CN111325348A

CN111325348A - 一种量子线路的显示方法、装置、存储介质和电子装置

Info

Publication number: CN111325348A
Application number: CN202010072600.4A
Authority: CN
Inventors: 张敏; 吴伟; 窦猛汉
Original assignee: Origin Quantum Computing Technology Co Ltd
Current assignee: Origin Quantum Computing Technology Co Ltd
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2020-06-23

Abstract

本发明公开了一种量子线路的显示方法、装置、存储介质和电子装置，该方法包括：在第一界面中，以第一显示方式，显示图形化量子线路；接收针对所述图形化量子线路的切换显示操作；响应所述切换显示操作，获取与所述图形化量子线路对应的第二界面；在所述第二界面中，以第二显示方式，显示所述图形化量子线路。由于设置在新的第二界面进行显示，使得量子线路显示界面显示空间不再有限，并且增加新的第二显示方式，显示区域、显示方式得以丰富，以便更好的观察和构建完整复杂的量子线路，进而提高用户体验。

Description

一种量子线路的显示方法、装置、存储介质和电子装置

技术领域

本发明属于计算机领域，特别是一种量子线路的显示方法、装置、存储介质和电子装置。

背景技术

量子计算机利用量子的叠加性，理论上在某些情形下有指数级加速的能力。譬如破解RSA密钥在经典计算机上需要数百年，而在量子计算机上执行量子算法只需数小时。但是目前量子计算机的受限于量子芯片硬件的发展导致的可操控的比特数有限，因此计算能力有限，并不能普遍地去运行量子算法。普遍地运行量子算法通常需要借助量子计算模拟方法。

在模拟量子线路的构建过程中，通常需要借助各种量子逻辑门，但是，由于复杂的量子线路包含的量子逻辑门众多，且执行时序较为复杂，现有技术的界面显示空间有限，显示区域、显示方式较为固定单一，观察和构建完整复杂的量子线路较为不便，用户体验极差。

发明内容

本发明的目的是提供一种量子线路的显示方法、装置、存储介质和电子装置，以解决现有技术中的不足，它能够解决现有技术量子线路显示界面显示空间有限，显示区域较为固定单一，观察和构建完整复杂的量子线路较为不便的问题，提高了用户体验。

