CN113240123B - 数字量子比特制备方法、系统、计算机以及可读存储介质 - Google Patents

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CN113240123B CN202110791405.1A CN202110791405A CN113240123B CN 113240123 B CN113240123 B CN 113240123B CN 202110791405 A CN202110791405 A CN 202110791405A CN 113240123 B CN113240123 B CN 113240123B
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Abstract

本发明公开了一种数字量子比特制备方法、系统、计算机以及可读存储介质，方法包括：基于多个计算机计算节点生成代表多个自由度的多个二进制字符串；基于一个计算机管控节点生成多个二进制随机数；将所述多个二进制随机数进行归一化处理得到多个归一化数据；将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合得到代表自由度的数据集合的线性组合，所述线性组合为制备得到的数字量子比特；与现有的超导量子比特、光量子比特技术相比，本发明基于冯氏计算机布尔数字逻辑电路产生的二进制信号实现量子比特的制备，具有长时间的相干性，可进行高精度的测量，基于本发明不仅可以制备计算基态，还可以制备需求的特定形式的量子态。

Description

数字量子比特制备方法、系统、计算机以及可读存储介质
技术领域
本发明涉及量子比特计算领域尤其涉及一种数字量子比特制备方法、系统、计算机以及可读存储介质。
背景技术
量子比特是量子计算的核心，通过对量子比特的编码，能够实现性能远超经典计算机算法的量子算法，现有的量子比特主要包括超导量子比特、光学量子比特，这两种量子比特的相干时间以及测量的精度无法满足对精度要求比较高的量子算法，此外制备时对环境的要求比较苛刻。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种数字量子比特制备方法、系统、计算机以及可读存储介质。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一方面，构造一种数字量子比特制备方法，所述方法包括：
自由度生成步骤：基于多个计算机计算节点生成代表多个自由度的多个二进制字符串；
二进制随机数生成步骤：基于一个计算机管控节点生成多个二进制随机数；
归一化步骤：基于所述计算机管控节点将所述多个二进制随机数进行归一化处理得到多个归一化数据；
变换组合步骤：基于所述计算机管控节点将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合得到代表自由度的数据集合的线性组合，所述线性组合为制备得到的数字量子比特。
优选地，所述多个计算机计算节点包括n个第一冯氏计算机，所述自由度生成步骤具体包括：由n个第一冯氏计算机生成代表n个自由度的n个二进制字符串，其中，每一个所述第一冯氏计算机是在随机生成的二进制序列中随机选择一个二进制字符串输出，
Figure 731798DEST_PATH_IMAGE001
，k为正整数。
优选地，所述计算机管控节点包括一个第二冯氏计算机，所述二进制随机数生成步骤具体包括：在所述第二冯氏计算机生成的二进制序列的基础上产生m个二进制随机数，其中，m=2n。
优选地，所述归一化步骤具体包括：将所述多个二进制随机数按照如下的欧氏距离归一化方法进行归一化处理得到多个归一化数据：
Figure 18423DEST_PATH_IMAGE002
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
表示第j个归一化数据，
Figure 345499DEST_PATH_IMAGE004
表示第j个二进制随机数。
优选地，所述变换组合步骤具体是按照如下的计算式将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，
Figure 692167DEST_PATH_IMAGE006
表示数字量子比特，i表示虚数，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示代表第j个自由度的二进制字符串，
Figure 104694DEST_PATH_IMAGE008
表示第2j-1、第2j个归一化数据。
二方面，构造一种数字量子比特制备系统，所述系统包括：
自由度生成模块，用于基于多个计算机计算节点生成代表多个自由度的多个二进制字符串；
二进制随机数生成模块，用于基于一个计算机管控节点生成多个二进制随机数；
