CN113743611A - 数据处理的方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种数据处理的方法、装置及系统，属于通信领域。所述方法包括：量子计算机接收第一组脉冲信号，第一组脉冲信号是根据酉操作矩阵发送的脉冲信号，酉操作矩阵用于描述第一数值和第二数值之间的分解关系，根据第一组脉冲信号将初始量子态调整为第一量子态，所述第一量子态用于描述分解关系；接收第二组脉冲信号，第二组脉冲信号是根据第一量子态和目标量子态之间的差异信息发送的脉冲信号，第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目和第一组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等；在第二组脉冲信号的作用下，将第一量子态调整为第二量子态；在第二量子态为目标量子态时，处理第一数值。本申请能够降低量子线路的深度。

Description

数据处理的方法、装置及系统

技术领域

本申请涉及通信领域，特别涉及一种数据处理的方法、装置及系统。

背景技术

相比于经典计算设备，量子计算机带来了前所未有的算力提升，基于其强大的计算能力，量子计算机衍生出了多种应用。例如整数分解，整数分解就是将一个整数值分解成多个数值，该多个数值之间的乘积等于该整数，如整数15可被分解成3和5。目前整数分解可广泛应用于非对称密码上。

对于待分解的整数N，通过量子计算机获取用于分解整数N的分解参数，基于该分解参数对整数N进行分解。目前获取分解参数r时需要引入量子傅里叶变换操作，量子傅里叶变换操作会使量子线路的深度呈指数增加，导致量子线路的深度较深。

发明内容

本申请提供了一种数据处理的方法、装置及系统，以降低量子线路的深度。所述技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种数据处理的方法，在所述方法中：量子计算机接收第一组脉冲信号，其中第一组脉冲信号是根据酉操作矩阵发送的脉冲信号，其中，酉操作矩阵用于描述第一数值和第二数值之间的分解关系，第一数值为待分解的整数，第二数值小于第一数值。量子计算机根据第一组脉冲信号将初始量子态调整为第一量子态，其中，初始量子态用于指示量子计算机中的n个量子比特的状态，n为大于1的整数，n＝logN，第一量子态用于描述该分解关系，N为第一数值。量子计算机接收第二组脉冲信号，第二组脉冲信号是根据第一量子态和目标量子态之间的差异信息发送的脉冲信号，第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目和第一组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等。在第二组脉冲信号的作用下，量子计算机将第一量子态调整为第二量子态。在第二量子态为目标量子态时，量子计算机处理第一数值。其中，由于酉操作矩阵用于描述第一数值和第二数值之间的分解关系，量子计算机基于该酉操作矩阵对应的第一组脉冲信号将初始量子态调整为包括该分解关系的第一量子态；然后量子计算机只需要根据第二组脉冲信号调整第一量子态，直到将量子态调整为目标量子态时，处理第一数值。

根据本申请提供的数据处理方法，量子计算机在调整量子态的过程中，所需要的第二组脉冲信号中的脉冲信号数目可以与第一组脉冲信号中的脉冲信号数目相同，所以用于产生第一组脉冲信号的量子线路的深度和用于产生第二组脉冲信号的量子线路的深度保持不变。也就是说，在调整量子态的过程，量子线路的深度不会持续呈现指数增加，从而可以降低量子线路的深度。

在一种可能的实现方式中，在第二量子态不是目标量子态的情况下，量子计算机发送距离参数，该距离参数用于指示第二量子态与目标量子态之间的差异信息。量子计算机接收第三组脉冲信号，第三脉冲信号是根据该距离参数发送的脉冲信号，第三组脉冲信号包括的脉冲信号数目和第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等。在第三组脉冲信号的作用下，量子计算机继续调整量子计算机的状态。由于第三组脉冲信号包括的脉冲信号数目和第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等，使得用于产生第三组脉冲信号的量子线路的深度和用于产生第二组脉冲信号的量子线路的深度保持不变。

在另一种可能的实现方式中，初始量子态包括n个量子比特，其中，第1至第n-1个量子比特中的每个量子比特指示的状态为“0”，第n个量子比特指示的状态为“1”。

在另一种可能的实现方式中，酉操作矩阵满足如下第一公式所示的条件：

第一公式为：U_x,N|k>＝|xk mod N>；

在第一公式中，k为包括所述n个量子比特的向量，x为所述第二数值，U_x,N为所述酉操作矩阵，mod为取模运算。这样使得酉操作矩阵包括该分解关系。

在另一种可能的实现方式中，目标量子态包括多个测量基指示的量子态，该多个测量基包括第一测量基和第二测量基。量子计算机接收第一测量脉冲信号和第二测量脉冲信号，第一测量脉冲信号是根据第一测量基发送的脉冲信号，第二测量脉冲信号是根据第二测量基发送的脉冲信号。量子计算机在第一测量脉冲信号的作用下，基于第一测量基对应的概率产生第一信号序列，以及在第二测量脉冲信号的作用下，基于第二测量基对应的概率产生第二信号序列。量子计算机发送第一信号序列和第二信号序列，第一信号序列和第二信号序列用于处理第一数值。这样通过第一测量基和第二测量基，测量出目标量子态中的每个测量基指示的量子态的概率，基于每个测量基指示的量子态的概率可以对第一数值进行分解处理。

在另一种可能的实现方式中，该多个测量基具有如下三点特征，分别为：

第一特征，该多个测量基中的每个测量基的模为1。

第二特征，在该多个组测量基中任意两个测量基正交。

第三特征，该多个测量基中的每个测量基对应的矩阵之和为单位矩阵，第一测量基对应的矩阵是对第一测量基进行外积运算得到的，第二测量基对应的矩阵是对第二测量基进行外积运算得到的。

在另一种可能的实现方式中，目标量子态为通过多个测量基可测量出来的量子态。目标量子态是每个测量基指示的量子态的叠加态，目标量子态的概率分布空间包括每个测量基指示的量子态对应的概率，测量基指示的量子态对应的概率是指量子计算机处于该测量基指示的量子态的概率，该测量基指示的量子态对应的概率用于描述该分解关系。

第二方面，本申请提供了一种量子计算装置，用于执行第一方面或第一方面的任意一种可能实现方式中的方法。具体地，所述量子计算装置包括用于执行第一方面或第一方面的任意一种可能实现方式的方法的单元。