本申请的一个实施例提供了量子线路的显示方法，包括：

在第一界面中，以第一显示方式，显示图形化量子线路；

接收针对所述图形化量子线路的切换显示操作；

响应所述切换显示操作，获取与所述图形化量子线路对应的第二界面；

在所述第二界面中，以第二显示方式，显示所述图形化量子线路。

如上所述的量子线路的显示方法，其中，优选的是，所述第一显示方式为部分显示或全部显示，所述第二显示方式为全部显示或部分显示。

如上所述的量子线路的显示方法，其中，优选的是，所述在所述第二界面中，以第二显示方式，显示所述图形化量子线路后，还包括：

接收针对所述图形化量子线路的预设功能操作；

响应所述预设功能操作，在所述第二界面显示所述图形化量子线路经所述预设功能操作后的量子线路。

如上所述的量子线路的显示方法，其中，优选的是，所述预设功能操作包括以下一种：

放大、缩小、定点缩放、下载或移动。

如上所述的量子线路的显示方法，其中，优选的是，所述图形化量子线路为可编辑状态；

还包括：

接收针对所述图形化量子线路的编辑操作；

响应所述编辑操作，显示编辑后的所述图形化量子线路。

本申请的又一实施例提供了量子线路的显示装置，包括：

第一显示模块，用于在第一界面中，以第一显示方式，显示图形化量子线路；

第一接收模块，用于接收针对所述图形化量子线路的切换显示操作；

第一获取模块，用于响应所述切换显示操作，获取与所述图形化量子线路对应的第二界面；

第二显示模块，用于在所述第二界面中，以第二显示方式，显示所述图形化量子线路。

如上所述的量子线路的显示装置，其中，优选的是，所述第一显示方式为部分显示或全部显示，所述第二显示方式为全部显示或部分显示。

如上所述的量子线路的显示装置，其中，优选的是，第二显示模块，还包括：

第二接收模块，用于接收针对所述图形化量子线路的预设功能操作；

响应模块，用于响应所述预设功能操作，在所述第二界面显示所述图形化量子线路经所述预设功能操作后的量子线路。

如上所述的量子线路的显示装置，其中，优选的是，所述预设功能操作包括以下一种：

放大、缩小、定点缩放、下载或移动。

如上所述的量子线路的显示装置，其中，优选的是，所述图形化量子线路为可编辑状态；

还包括：

接收编辑模块，用于接收针对所述图形化量子线路的编辑操作；

响应编辑模块，用于响应所述编辑操作，显示编辑后的所述图形化量子线路。

本申请的又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上述任一项中所述的方法。

本申请的又一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中所述的方法。

与现有技术相比，本发明首先在第一界面中，以第一显示方式，显示图形化量子线路，接收针对所述图形化量子线路的切换显示操作，响应所述切换显示操作，获取与所述图形化量子线路对应的第二界面，在所述第二界面中，以第二显示方式，显示所述图形化量子线路。由于设置在新的第二界面进行显示，使得量子线路显示界面显示空间不再有限，并且增加新的第二显示方式，显示区域、显示方式得以丰富，以便更好的观察和构建完整复杂的量子线路，进而提高用户体验。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种量子线路的显示方法流程示意图；

图2a是本发明实施例提供的一种量子线路在第一界面的部分图形化显示示意图；

图2b是本发明实施例提供的一种量子线路在第一界面的部分图形化显示示意图；

图3是本发明实施例提供的一种量子线路在第二界面的图形化显示示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种量子线路在第一界面的部分图形化显示示意图；

图5是本发明实施例提供的再一种量子线路在第二界面的图形化显示示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种量子线路在第二界面的图形化显示示意图；

图7是本发明实施例提供的一种量子线路的显示装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

目前，量子计算趋向于高级表达，对于对量子计算知之甚少的用户的初级学习，还不足以做到清晰的展示量子计算整个由简单到复杂的计算过程。为此，本发明实施例提供一种量子线路的显示方法、装置、存储介质和电子装置。

下面首先详细介绍一种量子线路的显示方法，该方法优选应用于终端，例如普通计算机、平板电脑、智能手机等等。

需要说明的是，真正的量子计算机是混合结构的，它包含两大部分：一部分是经典计算机，负责执行经典计算与控制；另一部分是量子设备，负责执行量子计算。实际上，真正的量子程序是由量子语言如QRunes语言编写的一串能够在量子计算机上运行的指令序列，实现了对量子逻辑门操作的支持，并最终实现对量子计算的模拟。具体的说，量子程序就是一系列按照一定时序操作量子逻辑门的指令序列。

在实际应用中，为了对量子计算进行模拟以验证量子应用等等，可以通过运行在普通计算机的量子虚拟机实现，即通过在量子虚拟机界面中调用量子逻辑门指令集中相应的量子逻辑门来模拟量子计算操作。本发明实施例所指量子线路，即是在量子虚拟机上运行的由经典语言编写的表征量子比特及其演化的程序，其中与量子计算相关的量子比特、量子逻辑门等等均有相应的经典代码表示。

参见图1，图1为本发明实施例提供的一种量子线路的显示方法流程示意图，可以包括如下步骤：

S101：在第一界面中，以第一显示方式，显示图形化量子线路。

具体的，第一界面是终端界面，至少显示一个量子比特对应的表示、初始量子态和时间线，时间线上方显示有时序的编号。例如为计算机的一个网页界面，第一显示方式为部分显示或者全部显示，即根据量子线路的复杂程度在终端界面的显示区域，显示用户编辑的量子线路的部分或者全部。显示图形化量子线路可包括如下信息：量子线路中包含的量子逻辑门操作及被操作的量子比特信息、量子操作的执行时序信息及附加在量子线路上的测量操作等。

针对第一界面可完整显示的简单量子线路，则第一界面可图形化显示用户编辑的量子线路的全部；针对第一界面不足以显示全部量子线路的情况下，用户可以通过左右滑动操作，查看完整的图形化量子线路。