归一化模块，用于基于所述计算机管控节点将所述多个二进制随机数进行归一化处理得到多个归一化数据；
变换组合模块，用于基于所述计算机管控节点将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合得到代表自由度的数据集合的线性组合，所述线性组合为制备得到的数字量子比特。
优选地，所述多个计算机计算节点包括n个第一冯氏计算机，所述n个第一冯氏计算机生成代表n个自由度的n个二进制字符串，其中，每一个所述第一冯氏计算机是在随机生成的二进制序列中随机选择一个二进制字符串输出，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
， k为正整数。
优选地，所述计算机管控节点包括一个第二冯氏计算机；
所述二进制随机数生成模块具体是在所述第二冯氏计算机生成的二进制序列的基础上产生m个二进制随机数，其中，m=2n。
所述归一化模块具体是将所述多个二进制随机数按照如下的欧氏距离归一化方法进行归一化处理得到多个归一化数据：
Figure 430895DEST_PATH_IMAGE010
；
其中，
Figure 612478DEST_PATH_IMAGE003
表示第j个归一化数据，
Figure 67730DEST_PATH_IMAGE004
表示第j个二进制随机数；
所述变换组合模块具体是按照如下的计算式将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合：
Figure DEST_PATH_IMAGE011
,其中，
Figure 29870DEST_PATH_IMAGE006
表示数字量子比特，i表示虚数，
Figure 595980DEST_PATH_IMAGE007
表示代表第j个自由度的二进制字符串，
Figure 632069DEST_PATH_IMAGE012
表示第2j-1、第2j个归一化数据。
三方面，构造一种数字量子比特制备计算机，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：
自由度数据接收步骤：接收由多个计算机计算节点生成的代表多个自由度的多个二进制字符串；
二进制随机数生成步骤：基于布尔数字逻辑电路生成多个二进制随机数；
归一化步骤：将所述多个二进制随机数进行归一化处理得到多个归一化数据；
变换组合步骤：将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合得到代表自由度的数据集合的线性组合，所述线性组合为制备得到的数字量子比特。
四方面，构造一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：
自由度数据接收步骤：接收由多个计算机计算节点生成的代表多个自由度的多个二进制字符串；
二进制随机数生成步骤：基于布尔数字逻辑电路生成多个二进制随机数；
归一化步骤：将所述多个二进制随机数进行归一化处理得到多个归一化数据；
变换组合步骤：将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合得到代表自由度的数据集合的线性组合，所述线性组合为制备得到的数字量子比特。
本发明的数字量子比特制备方法、系统、计算机以及可读存储介质，具有以下有益效果：与现有的超导量子比特、光量子比特技术相比，本发明基于冯氏计算机布尔数字逻辑电路产生的二进制信号实现量子比特的制备，具有长时间的相干性，可进行高精度的测量，基于本发明不仅可以制备计算基态，还可以制备需求的特定形式的量子态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：
图1是本发明数字量子比特制备系统的实体架构示意图；
图2是本发明数字量子比特制备方法的流程图；
图3是本发明数字量子比特制备系统的功能模块组成示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本说明书中使用的“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。
本发明总的思路是：基于多个计算机计算节点生成代表多个自由度的多个二进制字符串，基于一个计算机管控节点生成多个二进制随机数，将所述多个二进制随机数进行归一化处理得到多个归一化数据，将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合得到代表自由度的数据集合的线性组合，所述线性组合为制备得到的数字量子比特，本发明实现的量子比特制备，具有长时间的相干性，可进行高精度的测量，基于本发明不仅可以制备计算基态，还可以制备需求的特定形式的量子态。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
实施例一