第三方面，本申请提供了一种量子计算装置，所述量子计算装置包括：量子处理器、量子存储器和量子收发器。其中，所述量子处理器、所述量子存储器和所述量子收发器之间可以通过量子总线系统相连。所述量子存储器用于存储一个或多个程序，所述量子处理器用于在所述量子存储器中存储量子比特，并通过执行所述量子存储器中的一个或多个程序，对所述量子比特进行操作，使得所述量子计算装置完成第一方面或第一方面的任意可能实现方式中的方法。

第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有程序代码，当其在量子计算机上运行时，使得量子计算机执行上述第一方面或第一方面的任意可能实现方式中的方法。

第五方面，本申请提供了一种包含程序代码的计算机程序产品，当其在量子计算机上运行时，使得量子计算机执行上述第一方面或第一方面的任意可能实现方式中的方法。

第六方面，本申请提供了一种数据处理的系统，所述系统包括：控制设备和量子计算机；述控制设备，用于根据酉操作矩阵向量子计算机发送的第一组脉冲信号，其中，酉操作矩阵用于描述第一数值和第二数值之间的分解关系，第一数值为待分解的整数，第二数值小于第一数值。量子计算机，用于根据第一组脉冲信号将初始量子态调整为第一量子态，其中，初始量子态用于指示量子计算机中的n个量子比特的状态，n为大于1的整数，n＝logN，第一量子态用于描述所述分解关系，N为所述第一数值；控制设备，还用于根据第一量子态与目标量子态之间的差异信息向量子计算机发送第二组脉冲信号，第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目和第一组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等；量子计算机，还用于在第二组脉冲信号的作用下，将第一量子态调整为第二量子态；在第二量子态为目标量子态时，处理第一数值。其中，由于酉操作矩阵用于描述第一数值和第二数值之间的分解关系，量子计算机基于该酉操作矩阵对应的第一组脉冲信号将初始量子态调整为包括该分解关系的第一量子态；然后量子计算机只需要根据第二组脉冲信号调整第一量子态，直到将量子态调整为目标量子态时，处理第一数值。

根据本申请提供的数据处理系统，量子计算机在调整量子态的过程中，所需要的第二组脉冲信号中的脉冲信号数目可以与第一组脉冲信号中的脉冲信号数目相同，所以用于产生第一组脉冲信号的量子线路的深度和用于产生第二组脉冲信号的量子线路的深度保持不变。也就是说，在调整量子态的过程，量子线路的深度不会持续呈现指数增加，从而降低量子线路的深度。

在一种可能的实现方式中，量子计算机，还用于在第二量子态不是目标量子态的情况下，发送距离参数，距离参数用于指示第二量子态与所述目标量子态之间的差异信息；控制设备，还用于根据距离参数发送第三组脉冲信号，第三组脉冲信号包括的脉冲信号数目和第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等；在第三组脉冲信号的作用下，量子计算机，还用于继续调整量子计算机的状态。由于第三组脉冲信号包括的脉冲信号数目和第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等，使得用于产生第三组脉冲信号的量子线路的深度和用于产生第二组脉冲信号的量子线路的深度保持不变。

在另一种可能的实现方式中，控制设备，还用于根据第一数值、第二数值和第一向量，通过如下第一公式确定酉操作矩阵，第一向量是包括n个量子比特的向量；

第一公式为：U_x,N|k>＝|xk mod N>；

在第一公式中，k为第一向量，x为第二数值，U_x,N为酉操作矩阵，mod为取模运算。这样由于使用第一数值和第二数值通过第一公式得到酉操作矩阵，使得酉操作矩阵包括第一数值和第二数值的分解关系。

在另一种可能的实现方式中，目标量子态包括多个测量基指示的量子态，该多个测量基包括第一测量基和第二测量基；控制设备，还用于根据第一测量基向量子计算机发送第一测量脉冲信号，根据第二测量基向量子计算机发送第二测量脉冲信号；所述量子计算机，还用于在第一测量脉冲信号的作用下，基于第一测量基对应的概率产生第一信号序列，以及在第二测量脉冲信号的作用下，基于第二测量基对应的概率产生第二信号序列，向控制设备发送第一信号序列和第二信号序列；控制设备，用于根据第一信号序列和第二信号序列处理第一数值。这样通过第一测量基和第二测量基，测量出目标量子态中的每个测量基指示的量子态的概率，基于每个测量基指示的量子态的概率可以对第一数值进行分解处理。

在另一种可能的实现方式中，初始量子态包括n个量子比特，其中，第1至第n-1个量子比特中的每个量子比特指示的状态为“0”，第n个量子比特指示的状态为“1”。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种系统架构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种量子计算机的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种数据处理的方法流程图；

图4是本申请实施例提供的一种第一量子线路结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种第二量子线路结构示意图；

图6是本申请实施例提供的另一种数据处理的方法流程图；

图7是本申请实施例提供的一种量子计算装置结构示意图；

图8是本申请实施例提供的另一种量子计算装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

整数分解就是将一个大于1的整数，分解成多个数值，该多个数值之间的乘积等于该整数，如整数15可被分解成3和5。

整数分解可以应用非对称加密等应用场景。例如在非对加密场景中，可以将待分解的整数N作为公钥，将整数N分解成q和p两个整数数值，将q作为发送方的私钥，将p作为接收方的私钥。这样发送方在发送内容W₁时，使用公钥N和发送方私钥q对内容W₁进行加密，得到密文W₂＝W₁ ^qmodN，向接收方发送密文W₂。接收方接收密W₂文，使用公钥N和接收方私钥p对密文W₂进行解密，得到内容W₁＝W₂ ^pmodN。对于待分解的整数N，可以采用如下任一实施例来分解整数N。

参见图1，本申请实施例提供了一种系统架构，包括：

控制设备、量子计算设备(又称为量子计算机)、控制设备与量子计算机相连。

控制设备根据酉操作矩阵，向量子计算机发送的第一组脉冲信号，酉操作矩阵用于描述第一数值和第二数值之间的分解关系，第一数值为待分解的整数，第二数值小于第一数值。

量子计算机根据第一组脉冲信号将初始量子态调整为第一量子态，其中，初始量子态用于指示量子计算机中的n个量子比特的状态，n为大于1的整数，n＝logN，N为第一数值，第一量子态用于描述该分解关系，向控制设备发送第一距离参数，第一距离参数指示第一量子态与目标量子态之间的差异信息。

控制设备根据第一距离参数向量子计算机发送第二组脉冲信号，第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目和第一组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等。