其中，量子线路，也称量子逻辑电路，是最常用的通用量子计算模型，表示在抽象概念下对于量子比特进行操作的线路，其组成包括量子比特、线路(时间线)，以及各种量子逻辑门，最后常需要通过测量操作将结果读取出来。编辑量子线路，主要是设置量子比特和操作量子比特的量子逻辑门，每个量子比特对应一条时间线，根据用户的构建需求，量子逻辑门被设置在时间线上。

不同于传统电路是用金属线所连接以传递电压信号或电流信号，在量子线路中，线路可看成是由时间所连接，亦即量子比特的状态随着时间自然演化，在这过程中按照哈密顿运算符的指示，一直到遇上逻辑门而被操作。

在一种实现方式中，编辑量子线路操作可以包括但不限于设置量子逻辑门，在第一界面的初始化状态，时间线上无量子逻辑门，则可单击进行选择增加单比特量子逻辑门、多比特量子逻辑门或者是量子逻辑门的预设集合；经编辑量子线路操作后，时间线上存在量子逻辑门，若因误操作或者想替换量子逻辑门，则可通过双击该量子逻辑门进行选择性的删除，之后显示最终的图形化量子线路。

S102：接收针对所述图形化量子线路的切换显示操作。

具体的，在第一界面中以第一显示方式显示的图形化量子线路后，可以通过接收用户在第一界面针对所述图形化量子线路的切换显示操作，即在第一界面的预设区域内通过触发切换显示操作图标的方式进行。终端可以接收用户针对切换显示的功能按钮的点击操作，例如功能按钮是“全屏显示”按钮，用户通过鼠标指针点击该功能按钮，或者通过手机端或平板电脑触控屏点击即可。

可选的，切换显示操作的功能可以为在全部显示或部分显示之间进行可视化的展示。

S103：响应所述切换显示操作，获取与所述图形化量子线路对应的第二界面。

具体的，第二界面是区别第一界面的另一显示区域，同样用于显示图形化量子线路。当用户通过触发第一界面预设区域中切换显示操作，终端响应所述切换显示操作，将所述第一界面切换为所述第二界面，即实现：获取与所述图形化量子线路对应的第二界面。

S104：在所述第二界面中，以第二显示方式，显示所述图形化量子线路。

具体的，第二界面是终端界面，至少显示一个量子比特对应的表示、初始量子态和时间线，时间线上方显示有时序的编号。例如为计算机的一个网页界面，第二显示方式为全部显示或者部分显示，即根据量子线路的复杂程度在终端界面的显示区域，显示用户编辑的量子线路的部分或者全部。在第二界面显示的图形化量子线路包含的信息与第一界面保持一致。

在一种实施方式中，第二界面是区别于第一界面的终端显示界面，用户可以通过点击第一界面对应的切换功能项，以使终端接收到该点击操作也就是切换操作，将第一界面切换为第二界面，以第二显示方式，在第二界面突出显示完整的量子线路中量子操作的图形化展示形式。

需要说明的是，第一显示方式为部分显示时，则第二显示方式为全部显示；或者，第一显示方式为全部显示，第二显示方式则为部分显示。

在所述第二界面中，以第二显示方式，显示所述图形化量子线路后，还包括：

S104-a：接收针对所述图形化量子线路的预设功能操作。

具体的，预设功能操作包括以下一种：放大、缩小、定点缩放、下载或移动。

即在第二界面中接收针对所述图形化量子线路的放大、缩小、定点缩放、下载或移动。

所述图形化量子线路操作。

S104-b：响应所述预设功能操作，在所述第二界面显示所述图形化量子线路经所述预设功能操作后的量子线路。

具体的，在第二界面中显示的图形化量子线路预设显示位置是可调整的。

可选的，终端响应所述预设放大或缩小功能操作，即在所述第二界面中显示的图形化量子线路，可以通过鼠标滚轮上下滑动操作或触控屏缩放手势操作，用以实现图形化量子线路的放大或者缩小，满足不同用户的可视化显示需求；

可选的，终端响应所述预设定点缩放功能操作，即在所述第二界面中显示的图形化量子线路，可以选中定点缩放区域，通过鼠标滚轮上下滑动操作或触控屏缩放手势操作，用以实现图形化量子线路的定点缩放功能操作，满足用户对任意定点区域的可视化显示需求；

