CN113222154A - 一种量子态的振幅的确定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种量子态的振幅的确定方法及装置，方法包括：获得一个十进制数和一组量子比特；根据所述一组量子比特，将所述十进制数转换为二进制数；在所述一组量子比特中，确定所述二进制数对应的量子比特的量子态空间中至少一个量子态的振幅。利用本发明实施例，能够将经典的十进制数与量子比特的状态即量子态联系起来，填补相关技术的空白。
Description
技术领域
本发明属于量子计算技术领域，特别是一种量子态的振幅的确定方法及装置。
背景技术
量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。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。
量子计算模拟是一个借助数值计算和计算机科学来仿真遵循量子力学规律的模拟计算，作为一个仿真程序，它依据量子力学的量子比特的基本定律，利用计算机的高速计算能力，刻画量子态的时空演化。
目前阶段，在量子算法与经典算法的衔接上存在不足，比如，缺乏相应的算法，将经典的十进制数与量子比特的状态即量子态联系起来，影响量子算法及量子计算机的拓展研究，这是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种量子态的振幅的确定方法及装置，以解决现有技术中的不足，它能够将经典的十进制数与量子比特的状态即量子态联系起来，填补相关技术的空白。
本发明采用的技术方案如下：
一种量子态的振幅的确定方法，包括：
获得一个十进制数和一组量子比特；
根据所述一组量子比特，将所述十进制数转换为二进制数；
在所述一组量子比特中，确定所述二进制数对应的量子比特的量子态空间中至少一个量子态的振幅。
可选的，所述根据所述一组量子比特，将所述十进制数转换为二进制数，包括：
将所述十进制数转换为位数与所述一组量子比特的总数一致的二进制数。
可选的，所述十进制数为十进制复数，
所述将所述十进制数转换为位数与所述一组量子比特的总数一致的二进制数，包括：
将所述十进制数转换为二进制数，其中，所述二进制数包括：表示实部的实部位、表示虚部的虚部位，所述实部位、所述虚部位的位数之和，与所述一组量子比特的总数一致。
可选的，所述表示实部的实部位与所述表示虚部的虚部位均包括：
表示正负的符号位、表示小数部分的小数位和表示整数部分的整数位；
或，
表示正负的符号位和表示整数部分的整数位。
可选的，所述十进制数为十进制整数，
所述将所述十进制数转换为位数与所述一组量子比特的总数一致的二进制数，包括：
将所述十进制数转换为二进制数，其中，所述二进制数包括：表示整数部分的整数位、表示正负的符号位，所述整数位、所述符号位的位数之和，与所述一组量子比特的总数一致。
可选的，所述十进制数为十进制小数，
所述将所述十进制数转换为位数与所述一组量子比特的总数一致的二进制数，包括：
将所述十进制数转换为二进制数，其中，所述二进制数包括：表示小数部分的小数位、表示整数部分的整数位、表示正负的符号位，所述小数位、所述整数位、所述符号位的位数之和，与所述一组量子比特的总数一致。
可选的，所述确定所述二进制数对应的量子比特的量子态空间中至少一个量子态的振幅，包括：
在所述一组量子比特的量子态空间中，查找与该二进制数匹配的量子态；其中，所述量子态空间包括：2的量子比特总数次方个量子态；
将查找到的量子态和其余的量子态的振幅分别置为第一预设值和第二预设值；
输出包含查找到的量子态在内的至少一个量子态及其振幅。
可选的，所述查找与该二进制数匹配的量子态，包括：
查找与所述二进制数的每一位相同的以二进制表示的量子态。
可选的，所述第一预设值和第二预设值分别为1和0，
所述输出包含查找到的量子态在内的至少一个量子态及其振幅，包括：
输出查找到的、振幅为第一预设值的量子态。
一种量子态的振幅的确定装置，包括：
获得模块，用于获得一个十进制数和一组量子比特；
转换模块，用于根据所述一组量子比特，将所述十进制数转换为二进制数；
确定模块，用于在所述一组量子比特中，确定所述二进制数对应的量子比特的量子态空间中至少一个量子态的振幅。
可选的，所述转换模块，具体用于：
将所述十进制数转换为位数与所述一组量子比特的总数一致的二进制数。
可选的，所述十进制数为十进制复数，所述转换模块，具体用于：
将所述十进制数转换为二进制数，其中，所述二进制数包括：表示实部的实部位、表示虚部的虚部位，所述实部位、所述虚部位的位数之和，与所述一组量子比特的总数一致。