在第二组脉冲信号的作用下，量子计算机将第一量子态调整为第二量子态；在第二量子态为目标量子态时，处理第一数值。

初始量子态包括n个量子比特，其中，该n个量子比特中的前n-1个量子比特指示的状态为“0”，n个量子比特中剩余的一个量子比特指示的状态为“1”，即第1至第n-1个量子比特中的每个量子比特指示的状态为“0”，第n个量子比特指示的状态为“1”。该n个量子比特组成第一向量，即第一向量为|000...1>。该初始量子态是与第一向量相对应的量子态且是非叠加态。

可选的，目标量子态包括多个测量基指示的量子态。假设该多个测量基的数目为x，目标量子态是x个第一状态的叠加态，x为大于1的整数，x个第一状态分别与x个测量基相对应。对于该x个第一状态中的任一个第一状态，目标量子态的概率分布空间包括量子计算机处于该第一状态的概率，每个第一状态的概率用于描述该分解关系。

可选的，量子计算机，还用于在第二量子态不是目标量子态的情况下，发送距离参数，该距离参数用于指示第二量子态与目标量子态之间的差异信息；

控制设备，还用于根据距离参数发送第三组脉冲信号，第三组脉冲信号包括的脉冲信号数目和第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等；

在第三组脉冲信号的作用下，量子计算机，还用于继续调整量子计算机的状态。控制设备和量子计算机重复该过程，直至量子计算机的状态被调整为目标量子态。

控制设备还用于根据该x个测量基中的至少两个测量基，对量子计算机进行测量，得到该至少两个测量基中的每个测量基对应的第一状态的概率；根据每个测量基对应的第一状态的概率，对第一数值进行分解处理。

可选的，控制设备将量子计算机的量子态调整为目标量子态的详细过程，测量每个测量基对应的第一状态的概率，以及对第一数值进行分解处理的详细过程，将在后续图3所示的实施例进行详细说明。

可选的，该x个测量基中的每个测量基为一个向量，该x个测量基为一组测量基，该组测量基具有如下三点特征，分别为：

第一特征，该组测量基中的每个测量基的模为1。

第二特征，在该组测量基中任意两个测量基正交。

第三特征，对于该x个测量基中的任一个测量基，对该测量基进行外积运算，得到该测量基对应的矩阵，对该x个测量基中的每个测量基进行外积运算，得到每个测量基对应的矩阵，将每个测量基对应的矩阵取和，得到一个单位矩阵。

可选的，对该测量基进行外积运算，是指将该测量基的转置向量与该测量基进行相乘运算，得到该测量基对应的矩阵。例如，假设一个测量基为[0 0 1]，对该测量基进行外积运算，得到该测量基对应的矩阵为

控制设备可以为经典计算机等。

可选的，参见图2所示的量子计算机，量子计算机包括多个量子计算单元3。对于任一个量子计算单元3，该量子计算单元3包括量子比特寄存单元31和输入端32，该输入端32与该量子比特寄存单元31相连。控制设备可以通过该输入端32向该量子比特寄存单元31输入一个量子比特，并通过该输入端32控制该量子比特寄存单元31中的量子比特在“0”状态至“1”状态之间变化，即可以控制该量子比特为“0”状态、“1”状态或为叠加态。叠加态可以为|ψ>＝α₀|0>+α₁|1>，其中系数α₀，α₁是复数，且满足归一化条件，即|α₀|²+|α₁|²＝1。

参见图3，本申请实施例提供了数据处理的方法，该方法可应用于图1所示系统架构，该方法包括：

步骤301：控制设备根据第一向量，向量子计算机发送第四组脉冲信号，第一向量包括n个量子比特，n＝logN，N为待分解的第一数值，n和N均为大于1的整数。

在本步骤中，控制设备可以生成第一向量，第一向量包括n-1位比特“0”和1位比特“1”，即第一向量为|000...1>，n＝logN，N为待分解的第一数值，n和N均为大于1的整数。根据第一向量产生第四组脉冲信号，第四组脉冲信号包括n个脉冲信号，向量子计算机发送第四组脉冲信号。

步骤302：量子计算机在第四组脉冲信号的作用下，将量子计算机的初始量子态设置为第一向量所表示的量子态，初始量子态为非叠加态。

初始量子态包括该n个量子比特，该n个量子比特中的前n-1个量子比特指示的状态为“0”，该n个量子比特中的最后一个量子比特指示的状态为“1”，也就是说，第1至第n-1个量子比特中的每个量子比特指示的状态为“0”，第n个量子比特指示的状态为“1”。

为了便于后续说明，将第一向量表示为|init>，即第一向量可以表示为|init>＝|000...1>。参见图2，量子计算机包括多个量子计算单元，每个量子计算单元包括一个输入端和量子比特寄存单元。

可选的，对于上述301至302的步骤，控制设备控制量子计算机的量子态为初始量子态的过程可以为：

控制设备根据第一向量，通过量子线路生成第四组脉冲信号，第四组脉冲信号包括n个脉冲信号，该n个脉冲信号分别与第一向量包括的n个量子比特相对应，向量子计算机发送第四组脉冲信号。量子计算机将该n个脉冲信号分别输入到量子计算机包括的n个量子计算单元中，使该n个量子计算单元中的每个量子计算单元包括的量子比特寄存单元中保存有第一向量中的一个量子比特，从而使得量子计算机的量子态变为第一向量对应的初始量子态。为了便于后续说明，称该n个量子计算单元为n个第一量子计算单元。

例如，第一向量|init>＝|000...1>，这样控制设备通过量子线路生成n-1个量子比特0对应的脉冲信号和一个量子比特1对应的脉冲信号，得到第四组脉冲信号，向量子计算机发送第四组脉冲信号。量子计算机接收第四组脉冲信号，在量子计算机中选择n个量子计算单元作为第一量子计算单元，向选择的n-1个第一量子计算单元输入n-1个量子比特0对应的脉冲信号，使每个第一量子计算单元包括量子比特“0”，以及向剩下的一个第一量子计算单元输入量子比特“1”对应的第一脉冲信号，使得该一个第一量子计算单元包括量子比特“1”。从而使量子计算机的量子态变为第一向量|init>＝|000...1>对应的初始量子态。

