CN109409524B - 一种量子程序运行方法及装置、存储介质及电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了，一种量子程序运行方法及装置、存储介质及电子装置，该方法包括获取量子程序；对所述量子程序的量子逻辑门进行排序，得到排序量子程序；根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路；调用数据库中存储的所述特定量子线路的运行结果，并运行所述排序量子程序。本申请通过对待运行量子程序的排序，使得排序量子程序中存在的一些特定量子线路，这些特定量子线路即数据库中记录的常用量子线路，然后根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路，再调用数据库中存储的所述特定量子线路的运行结果，并运行所述排序量子程序，进而达到了简并量子计算，降低错误率、提高运行速度以提高量子运行效率的效果。

Description

一种量子程序运行方法及装置、存储介质及电子装置

技术领域

本发明属于量子计算机技术领域，特别是一种量子程序运行方法及装置、存储介质及电子装置。

背景技术

量子计算机因其具有相对普通计算机更高效的处理数学问题的能力，例如能将破解RSA密钥的时间从数百年加速到数小时，故成为一种正在研究中的关键技术。然而，现阶段的量子计算机的原型机的量子位数量较少，实际处理速度还没有经典计算机快。

为了解决这个问题，人们用量子虚拟机对量子计算机的行为进行预测，这种方法通常用来验证量子算法或者量子计算机行为的正确性，对量子算法和量子计算机设计进行指导。而量子虚拟机是人们使用经典计算机语言实现的对代表量子逻辑门的幺正变换矩阵和代表量子态的复数矢量之积的模拟，人们可使用量子语言编写的量子程序在经典计算机上操控量子虚拟机对了量子态的变化进行分析与仿真。

不管是量子虚拟机或量子计算机都需要通过量子程序控制其执行，而量子程序由量子逻辑门组成，量子逻辑门有单比特逻辑门如H门、RX门，还有两比特逻辑门如CNOT门，以及多比特逻辑门如TOFFOLI门。量子程序就是由一系列的量子逻辑门按照一定时序组成的。一个量子程序可能包含多个操作比特的成千上万的量子逻辑门，随着量子程序中包含的操作比特的数量的增加，量子程序的复杂度增加，量子程序运行的速度将会受限、错误率将会提高，进而降低量子程序的运行效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种量子程序运行方法及装置、存储介质及电子装置，以解决现有技术中的不足，它能够通过借助数据库存储的特定量子线路运算结果，提高量子程序的运行效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种量子程序运行方法，其中，包括：

获取量子程序；

对所述量子程序的量子逻辑门进行排序，得到排序量子程序；

根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路；

调用数据库中存储的所述特定量子线路的运行结果，并运行所述排序量子程序。

如上所述的方法，其中，优选的是，所述对所述量子程序进行排序，包括：

确定所述量子程序中的特定逻辑门，其中：所述特定逻辑门为两量子比特逻辑门和/或多量子比特逻辑门；

以所述特定逻辑门在所述量子程序上的时序位置为分界点，对各所述分界点每侧的所述量子程序所包含的量子逻辑门分别进行排序。

如上所述的方法，其中，优选的是，所述对各所述分界点每侧的所述量子程序所包含的量子逻辑门分别进行排序，具体包括：

判断所述量子逻辑门是否为单比特量子逻辑门；

若判断所述量子逻辑门为单比特量子逻辑门，则根据各所述单比特量子逻辑门所包含的量子比特参数的数值从小至大依次排序。

如上所述的方法，其中，优选的是，所述根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路，具体包括：

确定待查询的子程序；其中，所述子程序由所述排序量子程序中至少两个相邻的量子逻辑门构建；

查询数据库中是否存在与所述待查询的子程序完全匹配的量子线路，若数据库中存在与所述子程序完全匹配的量子线路，则判断所述子程序为所述排序量子程序中的特定量子线路。

如上所述的方法，其中，优选的是，所述查询数据库中是否存在与所述子程序完全匹配的量子线路，若数据库中存在与所述子程序完全匹配的量子线路，则判断所述子程序为所述排序量子程序中的特定量子线路，具体包括：

获取所述待查询子程序所包含的量子逻辑门的量子比特参数，得到待查询子量子比特参数序列；

获取所述待查询子程序所包含的量子逻辑门不带量子比特参数的结构，得到待查询无参化子逻辑门序列；

比较待查询无参化子逻辑门序列与数据库中存储的量子线路的字母字符串序列，若在数据库中找到与所述待查询无参化子逻辑门序列完全一致的第一字母字符串序列，则继续比较所述第一字母字符串序列对应的比特参数与所述待查询子量子比特参数序列是否一致；