可选的，终端响应所述预设下载功能操作，即在所述第二界面中显示的图形化量子线路，可以选择需要下载的图形化量子线路，通过鼠标点击预设下载按钮或者通过单击触控屏预设下载按钮进行，用以实现图形化量子线路的下载功能操作，其中，下载的图形化量子线路的图片形式等不做具体限定，可以为无色彩图片，也可以为有色彩图片；满足不同用户的可视化显示需求；

可选的，响应所述预设移动功能操作，即在所述第二界面中显示的图形化量子线路，通过移动鼠标指针至第二界面显示的图形化量子线路的任意位置，单击鼠标左键并按住，即可实现整个图形化量子线路在第二界面的移动功能，满足不同用户的可视化显示需求。

参见图2a、图2b，图2a及图2b为本发明实施例提供的一种量子线路在第一界面的部分图形化显示示意图，具体为：

q[0]-q[5]表示共有6个量子比特；|0>即为量子态右矢，表示各量子比特的初始量子态为0态；各量子比特右侧的横线表示时间线，时间线上方的数字1-13表示各个时序的标示；包含X、Y、RZ、Z、RX、X1、Y1的图标分别表示量子逻辑门X门、Y门、RZ门、Z门、RX门、X1门、Y1门，图标包含指针和圆弧的图标表示测量节点。实际上，去掉该测量节点的部分所体现的就是该部分量子程序对应的量子线路，q[5]对应时间线的底部有长方形图标，用以在第一界面点击按住该图标，以滑动观察整个量子线路的完整示意图。

参见图3，与图2a和图2b对应，图3为本发明实施例提供的一种量子线路在第二界面的图形化显示示意图。

具体的，通过接收用户在第一界面针对所述图形化量子线路的切换显示操作，并响应所述切换显示操作，获取与所述第一界面图形化量子线路对应的第二界面的图形化量子线路显示示意图。

其中，如图3所示的空白区域为预设功能操作的预设区域，可以通过接收针对第二界面图形化量子线路的预设功能操作，即放大、缩小、定点缩放或移动来改变预设空白区域的大小。

可以理解的是，针对较为复杂的量子线路，第一界面的显示区域并不能通过第一界面的预设区域全部显示，而通过切换操作，进入第二界面则可以全部显示较为复杂的量子线路。

在一种可选的实施例中，图形化量子线路为可编辑状态，所述的可编辑状态，具体包括：

A：在S101步骤之后，还包括接收针对所述图形化量子线路的编辑操作，并响应所述编辑操作，显示编辑后的所述图形化量子线路。

具体的，如图2a和图2b所示的在第一界面中，以第一显示方式，显示图形化量子线路之后，还包括接收针对所述图形化量子线路的编辑操作，例如将如图2a所示的q[0]操作的第一个量子逻辑门X门替换为H门的编辑操作，随后响应所述编辑操作，在第一界面显示如图4所示的编辑后的所述图形化量子线路，继续执行S102、S103和S104操作，用以在第二界面完整显示如图4所示的编辑后的所述图形化量子线路。

B：在S101-S104步骤之后，还包括接收针对所述图形化量子线路的编辑操作，并响应所述编辑操作，显示编辑后的所述图形化量子线路。

具体的，在S101-S104步骤之后，即在所述第二界面中，以第二显示方式，显示所述图形化量子线路之后还包括接收针对所述图形化量子线路的编辑操作，例如将如图3所示的q[4]操作的最后一个量子逻辑门RX门后添加一个H门的编辑操作，随后响应所述编辑操作，在第二界面显示如图5所示的编辑后的所述图形化量子线路。

C：在S101步骤之后，还包括接收针对所述图形化量子线路的编辑操作，并响应所述编辑操作，显示编辑后的所述图形化量子线路；在S104步骤之后，还包括接收针对所述图形化量子线路的编辑操作，并响应所述编辑操作，显示编辑后的所述图形化量子线路。