步骤303：控制设备根据酉操作矩阵，向量子计算机发送第一组脉冲信号，第一组脉冲信号包括的脉冲信号数目和第四组脉冲信号包括的脉冲信号数目相同。

可选的，控制设备先从大于1且小于第一数值的区间中，选择一个整数作为第二数值。根据第一数值、第二数值和第一向量确定酉操作矩阵，第一数值为大于1的待分解整数，第二数值为大于1且小于第一数值的整数，酉操作矩阵用于描述第一数值和第二数值之间的分解关系。

可选的，控制设备根据第一数值、第二数值和第一向量，通过如下第一公式确定酉操作矩阵；

第一公式为：U_x,N|init>＝|xinit mod N>；

在第一公式中，N为第一数值，x为第二数值，U_x,N为酉操作矩阵，mod为取模运算。

步骤304：量子计算机根据第一组脉冲信号将初始量子态调整为第一量子态，第一量子态用于描述第一数值和第二数值之间的分解关系。

第一组脉冲信号也包括n个脉冲信号，量子计算机将该n个脉冲信号输入到该n个第一量子计算单元中，以调整每个第一量子计算单元中的量子比特的状态，从而使得量子计算机的量子态从初始量子态调整为第一量子态。

可选的，上述步骤303和304用于控制设备根据酉操作矩阵，将量子计算机的量子态由初始量子态调整为第一量子态。

可选的，第一量子态是x个第二状态的叠加态，第一量子态的概率分布空间包括量子计算机处于该x个第二状态中的每个第二状态的概率，每个第二状态的概率用于反应第一数值和第二数值之间的分解关系，x为大于1的整数。

可选的，接下来列举了控制设备根据酉操作矩阵，将量子计算机的量子态由初始量子态调整为第一量子态的实现实例。该实现实例可以通过如下3041-3042的操作来实现，该3041-3042的操作可以为：

3041：控制设备根据该酉操作矩阵和第一向量确定第二向量，第一量子态为第二向量所表示的量子态。

控制设备可以获取酉操作矩阵的共轭转置矩阵，根据该酉操作矩阵、该共轭转置矩阵和第一向量，按如下第二公式确定第二向量。

第二公式为：

在上述第二公式中，

为第二向量，

为酉操作矩阵的共轭转置矩阵，|init>为第一向量。

第一量子态是与第二向量

相对应的量子态。第二向量

在第二向量中r为分解参数，用于反应第一数值和第二数值之间的分解关系。从而使得第一量子态包括的每个第二状态的概率用于反应第一数值和第二数值之间的分解关系。

对于该共轭转置矩阵，可以将酉操作矩阵，沿酉操作矩阵的左对角线翻转90度，得到转置矩阵；对于该转置矩阵包括的复数元素，将该复数元素的虚部取反，该复数的实部保持不变，从而得到该酉操作矩阵的共轭转置矩阵。

例如，假设酉操作矩阵为

则沿该酉操作矩阵的左对角线翻转90度，得到的转置矩阵为

对于该转置矩阵中的复数元素a+bi，对该复数元素a+bi的虚部取反，得到另一复数元素为a-bi，所以该酉操作矩阵的共轭转置矩阵为

3042：控制设备根据第二向量，将量子计算机的状态调整为第二量子态。

可选的，量子计算机包括如图4所示的第一量子线路，控制设备通过第一量子线路将量子计算机的量子态由初始量子态调整为第二量子态。

可选的，控制设备可以通过如下(1)-(4)的操作，将量子计算机的量子态由初始量子态调整为第二量子态，该(1)-(4)的操作，分别为：

(1)：控制设备在量子计算机包括的除该n个第一量子计算单元以外的量子计算单元中，选择一个量子计算单元作为第二量子计算单元，向第二量子计算单元输入一个量子比特“0”，使得该量子计算机包括n+1个量子比特，该n+1个量子比特为|0>|init>。

可选的，为了便于后续说明，将该n+1个量子比特称为第一量子系统，第一量子系统包括第一系统和第二系统。其中，第一量子系统为|0>|init>，第一系统为|0>，第二系统为|init>。

可选的，在本操作中，控制设备通过第一量子线路，生成与该量子比特“0”相对应的脉冲信号，向量子计算机发送与该量子比特“0”相对应的脉冲信号。量子计算机接收该脉冲信号，向第二量子计算单元输入该脉冲信号，使得第二量子计算单元包括量子比特“0”。此时量子计算机包括n+1个量子比特，该n+1个量子比特组成第一量子系统|0>|init>。

(2)：控制设备将辅助矩阵作用在第一量子系统包括的第一系统上，得到第二量子系统。

其中，第二量子系统仍包括n+1个量子比特，但第二量子系统包括的n+1个量子比特与第一量子系统包括的n+1个量子比特不同。

可选的，辅助矩阵

在本操作中，控制设备将辅助矩阵作用在第一系统上的操作为：控制设备将辅助矩阵与第一量子系统包括的第一系统相乘，得到第二量子系统。在实现时，控制设备可以通过第一量子线路，生成与该辅助矩阵相对应的脉冲信号，向量子计算机发送与该辅助矩阵相对应的脉冲信号。量子计算机向第二量子计算单元输入与该辅助矩阵相对应的脉冲信号，从而实现将辅助矩阵作用在第一量子系统包括的第一系统上，得到第二量子系统。第二量子系统为

其中，需要说明的是：第二量子系统也包括第一系统和第二系统。第二量子系统包括的n+1个量子比特可能为|0>|init>，该n+1个量子比特为|0>|init>的概率为

此情况下第二量子系统包括的第一系统为|0>，第二量子系统包括的第二系统为|init>。或者，

第二量子系统包括的n+1个量子比特可能为|1>|init>。该n+1个量子比特为|1>|init>的概率为

此情况下第二量子系统包括的第一系统为|1>，第二量子系统包括的第二系统为|init>。

(3)：控制设备将酉操作矩阵和酉操作矩阵对应的共轭转置矩阵作用在量子计算机中的第二量子系统，得到第三量子系统。

其中，第三量子系统仍包括n+1个量子比特，但第三量子系统包括的n+1个量子比特与第二量子系统包括的n+1个量子比特不同。

在本操作中，控制设备将该酉操作矩阵和该共轭转置矩阵进行组合，得到受控酉操作矩阵，该受控酉操作矩阵可表示为：

为张量运算。将该受控酉操作矩阵作用在第二量子系统中，得到第三量子系统。其中，第三量子系统为：

其中，需要说明的是：第三量子系统也包括第一系统和第二系统。第三量子系统包括的n+1个量子比特可能为|0>U_x,N|init>，该n+1个量子比特为|0>U_x,N|init>的概率为