可选的，所述表示实部的实部位与所述表示虚部的虚部位均包括：
表示正负的符号位、表示小数部分的小数位和表示整数部分的整数位；
或，
表示正负的符号位和表示整数部分的整数位。
可选的，所述十进制数为十进制整数，所述转换模块，具体用于：
将所述十进制数转换为二进制数，其中，所述二进制数包括：表示整数部分的整数位、表示正负的符号位，所述整数位、所述符号位的位数之和，与所述一组量子比特的总数一致。
可选的，所述十进制数为十进制小数，所述转换模块，具体用于：
将所述十进制数转换为二进制数，其中，所述二进制数包括：表示小数部分的小数位、表示整数部分的整数位、表示正负的符号位，所述小数位、所述整数位、所述符号位的位数之和，与所述一组量子比特的总数一致。
可选的，所述确定模块，具体用于：
查找单元，用于在所述一组量子比特的量子态空间中，查找与该二进制数匹配的量子态；其中，所述量子态空间包括：2的量子比特总数次方个量子态；
设置单元，用于将查找到的量子态和其余的量子态的振幅分别置为第一预设值和第二预设值；
输出单元，用于输出包含查找到的量子态在内的至少一个量子态及其振幅。
可选的，所述查找单元，具体用于：
查找与所述二进制数的每一位相同的以二进制表示的量子态。
可选的，所述第一预设值和第二预设值分别为1和0，
所述输出单元，具体用于：
输出查找到的、振幅为第一预设值的量子态。
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。
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。
与现有技术相比，本发明提供一种量子态的振幅的确定方法，首先获得一个十进制数和一组量子比特，根据该组量子比特，将十进制数转换为二进制数。然后，在该组量子比特中，确定该二进制数对应的量子比特的量子态空间中至少一个量子态的振幅，从而将经典的十进制数与量子领域的量子比特的状态即量子态联系起来，填补相关技术的空白，推进复杂量子算法的研究和验证，便于量子算法及量子计算机的拓展研究。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种量子态的振幅的确定方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种量子态的振幅的确定装置的结构示意图。
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。
本发明实施例提供了一种量子态的振幅的确定方法，应用于电子设备如终端，优选应用于计算机，如普通电脑即可。下面对其进行详细说明。
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(前述量子设备)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进行实现。量子虚拟机中的量子程序，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。
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，最后常需要通过量子测量操作将结果读取出来。
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。
一个量子程序整体上对应有一条总的量子线路，该总量子线路中的量子比特总数与量子程序的量子比特总数相同。可以理解为：一个量子程序主要由量子线路、针对量子线路中量子比特的测量操作、保存测量结果的寄存器及控制流节点(跳转指令)组成，一条量子线路可以包含几十上百个甚至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。
需要说明的是，经典计算中，最基本的单元是比特，而最基本的控制模式是逻辑门，可以通过逻辑门的组合来达到控制电路的目的。类似地，处理量子比特的方式就是量子逻辑门。使用量子逻辑门，能够使量子比特的量子态发生演化，量子逻辑门是构成量子线路的基础，就像传统逻辑门跟一般数位线路之间的关系。量子逻辑门包括单量子逻辑门、双量子逻辑门以及多量子逻辑门。量子逻辑门一般使用酉矩阵表示，而酉矩阵不仅是矩阵形式，也是一种操作和变换。一般量子逻辑门在量子态上的作用是通过酉矩阵左乘以量子态右矢对应的矩阵进行计算的。
参见图1，图1为本发明实施例提供的一种量子态的振幅的确定方法的流程示意图，可以包括如下步骤：
