【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开大体上涉及量子计算系统，并且更具体地涉及可用于执行物理系统(例如，量子系统)的模拟的量子计算系统和方法。
技术介绍
1、量子计算是一种利用量子效应(例如基态叠加和量子纠缠)来比经典数字计算机更有效地执行某些计算的计算方法。与以位(例如“1”或“0”)的形式存储和处理信息的数字计算机不同，量子计算系统可以使用量子位(“qubit”)来处理信息。量子位可以指能够叠加多种状态，例如处于“0”和“1”状态的数据的量子装置，和/或指数据本身在多种状态下的叠加。根据传统术语，量子系统中“0”和“1”状态的叠加可以表示为例如a|0>+b|1>。数字计算机的“0”和“1”状态分别类似于量子位的|0>和|1>基态。
技术实现思路
1、本公开的实施例的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从描述中获知，或者可以通过实践所述实施例而获知。
2、本公开的一个示例方面涉及一种用于确定物理系统的状态的方法。所述方法可以包括由一个或多个计算装置获得与物理系统相关联的定义函数，所述定义函数将量子计算系统要模拟的至少一个属性的估计值编码为定义函数的梯度。所述方法可以包括由一个或多个计算装置在量子计算系统中的多个量子位上实现量子电路，以对多个量子位执行量子操作。量子操作可用于确定定义函数的梯度。所述方法可以包括由一个或多个计算装置在实现量子操作之后至少部分地基于多个量子位中的至少一个量子位来确定至少一个属性的估计值。
3、本公开的其他方面涉及各种系统、方法
4、参考以下描述和随附权利要求将更好地理解本公开的各种实施例的这些和其他特征、方面和优点。并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的示例实施例，并且连同描述一起解释相关原理。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于确定物理系统的状态的方法，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中所述要模拟的属性包括所述物理系统的量子可观测量的期望值。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述要模拟的属性包括与不等时间相关函数相关联的一个或多个元素。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述量子操作可操作为使用Gilyén量子梯度算法来确定所述定义函数的所述梯度。
5.如权利要求1所述的方法，其中由所述一个或多个计算装置实现量子电路包括：由所述一个或多个计算装置使用所述量子电路在所述多个量子位的至少一个子集上实现多个状态准备操作。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述量子电路为所述定义函数实现概率预言机。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述量子电路在M个第一量子位寄存器、N个第二量子位的系统寄存器以及至少一个辅助量子位上实现，其中M是量子可观测量的数量且N是整数。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述量子电路将所述定义函数编码为所述辅助量子位的振幅。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述量子电路使用
10.如权利要求7所述的方法，其中所述N个第二量子位被初始化为零，所述量子电路可操作为在所述N个第二量子位上实现状态准备幺正。
11.如权利要求7所述的方法，其中所述量子电路使用所述M个第一量子位寄存器上的至少一个双控量子门来实现所述量子可观测量的受控时间演化。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述至少一个双控门至少部分地基于所述N个第二量子位中的一个第二量子位和所述辅助量子位。
13.如权利要求6所述的方法，其中由所述一个或多个计算装置确定所述属性的所述估计值包括对所述多个量子位中的至少一个量子位执行测量。
14.一种量子计算系统，包括：
15.如权利要求14所述的量子计算系统，其中所述属性包括物理系统的多个可观测量的期望值。
16.如权利要求14所述的量子计算系统，其中所述属性包括与不等时间相关函数相关联的一个或多个元素。
17.如权利要求14所述的量子计算系统，其中所述量子操作可操作为使用Gilyén量子梯度算法来确定所述定义函数的所述梯度。
18.如权利要求14所述的量子计算系统，其中所述量子电路将所述定义函数编码为所述辅助量子位的振幅。
19.如权利要求18所述的量子计算系统，其中所述量子电路使用一个或多个阿达玛门和一个或多个相位门对所述辅助量子位实现阿达玛测试。
20.如权利要求14所述的量子计算系统，其中所述N个第二量子位被初始化为零，所述量子电路可操作为在所述N个第二量子位上实现状态准备幺正，其中所述量子电路使用所述M个第一量子位寄存器上的至少一个双控量子门来实现所述量子可观测量的受控时间演化，所述双控门至少部分地基于所述N个第二量子位中的一个第二量子位和所述辅助量子位，其中由所述一个或多个计算装置确定所述属性的所述估计值包括对所述M个第一量子位寄存器中的至少一个量子位寄存器执行测量。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于确定物理系统的状态的方法，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中所述要模拟的属性包括所述物理系统的量子可观测量的期望值。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述要模拟的属性包括与不等时间相关函数相关联的一个或多个元素。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述量子操作可操作为使用gilyén量子梯度算法来确定所述定义函数的所述梯度。
5.如权利要求1所述的方法，其中由所述一个或多个计算装置实现量子电路包括：由所述一个或多个计算装置使用所述量子电路在所述多个量子位的至少一个子集上实现多个状态准备操作。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述量子电路为所述定义函数实现概率预言机。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述量子电路在m个第一量子位寄存器、n个第二量子位的系统寄存器以及至少一个辅助量子位上实现，其中m是量子可观测量的数量且n是整数。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述量子电路将所述定义函数编码为所述辅助量子位的振幅。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述量子电路使用一个或多个阿达玛门和一个或多个相位门对所述辅助量子位实现阿达玛测试。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述n个第二量子位被初始化为零，所述量子电路可操作为在所述n个第二量子位上实现状态准备幺正。
11.如权利要求7所述的方法，其中所述量子电路使用所述m个第一量子位寄存器上的至少一个双控量子门来实现所述量子可观测量的受控时间演化。
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【专利技术属性】
技术研发人员：B·修金斯，J·R·麦克林恩，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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