此情况下第三量子系统中的第一系统为|0>，第三量子系统中的第二系统为U_x,N|init>。或者，

第三量子系统包括的n+1个量子比特可能为

该n+1个量子比特为

的概率为

此情况下第三量子系统包括的第一系统为|1>，第三量子系统包括的第二系统为

可选的，控制设备将该受控酉操作矩阵作用在第二量子系统中的操作可以为：控制设备通过第一量子线路，生成与该受控酉操作矩阵相对应的n+1个脉冲信号，该n+1个脉冲信号中存在n个脉冲信号与该n个第一量子计算单元相对应，该n个脉冲信号为第一组脉冲信号，剩下的一个脉冲信号与第二计算单元相对应，向量子计算机发送该n+1个脉冲信号。量子计算机向该n个第一量子计算单元输入第一组脉冲信号包括的n个脉冲信号，向第二量子计算单元输入剩下的一个脉冲信号，使得量子计算机的状态改变为第三量子系统所表示的量子态。从而实现将受控酉操作矩阵作用在第二量子系统上，得到第三量子系统。

(4)：控制设备将辅助矩阵作用在第一量子计算单元中的量子比特上，得到第四量子系统，此时量子计算机的量子态为第四量子系统对应的量子态。

控制设备将辅助矩阵作用在第一量子计算单元中的量子比特上，得到第四量子系统。第四量子系统为

得到第四量子系统的推导过程可以：

其中，需要说明的是：第四量子系统也包括第一系统和第二系统。第四量子系统包括的n+1个量子比特，该n+1个量子比特可能为

该n+1个量子比特为

的概率为

此情况下第四量子系统包括的第一系统为|0>，第四量子系统包括的第二系统为

或者，

第三量子系统包括的n+1个量子比特可能为

该n+1个量子比特为

的概率为

此情况下第四量子系统包括的第一系统为|1>，第四量子系统包括的第二系统为

其中，控制设备将辅助矩阵作用在第一系统上的详细实现，参见上述操作(2)中控制设备将辅助矩阵作用在第一系统的详细实现，在此不再详细说明。

(5)：控制设备测量第四量子系统中的第一系统是否为量子比特“0”，如果是量子比特“0”，则确定量子计算机中的n个第一量子单元中的量子比特为第二向量，即将量子计算机的量子态由初始量子态调整为第一量子态。

如果第四量子系统中的第一系统为量子比特“0”，则表明第四量子系统包括的n+1个量子比特为

也就是说第四量子系统包括的第一系统为|0>，第四量子系统包括的第二系统为第二向量，即为

在本操作中，控制设备通过第一量子线路，生成与该量子比特“0”相对应的脉冲信号，向量子计算机的第二量子计算单元输入该脉冲信号。如果第二量子计算单元包括的量子比特为量子比特“0”，则量子计算机产生量子比特“0”对应的信号序列，如果第二量子计算单元包括的量子比特为量子比特“1”，则量子计算机产生的信号序列与量子比特“0”对应的信号序列不同。

控制设备接收量子计算机产生的信号序列，如果该信号序列是量子比特“0”对应的信号序列，则测量出第四量子系统中的第一系统为量子比特“0”；如果该信号序列不是量子比特“0”对应的信号序列，则测量出第四量子系统中的第一系统不是量子比特“0”。

如果测量出第四量子系统中的第一系统不是量子比特“0”，则返回操作(2)开始执行，直至测量出第四量子系统中的第一系统是量子比特“0”时为止。

步骤305：控制设备生成第二组脉冲信号，向量子计算机发送第二组脉冲信号，第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目和第一组脉冲信号包括的脉冲信号数目相同。

可选的，控制设备中包括如图5所示的第二量子线路，控制设备通过第二量子线路生成第二组脉冲信号。

在本步骤中，控制设备确定第一角度向量，第一角度向量包括n个量子比特中的每个量子比特对应的自旋角度；根据第一角度向量和第二向量，确定第一密度矩阵；根据第一密度矩阵，通过第二量子线路生成第一组脉冲信号。

可选的，控制设备可以为该n个量子比特中的每个量子比特随机分配自旋角度，得到每个量子比特的自旋角度，即总共得到n个自旋角度，分别为θ₁₁、θ₁₂、……、θ_1n，将该n个自旋角度组成第一角度向量U(θ)，第一角度向量为U(θ)＝[θ₁₁ θ₁₂ … θ_1n]。

控制设备确定第一密度矩阵

其中

为第一角度向量U(θ)的第一共轭转置向量。

对于第一共轭转置向量，首先对第一角度向量U(θ)进行转置操作，得到第一转置向量U(θ)^T，对于第一转置向量U(θ)^T中的复数，将该复数的虚部的符号取反，得到第一共轭转置向量

步骤306：量子计算机接收第二组脉冲信号，在第二组脉冲信号的作用下，将第一量子态调整为第二量子态，在第二量子态为目标量子态时，执行如下步骤307。

可选的，目标量子态是x个第一状态的叠加态，x为大于1的整数，目标量子态的概率分布空间包括量子计算机处于x个第一状态中的每个第一状态的概率。对于该x个第一状态中的任一个第一状态，该第一状态的概率就是量子计算机处于该第一状态的概率。每个第一状态的概率用于描述反应第一数值和第二数值之间的分解关系，该x个第一状态分别与x个测量基相对应。

该x个第一状态与该x个第二状态不同。对于x个第一状态中的任一个第一状态，该第一状态对应一个测量基，该第一状态为与该测量基相对应的状态。而该x个第二状态中的每个第二状态均不是与测量基相对应的状态。

目标量子态是可以通过测量基测量出来的量子态。

可选的，量子计算机在将第一量子态调整为第二量子态后，向控制设备发送距离参数，该距离参数用于指示第二量子态与目标量子态之间的差异信息。以便控制设备在第二量子态不是目标量子态的情况下，继续调整量子计算机的量子态，直至将量子计算机的量子态调整为目标量子态为止。

可选的，该距离参数包括状态距离参数和比特距离参数。状态距离参数用于描述第二量子态与目标量子态之间的差异，比特距离参数用于描述在量子计算处于第二量子态下n个量子比特与在量子计算机处于目标量子态下n个量子比特之间的距离差异。

量子计算机包括第一函数和第二函数，量子计算机的量子态被调整为第二量子态后，量子设备便得到第一密度矩阵，通过第一函数得到状态距离参数，以及通过第二函数得到比特距离参数，向控制设备发送状态距离参数和比特距离参数。