S101，获得一个十进制数和一组量子比特；
具体的，可以获得用户输入的十进制数和一组量子比特，输入的量子比特个数可根据十进制转化为二进制所需的位数自行设定。十进制数是数的十进制表示，例如复数的十进制表示、十进制整数或十进制小数等等。
本领域技术人员可以理解的是，在经典计算机中，信息的基本单元是比特，一个比特有0和1两种状态，最常见的物理实现方式是通过电平的高低来表示这两种状态。在量子计算中，信息的基本单元是量子比特，一个量子比特也有0和1两种状态，记为|0>和|1>，但它可以处于0和1两种状态的叠加态，可表示为
其中，a、b为表示|0>态、|1>态振幅(概率幅)的复数，这是经典比特不具备的。测量后，量子比特的状态会塌缩至一个确定的状态(本征态，此处为|0>态、|1>态)，其中，塌缩至|0>的概率是|a|2，塌缩至|1>的概率是|b|2，|a|2+|b|2＝1，|>为狄拉克符号。
量子态，即指量子比特的状态，其本征态在量子算法(或称量子程序)中用二进制表示。例如，一组量子比特为q0、q1、q2，表示第0位、第1位、第2位量子比特，从高位到低位排序为q2q1q0，该组量子比特的量子态为23个本征态的叠加态，8个本征态(确定的状态)是指：|000>、|001>、|010>、|011>、|100>、|101>、|110>、|111>，每个本征态与量子比特位对应一致，如|000>态，000从高位到低位对应q2q1q0。简言之，量子态是各本征态组成的叠加态，当其他态的概率幅为0时，即处于其中一个确定的本征态。
例如，用户想将4编码到量子态上，由于4的二进制表示100最低需要三位，故所需的一组量子比特至少也要3个，才能将100编码到该3个量子比特的某个量子态上。所谓编码，由后续所述，实际上是输出一个与4的二进制表示相同的量子态。
S102，根据所述一组量子比特，将所述十进制数转换为二进制数；
具体的，可以将所述十进制数转换为位数与所述一组量子比特的总数一致的二进制数。
在一种实施方式中，所述十进制数为十进制复数，可以将所述十进制数转换为二进制数，其中，所述二进制数包括：表示实部的实部位、表示虚部的虚部位，所述实部位、所述虚部位的位数之和，与所述一组量子比特的总数一致。
并且，所述表示实部的实部位与所述表示虚部的虚部位均可以包括：表示正负的符号位、表示小数部分的小数位和表示整数部分的整数位。
例如，一种二进制数从高位到低位依次是：实部位、虚部位。在实部位中，从高位到低位又分为：1个符号位、若干小数位、若干整数位，虚部位与实部位的高低位表示的意义可同可不同。这种二进制数，可以满足实部或虚部是整数或小数的二进制转换，属于适用范围较大的二进制格式。
需要说明的是，用户也可以针对特定的二进制数类型，设计所要转换成的二进制格式，对此不做限定。比如，用户只对实部和虚部均为正整数的十进制复数进行二进制转换，则计算机对输入的十进制数进行判断，如果是实部和虚部均为正整数的十进制复数，则进行转换，否则终止/输出错误。此时，二进制格式中可不设符号位和小数位。或者，用户仅针对实部和虚部均为整数的十进制复数进行二进制转换，则无需小数位。
例如，输入4+8i,输入的量子比特数为16，一种转换为16位二进制数0 000 0100 00001000，其格式为：实部符号位(0，表示正数)+实部小数位(000)+实部整数位(0100)+虚部符号位(0，表示正数)+虚部小数位(000)+虚部整数位(0100)；另一种转换为16位二进制数00000100 00001000，其格式为：实部整数位(00000100)+虚部整数位(00001000)；
输入-4+0.5i，输入的量子比特数为16，一种转换为16位二进制数1000010001000000，其格式为：实部符号位(1，表示负数)+实部小数位(000)+实部整数位(0100)+虚部符号位(0，表示正数)+虚部小数位(100)+虚部整数位(0000)；
输入4，输入的量子比特数为16，一种转换为16位二进制数0 000 0100 0 0000000，其格式为：实部符号位(0，表示正数)+实部小数位(000)+实部整数位(0100)+虚部符号位(0，表示正数)+虚部小数位(000)+虚部整数位(0000)，也是可行的。
在一种实施方式中，所述十进制数为十进制整数，可以将所述十进制数转换为二进制数，其中，所述二进制数包括：表示整数部分的整数位、表示正负的符号位，所述整数位、所述符号位的位数之和，与所述一组量子比特的总数一致。此方式适用于常用的十进制整数的转换。在需求较小的情况下，比如，用户只针对十进制正整数进行转换，二进制数的格式中，也可不设符号位。