本实施例的方法基于图1的系统实现，参考图1，系统包括多个计算机计算节点以及一个计算机管控节点。多个计算机计算节点包括n个第一冯氏计算机，即每一个计算机计算节点具体是一个第一冯氏计算机，总共是n个第一冯氏计算机，
Figure 320540DEST_PATH_IMAGE009
， k为正整数。计算机管控节点包括一个第二冯氏计算机。
参考图2，本实施例的数字量子比特制备方法包括：
自由度生成步骤S101：由多个计算机计算节点生成代表多个自由度的多个二进制字符串。
具体的，由n个第一冯氏计算机生成代表n个自由度的n个二进制字符串，其中，每一个所述第一冯氏计算机是在随机生成的二进制序列中随机选择一个二进制字符串输出，即生成二进制字符串时是随机的，生成之后选择也是随机的，总共经历了两次随机。我们将输出的二进制字符串表示为
Figure 707659DEST_PATH_IMAGE007
，j为正整数，1≤j≤n。
因为计算机产生二进制数实际上是布尔数字逻辑电路基于晶振实现，计算机的晶振是由切割方式、形状、尺寸决定的，不同计算节点中的晶振有所不同，产生时钟差，因此计算机的二进制随机数生成与主板、CPU型号、电脑文档、磁盘写入速度等等信号有关系，因此n个计算节点两两之间会产生相应的时钟相位差，则n个计算节点产生的二进制序列基础上选择的n个二进制字符串是互不相同的，即
Figure DEST_PATH_IMAGE013
，计算节点把产生的二进制字符串
Figure 811881DEST_PATH_IMAGE007
的集合发送至管控节点。
二进制随机数生成步骤S102：基于一个计算机管控节点生成多个二进制随机数。
具体的，在所述第二冯氏计算机生成的二进制序列的基础上产生m个二进制随机数，其中，m=2n。前面步骤S101中的n个二进制字符串是由n个相互独立的第一冯氏计算机实现的，而步骤中的m个随机数是由同一个冯氏计算机实现的。我们将产生的m个随机数表示为
Figure 30373DEST_PATH_IMAGE004
，j为正整数， 1≤j≤m。
归一化步骤S103：将所述多个二进制随机数进行归一化处理得到多个归一化数据。
具体的，将所述多个二进制随机数按照如下的欧氏距离归一化方法进行归一化处理得到多个归一化数据：
Figure 827427DEST_PATH_IMAGE010
；
其中，
Figure 436263DEST_PATH_IMAGE003
表示第j个归一化数据，
Figure 609756DEST_PATH_IMAGE004
表示第j个二进制随机数。
即：
Figure 184219DEST_PATH_IMAGE014
变换组合步骤S104：将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合得到代表自由度的数据集合的线性组合，所述线性组合为制备得到的数字量子比特。
具体的，按照如下的计算式将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合：
Figure 152175DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，
Figure 248307DEST_PATH_IMAGE006
表示数字量子比特，i表示虚数，
Figure 694331DEST_PATH_IMAGE007
表示代表第j个自由度的二进制字符串，
Figure 887415DEST_PATH_IMAGE008
表示第2j-1、第2j个归一化数据。
即
Figure DEST_PATH_IMAGE015
,则
Figure 26273DEST_PATH_IMAGE006
是由n个数字量子计算基态的叠加态，即最终的输出结果是
Figure 609701DEST_PATH_IMAGE016
个数字量子比特。
特别地，当n=2时上述过程生成的是单数字量子比特，有2个计算节点，计算节点1产生的二进制字符串记为
Figure DEST_PATH_IMAGE017
，计算节点2产生的二进制字符串记为
Figure 921733DEST_PATH_IMAGE018
。
Figure 907007DEST_PATH_IMAGE019
输出到管控节点，管控节点的冯氏计算机本地生成4个二进制随机数
Figure 216766DEST_PATH_IMAGE020
按照欧式距离归一化，得到归一化后的数据
Figure 349807DEST_PATH_IMAGE021
，即：
Figure 403213DEST_PATH_IMAGE022
将接收的数据
Figure 242993DEST_PATH_IMAGE023
和经过归一化处理的数据
Figure 723653DEST_PATH_IMAGE024
进行组合，得到输出：
Figure 579876DEST_PATH_IMAGE025
；
数据
Figure 436974DEST_PATH_IMAGE023
可以记为计算基态