第一函数为：

其中

为对第二向量进行外积运算得到的矩阵。Z(ρ_dig)为将第一密度矩阵中的非左对角线上的元素置0，例如，假设第一密度矩阵

则

Tr()为取迹运算，即对矩阵的左对角线上的元素进行求和。Tr(Z(ρ_dig)²)是对Z(ρ_dig)的左对角线上的元素进行求和，再对求和得到的值再平方。例如，对于

Tr(Z(ρ_dig)²)等于将左对角线上的元素1、2、3进行求和得到数值6，再计算数值6的平方，得到的数值36。

第二函数为：

其中，第一密度矩阵包括n个量子比特中的每个量子比特对应的子矩阵，Z_j(ρ_dig)为对第j个量子比特对应的子矩阵进行处理，该处理操作是将该子矩阵中的非左对角线上的元素置0。

可选的，控制设备接收量子计算机发送的距离参数(状态距离参数和比特距离参数)，根据该距离参数确定第二量子态是否为目标量子态，在第二量子态不是目标量子态的情况下，继续调整量子计算机的量子态，直至将量子计算机的量子态调整为目标量子态为止。实现过程如下：

3061：控制设备根据该距离参数，获取代价函数值，该代价函数值用于指示第二量子态与目标量子态之间的差异。

可选的，控制设备包括一个代价函数，控制设备通过该代价函数可得到第二量子态与第一量子态之间的代价函数值。

可选的，该代价函数为C(θ)＝qC₁(U(θ))+(1-q)C₂(U(θ))，其中C(θ)为第三量子态与第一量子态之间的代价函数值，q为指定参数，通常q为大于0且小于1的常数，C₁(U(θ))为状态距离参数，C₂(U(θ))为比特距离参数。

3062：控制设备在该代价函数值不是最小函数值时，根据该代价函数值和第一角度向量，确定第二角度向量，执行3063。

可选的，控制设备需要确定代价函数值是否为最小代价函数值，确定过程可以为：

控制设备判断该代价函数值是否小于参数阈值，如果该代价函数值小于该参数阈值，则增加统计次数，该统计次数用于记录连续得到小于该参数阈值的代价函数值的次数。例如，假设统计次数5，表示连续5次得到小于该参数阈值的代价函数值。如果增加后的统计次数超过次数阈值，则确定该代价函数值是最小函数值。如果增加后的统计次数未超过该次数阈值，则确定该代价函数值不是最小代价函数值。

可选的，控制设备根据该代价函数值和第一角度向量，采用优化算法重新确定第二角度向量。

在该代价函数值是最小函数值时，表示量子计算机当前的量子态为目标量子态，目标量子态为第一密度矩阵所表示的量子态，跳出循环，执行步骤307。

3063：控制设备根据第二角度向量和第二向量，确定第二密度矩阵。

确定第二密度矩阵的过程可以参见确定第一密度矩阵的过程，在此不再详细说明。

3064：控制设备根据第二密度矩阵生成第三组脉冲信号，向量子计算机发送第三组脉冲信号，第三组脉冲信号包括的脉冲信号数目和第一组脉冲信号包括的脉冲信号数目相同。

3065：量子计算机接收第三组脉冲信号，在第三组脉冲信号的作用下，调整量子计算机的量子态，向控制设备发送距离参数，该距离参数用于指示量子计算机当前量子态与目标量子态之间的差异信息，执行3061。

控制设备接收该距离参数后，将第二角度向量作为第一角度向量，从操作3061开始执行。

步骤307：量子计算机对第一数值进行处理。

目标量子态包括x个测量基指示的量子态，该x个测量基包括第一测量基和第二测量基。在本步骤中，控制设备根据第一测量基向量子计算机发送第一测量脉冲信号，根据第二测量基向量子计算机发送第二测量脉冲信号。量子计算机接收第一测量脉冲信号和第二测量脉冲信号，在第一测量脉冲信号的作用下，基于第一测量基对应的概率产生第一信号序列，以及在第二测量脉冲信号的作用下，基于第二测量基对应的概率产生第二信号序列，向控制设备发送第一信号序列和第二信号序列。控制设备根据第一信号序列和第二信号序列处理第一数值。

控制设备根据该x个测量基中的至少两个测量基，通过量子计算机获取用于描述分解关系的分解参数。然后再使用该分解参数处理第一数值。该实现过程可以包括如下3071至3073的操作，分别为：

3071：控制设备根据第一测量基，测量量子计算机处于第一状态的第一概率，第一状态为第一测量基对应的状态。

在本操作中，控制设备根据第一测量基生成M次第一测量脉冲信号，向量子计算机发送M次第一测量脉冲信号，量子计算机基于该M次第一测量脉冲信号，产生M次信号序列，M为大于1的整数，其中，量子计算机可能会一次或多次产生第一信号序列，并向控制设备发射每次产生的信号序列；对于任一次产生的信号序列，如果该信号序列为第一信号序列，会被控制设备接收到。控制设备统计接收第一信号序列的次数；根据接收第一信号序列的次数和数值M，确定第一概率。

3072：控制设备根据第二测量基，测量量子计算机处于第二状态的第二概率，第二状态为第二测量基对应的状态。

在本操作中，控制设备根据第二测量基生成K次第二测量脉冲信号，向量子计算机发送K次第二测量脉冲信号，量子计算机基于该K次第二测量脉冲信号，产生K次信号序列，K为大于1的整数，其中，量子计算机可能会一次或多次产生第二信号序列，并向控制设备发射每次产生的信号序列；对于任一次产生的信号序列，如果该信号序列为第二信号序列，该第二信号序列会被控制设备接收到。控制设备统计接收第二信号序列的次数；根据收第二信号序列的次数和数值M，确定第二概率。

3073：控制设备根据第一概率和第二概率，确定分解参数，根据该分解参数处理第一数值。

可选的，控制设备可以通过如下第三公式，计算出分解参数；

第三公式为：

在第三公式中，p(l₁)为第一概率，l₁为第一测量基，p(l₂)为第二概率，l₂为第二测量基，r为分解参数。

可选的，控制设备在获取分解参数后，根据该分解参数r分解第一数值N。在实现时：控制设备对该分解参数r进行确定，如果分解参数r是偶数且x^r/2modN≠-1，则将第一数值值分解成gcd(x^r/2-1,N)和gcd(x^r/2+1,N)。

gcd()为求最大公约数据运算。其中，gcd(A,B)的含义是计算能够同时整除数值A和B的最大整数。例如，gcd(8,12)的含义是计算能够同时整除数值8和12的最大整数，该最大整数为4，也就是说gcd(8,12)＝4。