例如，输入4，输入量子比特数5，一种转换为5位二进制数0 0100，其格式为：符号位(0，表示正数)+整数位(0100)；
输入4，输入量子比特数3，另一种转换为3位二进制数100，其格式为：整数位(100)。此情况下，不适用符号位+整数位的转换方式，因为4的二进制100至少需要3量子比特，加上符号位所需的1量子比特，输入的量子比特数至少为4，才可适用。
在一种实施方式中，所述十进制数为十进制小数，可以将所述十进制数转换为二进制数，其中，所述二进制数包括：表示小数部分的小数位、表示整数部分的整数位、表示正负的符号位，所述小数位、所述整数位、所述符号位的位数之和，与所述一组量子比特的总数一致。当然，这种方式也适用于十进制整数，只是小数位部分为0。并且，根据实际需要，用户只针对大于0小于1的十进制小数进行转换，二进制的格式也可不设整数位和符号位(默认整数为0且为正数)，如果判断输入的不是该范围的十进制小数，会终止/输出错误。
例如，输入0.5，输入量子比特数为8，一种转换为8位二进制数0 1000000，其格式为：符号位(0，表示正数)+小数位(100，其十进制＝1*2-1+0*2-2+0*2-3＝0.5)+整数位(0000)；或，转换为8位二进制数10000000，其格式为：小数位(10000000)；
输入1.5，输入量子比特数为4，一种转换为0 101，其格式为：符号位(0，表示正数)+小数位(1，其十进制＝1*2-1＝0.5)+整数位(01，其十进制＝1)；
输入1.6，输入量子比特数13,一种转换为13位二进制数0 100110011 001，其格式为：符号位(0，表示正数)+小数位(100110011，十进制0.6的二进制实际为循环的：10011001 1001 1001……，此处取9位精度)+整数位(001，其十进制＝1)。
在实际应用中，用户可根据想要被转换的十进制数而设定量子比特数，当然输入的量子比特数会变相限制输入的十进制数的大小范围和精度。无论用户选择何种转换方式对何种十进制数进行二进制转换，均不对此限定，目的在于先将十进制数的所有信息转化成二进制表示，进而将该二进制表示的每一位与量子态的二进制表示中的每一位对应起来，而量子态是量子比特的状态，量子态的每一位是与量子比特一一对应的，由此需要输入量子比特数。输入多少个量子比特，就将十进制数的信息编码到这些个量子比特的某个量子态上。
S103，在所述一组量子比特中，确定所述二进制数对应的量子比特的量子态空间中至少一个量子态的振幅。
具体的，一种实现方式可以为：在所述一组量子比特的量子态空间中，查找与该二进制数匹配的量子态；将查找到的量子态和其余的量子态的振幅分别置为第一预设值和第二预设值；输出包含查找到的量子态在内的至少一个量子态及其振幅。
一组量子比特的量子态空间，是指一组量子比特的所有本征态表征的量子态信息，所有本征态的数量为2的量子比特的总数次方。量子态空间包括：2的量子比特总数次方个量子态，即是指包括该2的量子比特总数次方个本征态。
上述实现方式中，优选的，第一预设值和第二预设值分别为1和0，并且，输出查找到的、振幅为1的量子态。当然，第一预设值、第二预设值、输出的量子态也可为由用户根据需求设定的其他值，不应对其构成限定。
具体的，可以通过查找与该二进制数的每一位相同的以二进制表示的量子态，实现匹配。
如前述，以3量子比特q2q1 q0为例，当十进制数为4，一种方式中其对应二进制100，查找到二进制表示同为100的量子态|100>；以16量子比特为例，另种方式中其对应二进制0 000 0100 0 000 0000，查找到二进制表示相同的量子态|0000010000000000>。然后，将该态的振幅设为1，其他态的振幅设为0，这是因为每个态的振幅的平方为概率值，各个态的概率之和为1，使得最后输出一个振幅为1的量子态|100>或|0000010000000000>。
以8量子比特为例，当十进制数为0.5，则转换的二进制为01000000，查找到二进制表示相同的量子态|01000000>。
在这种情况下，初始输入1个十进制数，最终输出为一个振幅为1的量子态，可以理解成将十进制数字的信息编码得到量子态，从而将经典领域与量子计算联系起来，例如可以使用十进制数制备想要的量子态。