若所述第一字母字符串序列对应的参数与所述待查询子量子比特参数序列一致，则判断数据库中存在与所述子程序完全匹配的量子线路，并判断所述子程序为特定量子线路。

如上所述的方法，其中，优选的是，所述根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路，具体包括：

以所述排序量子程序包含的任一量子逻辑门作为待查询量子逻辑门；

查询所述数据库中包含所述待查询量子逻辑门的第一常用量子线路；

在找到所述第一常用量子线路的情况下，继续判断所述排序量子程序是否存在第二逻辑门；其中：所述第二逻辑门为所述第一常用量子线路中除所述待查询量子逻辑门之外的逻辑门；

若判断所述排序量子程序中存在第二逻辑门，则判断所述第一常用量子线路为所述排序量子程序中存在的特定量子线路。

如上所述的方法，其中，优选的是，所述判断所述排序量子程序中是否存在第二逻辑门，具体包括：

获取所述第一常用量子线路中包含的所述待查询量子逻辑门和所述第二逻辑门两者的量子比特参数关系；

获取所述排序量子程序中与所述待查询量子逻辑门相邻的量子逻辑门作为待确认量子逻辑门；

根据所述量子比特参数关系确定所述排序量子程序中的待确认量子逻辑门的量子比特参数参考值；

判断所述待确认量子逻辑门是否为所述第二逻辑门，在判断所述确认量子逻辑门是为所述第二逻辑门的情况下，继续比较所述待确认量子逻辑门的量子比特参数与所述量子比特参数参考值是否一致。

本申请另一实施例提供了一种量子程序运行装置，其中，包括：

第一获取模块，用于获取量子程序；

第一处理模块，用于对获取的所述量子程序的量子逻辑门进行排序，得到排序量子程序；

第一查找模块，用于根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路；

第一调用运行模块，用于调用数据库中存储的所述特定量子线路的运行结果，并运行所述排序量子程序。

本申请再一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以上所述的方法。

本申请再一实施例提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，其中，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以上所述的方法。

与现有技术相比，本申请实施例通过对待运行量子程序的排序，使得排序量子程序中存在的一些特定量子线路，这些特定量子线路即数据库中记录的常用量子线路，然后根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路，再调用数据库中存储的所述特定量子线路的运行结果，基于特定量子线路的运行结果运行所述排序量子程序，进而达到了简并量子计算，降低错误率、提高运行速度以提高量子运行效率的效果。

附图说明

图1是本申请实施例的一种量子程序运行方法的计算机终端的硬件结构框图；

图2是根据本申请实施例的量子程序运行方法流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

实施例一

本实施例所提供的方法实施例可以在计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在计算机终端上为例，图1是本申请实施例的一种量子程序运行方法的计算机终端的硬件结构框图。如图1所示，计算机终端10可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，可选地，上述计算机终端还可以包括用于通信功能的传输装置106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述计算机终端的结构造成限定。例如，计算机终端10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

存储器104可用于存储应用软件的软件程序以及模块，如本申请实施例中的单量子比特逻辑门的转化方法对应的程序指令/模块，处理器102通过运行存储在存储器104内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输装置106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机终端10的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置106可以为射频(Radio Frequency，RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

本申请文件的方案可以应用于上述计算机终端，或者称为量子计算机。

在本实施例中提供了一种运行于上述计算机终端的量子程序运行方法，图2是根据本申请实施例的量子程序运行方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S22，获取量子程序；

可以理解的是，不管是量子虚拟机或量子计算机都需要通过量子程序控制其执行，而量子程序由量子逻辑门组成。具体的说，量子程序就是由一系列的量子逻辑门按照一定时序组成的操作序列。量子逻辑门有单量子比特逻辑门如H门、RX门，还有两量子比特逻辑门，如CNOT门，以及多量子比特逻辑门，如三量子比特逻辑门TOFFOLI门。一个量子程序可以包含几十上百个量子逻辑门操作，也可以包含成千上万个量子逻辑门操作。量子程序的执行过程，就是对所有的量子逻辑门按照一定时序执行的过程。需要说明的是，时序即个量子逻辑门被执行的时间顺序。