Figure 131260DEST_PATH_IMAGE026
，最终输出的单量子比特
Figure 782821DEST_PATH_IMAGE027
的幅度可看作二维希尔伯特空间中的点
Figure 890455DEST_PATH_IMAGE028
，两个点的坐标化成极坐标表示，对应的极坐标表示即为：
Figure 285664DEST_PATH_IMAGE029
；
由于
Figure 834457DEST_PATH_IMAGE030
，一定存在一个
Figure 922499DEST_PATH_IMAGE031
使得：
Figure 251849DEST_PATH_IMAGE032
令
Figure 185170DEST_PATH_IMAGE033
是
Figure 854048DEST_PATH_IMAGE034
和
Figure 175308DEST_PATH_IMAGE035
的相对相位，则输出量
Figure 664059DEST_PATH_IMAGE006
可以表示成：
Figure 666650DEST_PATH_IMAGE036
；
其中，
Figure 190035DEST_PATH_IMAGE037
表示的是全局相位，在同一个表示空间中该相位可忽略，由于项
Figure 906363DEST_PATH_IMAGE038
不能区分不同的组合形式，关于二维希尔伯特空间中的点
Figure 147988DEST_PATH_IMAGE039
向三维直角坐标平面作如下映射：
Figure 688691DEST_PATH_IMAGE040
；
点
Figure 66583DEST_PATH_IMAGE041
表示的是一个球面，即自由度为2时的输出量与球面上的点是一一对应的。
特别地，当
Figure 729645DEST_PATH_IMAGE042
时，得到计算基态
Figure 192988DEST_PATH_IMAGE043
；
当
Figure 537381DEST_PATH_IMAGE044
时，得到计算基态
Figure 35359DEST_PATH_IMAGE045
；
当
Figure 603743DEST_PATH_IMAGE046
，则
Figure 819961DEST_PATH_IMAGE047
；
当
Figure 702466DEST_PATH_IMAGE048
，则
Figure 117267DEST_PATH_IMAGE049
；
当
Figure 794236DEST_PATH_IMAGE050
，则
Figure 232171DEST_PATH_IMAGE051
；
当
Figure 918367DEST_PATH_IMAGE052
，则
Figure 689139DEST_PATH_IMAGE053
。
综上所述，本发明实施例提供的方法，不仅可以制备计算基态，还可以制备需求的特定形式的量子态。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于方法步骤涉及的计算机的可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。
实施例二
基于同一构思，参考图1、3，本实施例的数字量子比特制备系统，包括：
自由度生成模块，用于基于多个计算机计算节点生成代表多个自由度的多个二进制字符串；
二进制随机数生成模块，用于基于一个计算机管控节点生成多个二进制随机数；
归一化模块，用于基于所述计算机管控节点将所述多个二进制随机数进行归一化处理得到多个归一化数据；
变换组合模块，用于基于所述计算机管控节点将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合得到代表自由度的数据集合的线性组合，所述线性组合为制备得到的数字量子比特。
其中，所述多个计算机计算节点包括n个第一冯氏计算机，所述n个第一冯氏计算机生成代表n个自由度的n个二进制字符串，其中，每一个所述第一冯氏计算机是在随机生成的二进制序列中随机选择一个二进制字符串输出，
Figure 802589DEST_PATH_IMAGE009
， k为正整数。
其中，所述计算机管控节点包括一个第二冯氏计算机；
所述二进制随机数生成模块具体是在所述第二冯氏计算机生成的二进制序列的基础上产生m个二进制随机数，其中，m=2n。
所述归一化模块具体是将所述多个二进制随机数按照如下的欧氏距离归一化方法进行归一化处理得到多个归一化数据：
Figure 727820DEST_PATH_IMAGE010
；
其中，
Figure 14444DEST_PATH_IMAGE003
表示第j个归一化数据，
Figure 341520DEST_PATH_IMAGE004
表示第j个二进制随机数；
所述变换组合模块具体是按照如下的计算式将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合：