在量子计算的实际应用中，例如，构建一条3量子比特的量子线路，q0、q1、q2的初始态均为|0>态，q0、q1无操作，q2经过量子逻辑门NOT门(非门)的操作，得到的末态为|100>态，即q0、q1的量子态不变仍为|0>态，q2的量子态演变为|1>态。而利用本发明的方案，可以直接通过十进制数4的编码，输出振幅为1的|100>态(此时处于确定的态，故概率为1的平方＝1)，从而实现量子逻辑门X门的操作效果，可以用黑盒Oracle等价为X门，而Oracle的内部实现原理即为本发明的方法流程。可以说，在该Oracle中输入十进制数4和量子比特数3，即输出振幅为1的|100>，这也是一种经典现有的Oracle技术在量子计算领域的具体应用。
可见，本发明首先获得一个十进制数和一组量子比特，根据该组量子比特，将十进制数转换为二进制数。然后，在该组量子比特中，确定该二进制数对应的量子比特的量子态空间中至少一个量子态的振幅，从而将经典的十进制数与量子领域的量子比特的状态即量子态联系起来，填补相关技术的空白，推进复杂量子算法的研究和验证，便于量子算法及量子计算机的拓展研究。
参见图2，图2为本发明实施例提供的一种量子态的振幅的确定装置的结构示意图，与图1所示的流程相对应，可以包括：
获得模块201，用于获得一个十进制数和一组量子比特；
转换模块202，用于根据所述一组量子比特，将所述十进制数转换为二进制数；
确定模块203，用于在所述一组量子比特中，确定所述二进制数对应的量子比特的量子态空间中至少一个量子态的振幅。
具体的，所述转换模块，具体用于：
将所述十进制数转换为位数与所述一组量子比特的总数一致的二进制数。
具体的，所述十进制数为十进制复数，所述转换模块，具体用于：
将所述十进制数转换为二进制数，其中，所述二进制数包括：表示实部的实部位、表示虚部的虚部位，所述实部位、所述虚部位的位数之和，与所述一组量子比特的总数一致。
具体的，所述表示实部的实部位与所述表示虚部的虚部位均包括：
表示正负的符号位、表示小数部分的小数位和表示整数部分的整数位；
或，
表示正负的符号位和表示整数部分的整数位。
具体的，所述十进制数为十进制整数，所述转换模块，具体用于：
将所述十进制数转换为二进制数，其中，所述二进制数包括：表示整数部分的整数位、表示正负的符号位，所述整数位、所述符号位的位数之和，与所述一组量子比特的总数一致。
具体的，所述十进制数为十进制小数，所述转换模块，具体用于：
将所述十进制数转换为二进制数，其中，所述二进制数包括：表示小数部分的小数位、表示整数部分的整数位、表示正负的符号位，所述小数位、所述整数位、所述符号位的位数之和，与所述一组量子比特的总数一致。
具体的，所述确定模块，具体用于：
查找单元，用于在所述一组量子比特的量子态空间中，查找与该二进制数匹配的量子态；其中，所述量子态空间包括：2的量子比特总数次方个量子态；
设置单元，用于将查找到的量子态和其余的量子态的振幅分别置为第一预设值和第二预设值；
输出单元，用于输出包含查找到的量子态在内的至少一个量子态及其振幅。
具体的，所述查找单元，具体用于：
查找与所述二进制数的每一位相同的以二进制表示的量子态。
具体的，所述第一预设值和第二预设值分别为1和0，
所述输出单元，具体用于：
输出查找到的、振幅为第一预设值的量子态。
可见，本发明首先获得一个十进制数和一组量子比特，根据该组量子比特，将十进制数转换为二进制数。然后，在该组量子比特中，确定该二进制数对应的量子比特的量子态空间中至少一个量子态的振幅，从而将经典的十进制数与量子领域的量子比特的状态即量子态联系起来，填补相关技术的空白，推进复杂量子算法的研究和验证，便于量子算法及量子计算机的拓展研究。
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：
S1，获得一个十进制数和一组量子比特；
S2，根据所述一组量子比特，将所述十进制数转换为二进制数；
S3，在所述一组量子比特中，确定所述二进制数对应的量子比特的量子态空间中至少一个量子态的振幅。
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。
可见，本发明首先获得一个十进制数和一组量子比特，根据该组量子比特，将十进制数转换为二进制数。然后，在该组量子比特中，确定该二进制数对应的量子比特的量子态空间中至少一个量子态的振幅，从而将经典的十进制数与量子领域的量子比特的状态即量子态联系起来，填补相关技术的空白，推进复杂量子算法的研究和验证，便于量子算法及量子计算机的拓展研究。
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：
S1，获得一个十进制数和一组量子比特；
S2，根据所述一组量子比特，将所述十进制数转换为二进制数；