具体的，本实施例中，获取量子程序是指量子计算机接收量子程序，该量子程序可能包含多个操作比特的成千上万的量子逻辑门，随着量子程序中包含的操作比特的数量的增加，量子程序的复杂度增加，量子计算机执行量子程序运行的速度将会受限、错误率将会提高，进而降低量子程序的运行效率。

面对此问题，考虑到量子程序中通常会重复出现一些量子线路，这些重复出现的量子线路的运行结果是固定的，例如：对两个操作比特的量子线路，通常是包括单量子比特逻辑门和两量子比特逻辑门，对一个操作比特连续进行单量子比特逻辑门的操作及将该操作比特作为控制比特或目标比特在两个操作比特之间进行的两量子比特逻辑门是较为常见的操作。因此可以把对一个量子比特的连续进行的单量子比特逻辑门的操作及将该操作比特作为控制比特或目标比特在两个操作比特之间进行的两量子比特逻辑门的控制操作记为常用量子线路，并把该常用量子线路的运算结果记录在数据库中，通过调用数据库中的常用量子线路的运算结果，进而提高量子程序的运行效率。

具体的，如H4\nCNOT4,5，即对第4个量子比特执行H门操作，然后再对第4个、第5个量子比特执行CNOT门。H4\nCNOT4,5可以在量子程序中出现多次，每次出现的运行结果是固定的。

步骤S24，对所述量子程序的量子逻辑门进行排序，得到排序量子程序；

可以理解的是基础知识，在量子程序的运行过程中，两个单量子比特逻辑门相互交换执行时序，并不影响量子程序的执行结果。示例性的，量子线路H1\nH2与量子线路H2\nH1两者的执行结果相同，可以视为等价线路。但是，两量子比特逻辑门在量子线路中的操作时序不可以被改变。示例性的，对量子程序H1\n H0\n H0 CNOT 2,0\n H1\n H0\n H0 CNOT2,1，进行排序时，则需要确保CNOT 2,0\n和CNOT 2,1这两个两量子比特逻辑门在量子程序中的时序位置不变。所以可以依据以上基础知识，对所述量子程序的量子逻辑门进行排序，得到排序量子程序。

步骤S26，根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路；

需要说明的是，这里的数据库是存储常用量子线路的数据库，存储的信息至少包括以下三部分：常用量子线路的量子逻辑门类型、常用量子线路的量子比特参数、常用量子线路的运行结果。当所述排序量子程序中的某一段子程序对应的逻辑门组成的量子线路属于数据库中存储的常用量子线路，则该段子程序对应的逻辑门组成的量子线路则为排序量子程序中存在的特定量子线路。

其中，量子逻辑门的类型的记录形式为字母字符，常用量子线路的量子比特参数的记录形式为数字字符。

步骤S28，调用数据库中存储的所述特定量子线路的运行结果，并运行所述排序量子程序。

本申请实施例通过对待运行量子程序的排序，然后根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路，调用数据库中存储的所述特定量子线路的运行结果，基于特定量子线路的运行结果运行所述排序量子程序，进而达到了简并量子计算，提高量子运行效率的效果。

在具体实施的时候，所述步骤S24中对所述量子程序的量子逻辑门进行排序，得到排序量子程序，具体包括：

步骤S241，确定所述量子程序中的特定逻辑门，其中：所述特定逻辑门为两量子比特逻辑门和/或多量子比特逻辑门。

需要说明的是，这里的多量子比特逻辑门是指三量子比特逻辑门、四量子比特逻辑门、五量子比特逻辑门等。

步骤S242，以所述特定逻辑门在所述量子程序上的时序位置为分界点，对各所述分界点每侧的所述量子程序所包含的量子逻辑门分别进行排序。

示例性的，对量子程序H 1\n H0\n H0 CNOT 2,0\n H1\n H0\n H0 CNOT 2,1，进行排序时，则需要确保CNOT 2,0\n和CNOT 2,1这两个两量子比特逻辑门在量子程序中的时序位置不变，然后对CNOT 2,0\n之前一侧的H1\n H0\n H0单独进行排序，对CNOT 2,0\n之后一侧的H1\n H0\n H0单独进行排序。