例如，假设待分解的第一数值为15，控制设备从大于1且小于第一数值的区间中选择的第二数值x为7。控制设备通过上述302至305的步骤获取分解参数r，假设获取的分解参数r为4；控制设备计算出gcd(7^4/2-1,15)＝gcd(48,15)＝3，以及gcd(7^4/2+1，15)＝gcd(50，15)＝5，如此控制设备将待分解的第一数值15分解成数值3和5。

可选的，如果获取的分解参数r不是偶数和/或x^r/2modN＝-1，则控制设备还从大于1且小于第一数值的区间包括的未被选择的整数中，重新选择一个整数作为第二数值，控制设备通过上述302至307的步骤获取分解参数r。

在本申请实施例中，控制设备根据酉操作矩阵向量子计算机发送第一组脉冲信号，酉操作矩阵用于描述第一数值和第二数值之间的分解关系，第一数值为待分解的整数，第二数值小于第一数值。量子计算机根据第一组脉冲信号将初始量子态调整为第一量子态，初始量子态用于指示量子计算机中的n个量子比特的状态，第一量子态用于描述该分解关系。控制设备根据第一量子态和目标量子态之间的差异信息发送第二组脉冲信号，在第二组脉冲信号的作用下，量子计算机将第一量子态调整为第二量子态；在第二量子态为目标量子态时，量子计算机处理第一数值。由于将第一数值和第二数值之间的分解关系调整到第一量子态中，这样只需要将量子计算机从第一量子态调整到目标量子态，在目标量子态下，通过量子计算机处理第一数值。由于用于调整量子计算机的量子态的第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目和第一组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等。这样用于生成第一组脉冲信号的量子线路的深度和生成第二组脉冲信号的量子线路的深度不变，如此在调整量子计算机的量子态过程中，量子线路的深度不变，量子线路的深度不会增加，降低了量子线路的深度。

本申请实施例提供了一种处理数据的方法，在该方法中，对于待分解的整数N，为了便于说明，称待分解的整数N为第一数值，第一数值大于1。参见图6，对第一数值的分解过程可以为：

(1)：确定第一数值N的奇偶性，在第一数值N为偶数时，执行操作(2)，在第一数值N为奇数时，执行操作(3)。

(2)：将第一数值N分解成2和N/2，结束返回。如此将第一数值N分解成2和N/2。

(3)：确定是否存在大于1的两个整数a和b并使得N＝a^b，如果存在，则执行操作(4)，如果不存在，则执行操作(5)。

(4)：将第一数值N分解成a和N/a，结束返回。如此将第一数值N分解成a和N/a。

(5)：从大于1且小于第一数值的区间中选择一个整数x，为了便于说明称整数x为第二数值。

(6)：计算第二数值x和第一数值N之间的最大公约数c。

(7)：对该最大公约数c进行确定，如果该最大公约数c为大于1的整数，则执行操作(8)，如果该最大公约数c不是大于1的整数，则执行操作(9)。

(8)：将第一数值分解成c和N/c，结束返回。如此将第一数值N分解成c和N/c。

(9)：获取分解参数r，r满足x^rmodN＝1，mod为取模运算。

可选的，可以按上述图3所示的实施例获取分解参数r。

(10)：对该分解参数r进行确定，如果分解参数r是偶数且x^r/2modN≠-1，则执行操作(11)，如果获取的分解参数r不是偶数和/或x^r/2modN＝-1，则执行操作(12)。

(11)：基于该分解参数r分解第一数值，结束返回。

(12)：从该区间包括的未选择整数中重新选择一个整数作为第二数值x，返回上述操作(6)继续执行。

参见图7，本申请实施例提供了一种量子计算装置700，所述量子计算装置700可部署在上述图1或图3所示实施例中的量子计算机中，包括：

接收单元701，用于接收第一组脉冲信号，其中第一组脉冲信号是根据酉操作矩阵发送的脉冲信号，其中，酉操作矩阵用于描述第一数值和第二数值之间的分解关系，第一数值为待分解的整数，第二数值小于第一数值；

处理单元702，用于根据第一组脉冲信号将初始量子态调整为第一量子态，其中，初始量子态用于指示所述量子计算装置700中的n个量子比特的状态，n为大于1的整数，n＝logN，第一量子态用于描述该分解关系，N为所述第一数值；

接收单元701，还用于接收第二组脉冲信号，第二组脉冲信号是根据第一量子态和目标量子态之间的差异信息发送的脉冲信号，第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目和第一组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等；

处理单元702，还用于在第二组脉冲信号的作用下，将第一量子态调整为第二量子态；在第二量子态为目标量子态时，处理第一数值。

可选的，处理单元702调整量子计算机的量子态的详细实现过程，参见图3所示实施例中步骤305和306中的相关内容，在此不再详细说明。以及，

处理单元702处理第一数值的详细实现过程，参见图3所示实施例中步骤307中的相关内容，在此不再详细说明。

可选的，所述量子计算装置700还包括：第一发送单元703，

第一发送单元，用于在第二量子态不是目标量子态的情况下，发送距离参数，距离参数用于指示第二量子态与目标量子态之间的差异信息；

接收单元701，还用于接收第三组脉冲信号，第三脉冲信号是根据该距离参数发送的脉冲信号，第三组脉冲信号包括的脉冲信号数目和第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等；

处理单元702，还用于在第三组脉冲信号的作用下，继续调整所述量子计算装置700的状态。

可选的，第一发送单元703发送该距离参数的详细实现过程，参见图3所示实施例中步骤306中的相关内容，在此不再详细说明。

可选的，初始量子态包括n个量子比特，其中，第1至第n-1个量子比特中的每个量子比特指示的状态为“0”，第n个量子比特指示的状态为“1”。

可选的，酉操作矩阵满足如下第一公式所示的条件：

第一公式为：U_x,N|k>＝|xk mod N>；

在第一公式中，k为包括n个量子比特的向量，x为第二数值，U_x,N为酉操作矩阵，mod为取模运算。

可选的，目标量子态包括多个测量基指示的量子态，该多个测量基包括第一测量基和第二测量基，

接收单元701，还用于接收第一测量脉冲信号和第二测量脉冲信号，第一测量脉冲信号是根据第一测量基发送的脉冲信号，第二测量脉冲信号是根据第二测量基发送的脉冲信号；

处理单元702，还用于在第一测量脉冲信号的作用下，基于第一测量基对应的概率产生第一信号序列，以及在第二测量脉冲信号的作用下，基于第二测量基对应的概率产生第二信号序列；