S3，在所述一组量子比特中，确定所述二进制数对应的量子比特的量子态空间中至少一个量子态的振幅。
可见，本发明首先获得一个十进制数和一组量子比特，根据该组量子比特，将十进制数转换为二进制数。然后，在该组量子比特中，确定该二进制数对应的量子比特的量子态空间中至少一个量子态的振幅，从而将经典的十进制数与量子领域的量子比特的状态即量子态联系起来，填补相关技术的空白，推进复杂量子算法的研究和验证，便于量子算法及量子计算机的拓展研究。
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 (12)
1.一种量子态的振幅的确定方法，其特征在于，包括：
获得一个十进制数和一组量子比特；
根据所述一组量子比特，将所述十进制数转换为二进制数；
在所述一组量子比特中，确定所述二进制数对应的量子比特的量子态空间中至少一个量子态的振幅。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述一组量子比特，将所述十进制数转换为二进制数，包括：
将所述十进制数转换为位数与所述一组量子比特的总数一致的二进制数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述十进制数为十进制复数，
所述将所述十进制数转换为位数与所述一组量子比特的总数一致的二进制数，包括：
将所述十进制数转换为二进制数，其中，所述二进制数包括：表示实部的实部位、表示虚部的虚部位，所述实部位、所述虚部位的位数之和，与所述一组量子比特的总数一致。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述表示实部的实部位与所述表示虚部的虚部位均包括：
表示正负的符号位、表示小数部分的小数位和表示整数部分的整数位；
或，
表示正负的符号位和表示整数部分的整数位。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述十进制数为十进制整数，
所述将所述十进制数转换为位数与所述一组量子比特的总数一致的二进制数，包括：
将所述十进制数转换为二进制数，其中，所述二进制数包括：表示整数部分的整数位、表示正负的符号位，所述整数位、所述符号位的位数之和，与所述一组量子比特的总数一致。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述十进制数为十进制小数，
所述将所述十进制数转换为位数与所述一组量子比特的总数一致的二进制数，包括：
将所述十进制数转换为二进制数，其中，所述二进制数包括：表示小数部分的小数位、表示整数部分的整数位、表示正负的符号位，所述小数位、所述整数位、所述符号位的位数之和，与所述一组量子比特的总数一致。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述二进制数对应的量子比特的量子态空间中至少一个量子态的振幅，包括：
在所述一组量子比特的量子态空间中，查找与该二进制数匹配的量子态；其中，所述量子态空间包括：2的量子比特总数次方个量子态；
将查找到的量子态和其余的量子态的振幅分别置为第一预设值和第二预设值；
输出包含查找到的量子态在内的至少一个量子态及其振幅。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述查找与该二进制数匹配的量子态，包括：
查找与所述二进制数的每一位相同的以二进制表示的量子态。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述第一预设值和第二预设值分别为1和0；
所述输出包含查找到的量子态在内的至少一个量子态及其振幅，包括：
输出查找到的、振幅为第一预设值的量子态。
10.一种量子态的振幅的确定装置，其特征在于，包括：
获得模块，用于获得一个十进制数和一组量子比特；
转换模块，用于根据所述一组量子比特，将所述十进制数转换为二进制数；
确定模块，用于在所述一组量子比特中，确定所述二进制数对应的量子比特的量子态空间中至少一个量子态的振幅。
11.一种存储介质，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9任一项中所述的方法。
12.一种电子装置，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9任一项中所述的方法。
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