Figure 625871DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，
Figure 772819DEST_PATH_IMAGE006
表示数字量子比特，i表示虚数，
Figure 863135DEST_PATH_IMAGE007
表示代表第j个自由度的二进制字符串，
Figure 44717DEST_PATH_IMAGE008
表示第2j-1、第2j个归一化数据。
本发明实施例所述装置的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。
需要指出的是，上文对各种模块的描述中，分割成这些模块，是为了说明清楚。然而，在实际实施中，各种模块的界限可以是模糊的。例如，本文中的任意或所有功能性模块可以共享各种硬件和/或软件元件。又例如，本文中的任何和/或所有功能模块可以由共有的处理器执行软件指令来全部或部分实施。另外，由一个或多个处理器执行的各种软件子模块可以在各种软件模块间共享。相应地，除非明确要求，本发明的范围不受各种硬件和/或软件元件间强制性界限的限制。
实施例三
基于同一构思，本实施例的数字量子比特制备计算机，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：
自由度数据接收步骤：接收由多个计算机计算节点生成的代表多个自由度的多个二进制字符串；
二进制随机数生成步骤：基于布尔数字逻辑电路生成多个二进制随机数；
归一化步骤：将所述多个二进制随机数进行归一化处理得到多个归一化数据；
变换组合步骤：将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合得到代表自由度的数据集合的线性组合，所述线性组合为制备得到的数字量子比特。
实际上，本实施例的数字量子比特制备计算机，即相当于前面实施例中提到的第二冯氏计算机。更多内容可以参考实施例一、二部分，此处不再赘述。
实施例四
基于同一构思，本实施例的一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：
自由度数据接收步骤：接收由多个计算机计算节点生成的代表多个自由度的多个二进制字符串；
二进制随机数生成步骤：基于布尔数字逻辑电路生成多个二进制随机数；
归一化步骤：将所述多个二进制随机数进行归一化处理得到多个归一化数据；
变换组合步骤：将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合得到代表自由度的数据集合的线性组合，所述线性组合为制备得到的数字量子比特。
实际上，本实施例的计算机可读存储介质，即相当于前面实施例中提到的第二冯氏计算机的可读存储介质。更多内容可以参考实施例一、二部分，此处不再赘述。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种数字量子比特制备方法，其特征在于，所述方法包括：
自由度生成步骤：基于多个计算机计算节点生成代表多个自由度的多个二进制字符串；
二进制随机数生成步骤：基于一个计算机管控节点生成多个二进制随机数；
归一化步骤：基于所述计算机管控节点将所述多个二进制随机数进行归一化处理得到多个归一化数据；
变换组合步骤：基于所述计算机管控节点将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合得到代表自由度的数据集合的线性组合，所述线性组合为制备得到的数字量子比特；
所述多个计算机计算节点包括n个第一冯氏计算机，所述自由度生成步骤具体包括：由n个第一冯氏计算机生成代表n个自由度的n个二进制字符串，其中，每一个所述第一冯氏计算机是在随机生成的二进制序列中随机选择一个二进制字符串输出，
Figure 364877DEST_PATH_IMAGE001
， k为正整数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算机管控节点包括一个第二冯氏计算机，所述二进制随机数生成步骤具体包括：在所述第二冯氏计算机生成的二进制序列的基础上产生m个二进制随机数，其中，m=2n。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述归一化步骤具体包括：将所述多个二进制随机数按照如下的欧氏距离归一化方法进行归一化处理得到多个归一化数据：
Figure 8348DEST_PATH_IMAGE002
；
其中，
Figure 281197DEST_PATH_IMAGE003
表示第j个归一化数据，
Figure 10119DEST_PATH_IMAGE004
表示第j个二进制随机数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述变换组合步骤具体是按照如下的计算式将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合：