具体的，如图2a和图2b所示的在第一界面中，以第一显示方式，显示图形化量子线路之后，还包括接收针对所述图形化量子线路的编辑操作，例如将如图2a所示的q[0]操作的第一个量子逻辑门X门执行删除的编辑操作，随后响应所述编辑操作，在第一界面显示执行删除操作后的所述图形化量子线路，继续执行S102、S103和S104操作，用以在第二界面完整显示执行删除操作后的所述图形化量子线路；在S102-S104步骤之后，即在所述第二界面中，以第二显示方式，显示所述图形化量子线路之后还包括接收针对所述图形化量子线路的编辑操作，例如将如图2b所示的q[4]操作的最后一个量子逻辑门RX门后添加一个Z门的编辑操作，随后响应所述编辑操作，在第二界面显示如图6所示的编辑后的所述图形化量子线路。

在实际应用中，不管是在第一界面还是第二界面，均可以接收用户针对所述图形化量子线路的编辑操作，并响应所述针对所述图形化量子线路的编辑操作，在所述第一界面和/或第二界面显示编辑后的图形化量子线路。

可以理解的是，第二界面强调的是对时序复杂量子线路的图形化的完整显示，便于用户直接进行观察和构建，而第一界面重点在于对于简单量子线路的显示和构建操作，用户对于时序较少的简单量子线路可以直接查看，减少切换界面带来的不便。

需要说明的是，在第一界面上编辑量子线路的图形化显示，当切换到第二界面时，第二界面的区域也会显示第一界面编辑后的图形化显示形式，同样的，在第二界面上编辑图形化量子线路，当切换到第一界面时，第一界面的区域也会显示第二界面编辑后的图形化量子线路，其目的是为了实现两个界面显示的统一和准确。

可见，本发明首先在第一界面中，以第一显示方式，显示图形化量子线路，接收针对所述图形化量子线路的切换显示操作，响应所述切换显示操作，获取与所述图形化量子线路对应的第二界面，在所述第二界面中，以第二显示方式，显示所述图形化量子线路。由于设置在新的第二界面进行显示，使得量子线路显示界面显示空间不再有限，并且增加新的第二显示方式，显示区域、显示方式得以丰富，以便更好的观察和构建完整复杂的量子线路，进而提高用户体验。

参见图7，图7为本发明实施例提供的一种量子线路的显示装置的结构示意图，与图1所示的流程相对应，可以包括：

第一显示模块701，用于在第一界面中，以第一显示方式，显示图形化量子线路；

第一接收模块702，用于接收针对所述图形化量子线路的切换显示操作；

第一获取模块703，用于响应所述切换显示操作，获取与所述图形化量子线路对应的第二界面；

第二显示模块704，用于在所述第二界面中，以第二显示方式，显示所述图形化量子线路。

具体的，所述第一显示方式为部分显示或全部显示，所述第二显示方式为全部显示或部分显示。

具体的，第二显示模块，还包括：

具体的，所述预设功能操作包括以下一种：

放大、缩小、定点缩放、下载或移动。

具体的，所述图形化量子线路为可编辑状态；

还包括：

本发明实施例还提供一种存储介质，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方法实施例中的步骤。

具体的，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计算机程序：

S101：在第一界面中，以第一显示方式，显示图形化量子线路；

S102：接收针对所述图形化量子线路的切换显示操作；

S103：响应所述切换显示操作，获取与所述图形化量子线路对应的第二界面；

具体的，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(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明实施例还提供一种电子装置，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方法实施例中的步骤。

具体的，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

具体的，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：

S102：接收针对所述图形化量子线路的切换显示操作；

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种量子线路的显示方法，其特征在于，包括：

在第一界面中，以第一显示方式，显示图形化量子线路；

接收针对所述图形化量子线路的切换显示操作；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一显示方式为部分显示或全部显示，所述第二显示方式为全部显示或部分显示。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第二界面中，以第二显示方式，显示所述图形化量子线路后，还包括：

接收针对所述图形化量子线路的预设功能操作；

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设功能操作包括以下一种：

放大、缩小、定点缩放、下载或移动。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图形化量子线路为可编辑状态；

还包括：

接收针对所述图形化量子线路的编辑操作；

响应所述编辑操作，显示编辑后的所述图形化量子线路。

6.一种量子线路的显示装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一显示方式为部分显示或全部显示，所述第二显示方式为全部显示或部分显示。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，第二显示模块，还包括：

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5任一项中所述的方法。

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5任一项中所述的方法。