进一步的，步骤S242中所述对各所述分界点每侧的所述量子程序所包含的量子逻辑门分别进行排序，具体包括：

步骤S242-1，判断所述量子逻辑门是否为单比特量子逻辑门；

步骤S242-2，若判断所述量子逻辑门为单比特量子逻辑门，则根据各所述单比特量子逻辑门所包含的量子比特参数的数值从小至大依次排序。

需要说明的是，这里的量子比特参数即量子比特编号，例如量子比特Q0、Q1、Q2、Q3、Q4等，则为方便记录以及区分，则用0、1、2、3、4等作为量子比特参数。

示例性的，对量子程序H1\n H0\n H0 CNOT 2,0\n H1\n H0\n H0CNOT 2,1，进行排序得到排序量子程序应为H0\n H0\n H1 CNOT 2,0\n H0\n H0\n H1 CNOT 2,1。

再示例性的，对量子程序H2\n RX 3,"pi"\nH 4\nH 2\nCNOT 4,5，进行排序得到排序量子程序应为H2\n H2\nRX 3,"pi"\nH 4\nCNOT 4,5。

在具体实施的时候，所述步骤S26中根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路，可以通过步骤S261至步骤S263实现：

步骤S261，确定待查询子程序；其中，所述子程序由所述排序量子程序中至少两个相邻的量子逻辑门构建；

示例性的，在排序量子程序“H 2\n H 2\nRX 3,"pi"\nH 4\nCNOT 4,5”中可以确定“H 4\nCNOT 4,5”为待查询子程序。当然也可以确定“H 2\nRX 3,"pi"”为待查询子程序。

步骤S262，查询数据库中是否存在与所述待查询子程序完全匹配的量子线路，若数据库中存在与所述子程序完全匹配的量子线路，则判断所述子程序为所述排序量子程序中的特定量子线路；

需要说明的是，数据库中存在与所述子程序完全匹配的量子线路意指，将待查询子程序作为一个整体输入数据库中，查找数据库中是否存在完全一个的量子线路。也可以理解为将待查询子程序与数据库中存储的量子线路进行比较，比较待查询子程序和数据库中存储的某一量子线路是否一致，如果一致，则认为数据库中存在与所述子程序完全匹配的量子线路。

本领域技术人员可以理解的是，待查询子程序是由至少两个量子逻辑门组成的，每个量子逻辑门包含三部分信息：量子比特参数信息、操作矩阵信息、转置共轭信息；在本实施例中，只需应用量子比特参数信息和操作矩阵信息，待查询子程序与数据库中存储的量子线路进行比较主要是比较量子比特参数信息和操作矩阵信息。

其中，量子逻辑门的操作矩阵信息和量子逻辑门的符号表示是一一对应的，即H门即对应一个2*2矩阵，CNOT门即对应一个4*4矩阵。所以，在记录量子逻辑门时，通常用逻辑门的符号表示量子逻辑门的操作矩阵信息。

步骤S263，遍历所述排序量子程序中的所有所述子程序。

具体的，通过遍历所述排序量子程序中的所有所述子程序，可以实现排序量子程序中所有的特定量子线路的查找，进而有效提高量子程序的运行速度。

进一步的，步骤S262查询数据库中是否存在与所述待查询子程序完全匹配的量子线路，若数据库中存在与所述子程序完全匹配的量子线路，则判断所述子程序为所述排序量子程序中的特定量子线路，可以通过步骤S262-1至步骤S262-4所列方式实现：

步骤S262-1，获取待查询子程序所包含的量子逻辑门的量子比特参数，得到待查询子量子比特参数序列；

具体的，即先保存待查询子程序所包含的量子逻辑门的量子比特参数，示例性的，待查询子程序H 4\nCNOT 4,5”对应的量子比特参数为4,4,5。

步骤S262-2，获取待查询子程序所包含的量子逻辑门不带量子比特参数的结构，得到待查询无参化子逻辑门序列；

具体的，即为待查询子程序进行去除量子比特参数，示例性的，待查询子程序H 4\nCNOT 4,5”去除量子比特参数后应为H，CNOT，是字母字符串的形式。

步骤S262-3，比较待查询无参化子逻辑门序列与数据库中存储的量子线路的字母字符串序列，若在数据库中找到与所述待查询无参化子逻辑门序列完全一致的第一字母字符串序列，则继续比较所述第一字母字符串序列对应的比特参数与所述待查询子量子比特参数序列是否一致；

步骤S262-4，若所述第一字母字符串序列对应的参数与所述待查询子量子比特参数序列一致，则判断数据库中存在与所述子程序完全匹配的量子线路，并判断所述子程序为特定量子线路。