Figure 88933DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，
Figure 586911DEST_PATH_IMAGE006
表示数字量子比特，i表示虚数，
Figure 358558DEST_PATH_IMAGE007
表示代表第j个自由度的二进制字符串，
Figure 246879DEST_PATH_IMAGE008
表示第2j-1、第2j个归一化数据。
5.一种数字量子比特制备系统，其特征在于，所述系统包括：
自由度生成模块，用于基于多个计算机计算节点生成代表多个自由度的多个二进制字符串；
二进制随机数生成模块，用于基于一个计算机管控节点生成多个二进制随机数；
归一化模块，用于基于所述计算机管控节点将所述多个二进制随机数进行归一化处理得到多个归一化数据；
变换组合模块，用于基于所述计算机管控节点将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合得到代表自由度的数据集合的线性组合，所述线性组合为制备得到的数字量子比特；
所述多个计算机计算节点包括n个第一冯氏计算机，所述n个第一冯氏计算机生成代表n个自由度的n个二进制字符串，其中，每一个所述第一冯氏计算机是在随机生成的二进制序列中随机选择一个二进制字符串输出，
Figure 129385DEST_PATH_IMAGE009
， k为正整数。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述计算机管控节点包括一个第二冯氏计算机；
所述二进制随机数生成模块具体是在所述第二冯氏计算机生成的二进制序列的基础上产生m个二进制随机数，其中，m=2n；
所述归一化模块具体是将所述多个二进制随机数按照如下的欧氏距离归一化方法进行归一化处理得到多个归一化数据
Figure 481868DEST_PATH_IMAGE010
,其中，
Figure 424417DEST_PATH_IMAGE003
表示第j个归一化数据，
Figure 862351DEST_PATH_IMAGE011
表示第j个二进制随机数；
所述变换组合模块具体是按照如下的计算式将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合：
Figure 220651DEST_PATH_IMAGE012
,其中，
Figure 693221DEST_PATH_IMAGE006
表示数字量子比特，i表示虚数，
Figure 806671DEST_PATH_IMAGE007
表示代表第j个自由度的二进制字符串，
Figure 731901DEST_PATH_IMAGE008
表示第2j-1、第2j个归一化数据。
7.一种数字量子比特制备计算机，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：
自由度数据接收步骤：接收由多个计算机计算节点生成的代表多个自由度的多个二进制字符串；
二进制随机数生成步骤：基于布尔数字逻辑电路生成多个二进制随机数；
归一化步骤：将所述多个二进制随机数进行归一化处理得到多个归一化数据；
变换组合步骤：将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合得到代表自由度的数据集合的线性组合，所述线性组合为制备得到的数字量子比特；
所述多个计算机计算节点包括n个第一冯氏计算机，所述自由度生成步骤具体包括：由n个第一冯氏计算机生成代表n个自由度的n个二进制字符串，其中，每一个所述第一冯氏计算机是在随机生成的二进制序列中随机选择一个二进制字符串输出，
Figure 956209DEST_PATH_IMAGE001
， k为正整数。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：
自由度数据接收步骤：接收由多个计算机计算节点生成的代表多个自由度的多个二进制字符串；
二进制随机数生成步骤：基于布尔数字逻辑电路生成多个二进制随机数；
归一化步骤：将所述多个二进制随机数进行归一化处理得到多个归一化数据；
变换组合步骤：将所述多个二进制字符串及多个归一化数据进行组合得到代表自由度的数据集合的线性组合，所述线性组合为制备得到的数字量子比特；
所述多个计算机计算节点包括n个第一冯氏计算机，所述自由度生成步骤具体包括：由n个第一冯氏计算机生成代表n个自由度的n个二进制字符串，其中，每一个所述第一冯氏计算机是在随机生成的二进制序列中随机选择一个二进制字符串输出，
Figure 453924DEST_PATH_IMAGE009
， k为正整数。
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