆矩阵。

39、本申请的一个实施例提供了一种量子芯片，包括上述任一项所述待测量子线路。

40、本申请的一个实施例提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项所述的方法。

41、本申请的一个实施例提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项所述的方法。

42、与现有技术相比，本发明首先确定待测量子线路的目标泡利基，然后在量子芯片上多次运行作用目标泡利基对应的量子逻辑门的待测量子线路，执行测量操作后获得目标泡利基下的待测量子线路的目标值，最后根据目标值和响应矩阵索引的对应关系，分别获得目标泡利基对应的响应矩阵中的元素值，它通过确定用于测量误差缓解的响应矩阵，为后续缓解待测量子线路最终量子态的测量误差提供技术支持，推动量子计算的发展。

技术特征：

1.一种用于测量误差缓解的响应矩阵确定方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定待测量子线路的目标泡利基之前，还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述量子比特的初态包括利用二进制字符表示的初始量子态σ′，其中，所述二进制字符串σ′根据所述量子比特的数量n确定。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在量子芯片上多次运行作用所述目标泡利基对应的量子逻辑门的待测量子线路，执行测量操作后获得所述目标泡利基下的待测量子线路的目标值之后，还包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标值和响应矩阵索引的对应关系，分别获得所述目标泡利基对应的响应矩阵中的元素值，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标值和响应矩阵索引的对应关系，分别获得所述目标泡利基对应的响应矩阵中的元素值之后，还包括：

7.一种用于测量误差缓解的响应矩阵确定装置，其特征在于，所述装置包括：

8.一种量子芯片，其特征在于，包括根据权利要求1至6中任一项所述待测量子线路。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至6任一项所述的方法。

10.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至6任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种用于测量误差缓解的响应矩阵确定方法、装置及介质，方法包括：首先确定待测量子线路的目标泡利基，然后在量子芯片上多次运行作用目标泡利基对应的量子逻辑门的待测量子线路，执行测量操作后获得目标泡利基下的待测量子线路的目标值，最后根据目标值和响应矩阵索引的对应关系，分别获得目标泡利基对应的响应矩阵中的元素值，它通过确定用于测量误差缓解的响应矩阵，为后续缓解待测量子线路最终量子态的测量误差提供技术支持，推动量子计算的发展。

技术研发人员：窦猛汉,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：本源量子计算科技（合肥）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15