在本实施例中，将待查询子程序的量子逻辑门的操作矩阵信息和量子比特参数信息分别保存获得字母字符串序列和数字字符串序列，将字母字符串序列和数据库比较匹配，根据匹配到的第一字母字符串序列对应的参数，再比较待查询子程序的量子逻辑门的量子比特参数信息，进而实现了待查询子程序和数据库存储的量子线路的比较。

在本申请的另一个实施例中，步骤S26所述步骤S26中根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路，还可以通过步骤S271至步骤S274所列方式实现：

步骤S271，以所述排序量子程序包含的任一量子逻辑门作为待查询量子逻辑门；

具体的，可以选择排序量子程序中的单比特量子逻辑门、两比特量子逻辑门或三比特量子逻辑门作为查询输入对象。例如：在排序量子程序“H 2\n H2\nRX 3,"pi"\nH 4\nCNOT 4,5”选定CNOT 4,5作为待查询量子逻辑门。

步骤S272，查询所述数据库中包含所述待查询量子逻辑门的第一常用量子线路；

具体的，将量子逻辑门CNOT 4,5作为数据库的输入，与数据库中存储的量子线路进行比较，找到数据库中存在的包含量子逻辑门CNOT 4,5的量子线路作为第一常用量子线路；例如：数据库中存在的量子线路H 3\nCNOT 4,5，量子线路H 4\nCNOT 4,5、量子线路X4\nCNOT 4,5均可以记为第一常用量子线路。数据库是记录是为字母字符串H，CNOT或X，CNOT、数字字符串3,4,5或4,4,5、和参数关系x，x,y，其中，x和y为量子比特参数关系。

步骤S273，在找到所述第一常用量子线路的情况下，继续判断所述排序量子程序是否存在第二逻辑门；其中：所述第二逻辑门为所述第一常用量子线路中除所述待查询量子逻辑门之外的逻辑门；

具体的，根据第一常用量子线路和所述待查询量子逻辑门确定第二逻辑门的类型，然后判断所述排序量子程序是否存在第二逻辑门。

步骤S274，若判断所述排序量子程序中存在第二逻辑门，则判断所述第一常用量子线路为所述排序量子程序中存在的特定量子线路。

进一步，步骤S273中判断所述排序量子程序是否存在第二逻辑门，可通过步骤S273-1至步骤S273-1所列方式实现：

步骤S273-1，获取所述第一常用量子线路中包含的所述待查询量子逻辑门和所述第二逻辑门两者的量子比特参数关系；

具体的，这种情况适用于数据库中存储的是常用量子线路的量子逻辑门的量子比特参数关系，例如：对H,CNOT常用量子线路的量子比特参数关系可以为(x-n，x,y)，通常，n取0，即量子比特参数关系为(x，x,y)。

步骤S273-2，获取所述排序量子程序中与所述待查询量子逻辑门相邻的量子逻辑门作为待确认量子逻辑门；

步骤S273-3，根据所述量子比特参数关系确定所述排序量子程序中的待确认量子逻辑门的量子比特参数参考值；

步骤S273-4，判断所述待确认量子逻辑门是否为所述第二逻辑门，在判断所述确认量子逻辑门是为所述第二逻辑门的情况下，继续比较所述待确认量子逻辑门的量子比特参数与所述量子比特参数参考值是否一致。

在本实施例，以排序量子程序中的任一量子逻辑门作为查询切入点，进行量子程序中的存在的特定量子线路的查找调用，方便易实现。

实施例二

在本实施例中提供了一种量子程序运行装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

该量子程序运行装置包括：

第一获取模块，用于获取量子程序；

第一处理模块，用于对获取的所述量子程序的量子逻辑门进行排序，得到排序量子程序；

第一查找模块，用于根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路；

第一调用运行模块，用于调用数据库中存储的所述特定量子线路的运行结果，并运行所述排序量子程序。

采用该方案，通过对待运行量子程序的排序，然后根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路，调用数据库中存储的所述特定量子线路的运行结果，基于特定量子线路的运行结果运行所述排序量子程序，进而达到了简并量子计算，提高量子运行效率的效果。

实施例三

本申请的实施例还提供了一种存储介质。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：

步骤S1:获取量子程序；

步骤S2:对所述量子程序的量子逻辑门进行排序，得到排序量子程序；

步骤S3:根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路；

步骤S4:调用数据库中存储的所述特定量子线路的运行结果，并运行所述排序量子程序。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。示例性的，上述存储介质优选只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘等各种可以高速存取程序代码的介质。

本申请的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子装置还可以包括传输装置以及输入输出设备，其中，该传输装置和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

步骤S1:获取量子程序；

步骤S2:对所述量子程序的量子逻辑门进行排序，得到排序量子程序；

步骤S3:根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路；

步骤S4:调用数据库中存储的所述特定量子线路的运行结果，并运行所述排序量子程序。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本申请的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本申请不限制于任何特定的硬件和软件结合。

Claims (9)

1.一种量子程序运行方法，其特征在于，包括：

获取量子程序；

确定所述量子程序中的特定逻辑门，其中：所述特定逻辑门为两量子比特逻辑门和/或多量子比特逻辑门；

以所述特定逻辑门在所述量子程序上的时序位置为分界点，对各所述分界点每侧的所述量子程序所包含的量子逻辑门分别进行排序，得到排序量子程序；

根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路；

调用数据库中存储的所述特定量子线路的运行结果，并运行所述排序量子程序。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对各所述分界点每侧的所述量子程序所包含的量子逻辑门分别进行排序，具体包括：

判断所述量子逻辑门是否为单比特量子逻辑门；

若判断所述量子逻辑门为单比特量子逻辑门，则根据各所述单比特量子逻辑门所包含的量子比特参数的数值从小至大依次排序。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路，具体包括：

确定待查询子程序；其中，所述待查询子程序由所述排序量子程序中至少两个相邻的量子逻辑门组成；

查询数据库中是否存在与所述待查询子程序完全匹配的量子线路，若数据库中存在与所述子程序完全匹配的量子线路，则判断所述子程序为所述排序量子程序中的特定量子线路。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述查询数据库中是否存在与所述子程序完全匹配的量子线路，若数据库中存在与所述子程序完全匹配的量子线路，则判断所述子程序为所述排序量子程序中的特定量子线路，具体包括：

获取所述待查询子程序所包含的量子逻辑门的量子比特参数，得到待查询子量子比特参数序列；

获取所述待查询子程序所包含的量子逻辑门不带量子比特参数的结构，得到待查询无参化子逻辑门序列；

比较所述待查询无参化子逻辑门序列与数据库中存储的量子线路的字母字符串序列，若在数据库中找到与所述待查询无参化子逻辑门序列完全一致的第一字母字符串序列，则继续比较所述第一字母字符串序列对应的比特参数与所述待查询子量子比特参数序列是否一致；

若所述第一字母字符串序列对应的参数与所述待查询子量子比特参数序列一致，则判断数据库中存在与所述子程序完全匹配的量子线路，并判断所述子程序为特定量子线路。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路，具体包括：

以所述排序量子程序包含的任一量子逻辑门作为待查询量子逻辑门；

查询所述数据库中包含所述待查询量子逻辑门的第一常用量子线路；

在找到所述第一常用量子线路的情况下，继续判断所述排序量子程序是否存在第二逻辑门；其中：所述第二逻辑门为所述第一常用量子线路中除所述待查询量子逻辑门之外的逻辑门；

若判断所述排序量子程序中存在第二逻辑门，则判断所述第一常用量子线路为所述排序量子程序中存在的特定量子线路。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述判断所述排序量子程序中是否存在第二逻辑门，具体包括：

获取所述第一常用量子线路中包含的所述待查询量子逻辑门和所述第二逻辑门两者的量子比特参数关系；

获取所述排序量子程序中与所述待查询量子逻辑门相邻的量子逻辑门作为待确认量子逻辑门；

根据所述量子比特参数关系确定所述排序量子程序中的待确认量子逻辑门的量子比特参数参考值；

判断所述待确认量子逻辑门是否为所述第二逻辑门，在判断所述确认量子逻辑门为所述第二逻辑门的情况下，继续比较所述待确认量子逻辑门的量子比特参数与所述量子比特参数参考值是否一致。

7.一种量子程序运行装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取量子程序；

第一处理模块，用于确定所述量子程序中的特定逻辑门，其中：所述特定逻辑门为两量子比特逻辑门和/或多量子比特逻辑门；以所述特定逻辑门在所述量子程序上的时序位置为分界点，对各所述分界点每侧的所述量子程序所包含的量子逻辑门分别进行排序，得到排序量子程序；

第一查找模块，用于根据数据库查找所述排序量子程序中存在的特定量子线路；

第一调用运行模块，用于调用数据库中存储的所述特定量子线路的运行结果，并运行所述排序量子程序。

8.一种存储介质，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任一项中所述的方法。

9.一种电子装置，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任一项中所述的方法。