可选的，所述量子计算装置700还包括：第二发送单元704，

第二发送单元704，用于发送第一信号序列和第二信号序列，第一信号序列和第二信号序列用于处理第一数值。

可选的，处理单元702产生第一信号序列，以及产生第二信号序列的详细实现过程，参见图3所示实施例中步骤3071至3073中的相关内容，在此不再详细说明。

在本申请实施例中，酉操作矩阵用于描述第一数值和第二数值之间的分解关系，量子计算机基于该酉操作矩阵对应的第一组脉冲信号将初始量子态调整为包括该分解关系的第一量子态；然后量子计算机只需要根据第二组脉冲信号调整第一量子态，直到将量子态调整为目标量子态时，处理第一数值。量子计算机在调整量子态的过程中，所需要的第二组脉冲信号中的脉冲信号数目与第一组脉冲信号中的脉冲信号数目相同，所以用于产生第一组脉冲信号的量子线路的深度和用于产生第二组脉冲信号的量子线路的深度保持不变。也就是说，在调整量子态的过程，量子线路的深度不会持续呈现指数增加，从而降低量子线路的深度。

参见图8，本申请实施例提供了一种量子计算装置800示意图。该量子计算装置800可以是上述任一实施例中的量子计算机。该量子计算装置800包括至少一个量子处理器801，量子总线系统802，量子存储器803以及至少一个量子收发器804。

该量子计算装置800是一种硬件结构的装置，可以用于实现图7所述的量子计算装置700中的功能模块。例如，本领域技术人员可以想到图7所示的量子计算装置700中的处理单元802可以通过该至少一个量子处理器801调用量子存储器803中的代码来实现，图7所示的量子计算装置700中的接收单元801、第一发送单元703和第二发送单元704可以通过该量子收发器804来实现。

上述量子总线系统802可包括一通路，在上述组件之间传送信息。

上述量子收发器804，用于与经典计算机通信，可用于接收脉冲信号，或发送信号序列。

其中，量子存储器803用于存储执行本申请方案的应用程序代码，并由量子处理器801来控制执行。量子处理器801用于向量子存储器803中存储量子比特，通过执行量子存储器803中存储的应用程序代码，对该量子比特进行操作，从而实现本专利方法中的功能。

在具体实现中，作为一种实施例，该装置800可以包括多个量子处理器，例如图8中的量子处理器801和量子处理器807。这里的量子处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种数据处理的方法，其特征在于，所述方法包括：

量子计算机接收第一组脉冲信号，其中所述第一组脉冲信号是根据酉操作矩阵发送的脉冲信号，其中，所述酉操作矩阵用于描述第一数值和第二数值之间的分解关系，所述第一数值为待分解的整数，所述第二数值小于所述第一数值；

所述量子计算机根据所述第一组脉冲信号将初始量子态调整为第一量子态，其中，所述初始量子态用于指示所述量子计算机中的n个量子比特的状态，n为大于1的整数，n＝logN，所述第一量子态用于描述所述分解关系，N为所述第一数值；

所述量子计算机接收第二组脉冲信号，所述第二组脉冲信号是根据所述第一量子态和目标量子态之间的差异信息发送的脉冲信号，所述第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目和所述第一组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等；

在所述第二组脉冲信号的作用下，所述量子计算机将所述第一量子态调整为第二量子态；

在所述第二量子态为目标量子态时，所述量子计算机处理所述第一数值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述第二量子态不是所述目标量子态的情况下，所述量子计算机发送距离参数，所述距离参数用于指示所述第二量子态与所述目标量子态之间的差异信息；

所述量子计算机接收第三组脉冲信号，所述第三脉冲信号是根据所述距离参数发送的脉冲信号，所述第三组脉冲信号包括的脉冲信号数目和所述第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等；

在所述第三组脉冲信号的作用下，所述量子计算机继续调整所述量子计算机的状态。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述初始量子态包括所述n个量子比特，其中，第1至第n-1个量子比特中的每个量子比特指示的状态为“0”，第n个量子比特指示的状态为“1”。

4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述酉操作矩阵满足如下第一公式所示的条件：

第一公式为：U_x,N|k>＝|xk mod N>；

在第一公式中，k为包括所述n个量子比特的向量，x为所述第二数值，U_x,N为所述酉操作矩阵，mod为取模运算。

5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述目标量子态包括多个测量基指示的量子态，所述多个测量基包括第一测量基和第二测量基，所述方法还包括：

所述量子计算机接收第一测量脉冲信号和第二测量脉冲信号，所述第一测量脉冲信号是根据所述第一测量基发送的脉冲信号，所述第二测量脉冲信号是根据所述第二测量基发送的脉冲信号；

所述量子计机处理所述第一数值，包括：

所述量子计算机在所述第一测量脉冲信号的作用下，基于第一测量基对应的概率产生第一信号序列，以及在所述第二测量脉冲信号的作用下，基于第二测量基对应的概率产生第二信号序列；

所述量子计算机发送所述第一信号序列和第二信号序列，所述第一信号序列和第二信号序列用于处理所述第一数值。

6.一种量子计算装置，其特征在于，所述装置包括：

接收单元，用于接收第一组脉冲信号，其中所述第一组脉冲信号是根据酉操作矩阵发送的脉冲信号，其中，所述酉操作矩阵用于描述第一数值和第二数值之间的分解关系，所述第一数值为待分解的整数，所述第二数值小于所述第一数值；

处理单元，用于根据所述第一组脉冲信号将初始量子态调整为第一量子态，其中，所述初始量子态用于指示所述装置中的n个量子比特的状态，n为大于1的整数，n＝logN，所述第一量子态用于描述所述分解关系，N为所述第一数值；

所述接收单元，还用于接收第二组脉冲信号，所述第二组脉冲信号是根据所述第一量子态和目标量子态之间的差异信息发送的脉冲信号，所述第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目和所述第一组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等；

所述处理单元，还用于在所述第二组脉冲信号的作用下，将所述第一量子态调整为第二量子态；在所述第二量子态为目标量子态时，处理所述第一数值。

7.如权利要求6所述的量子计算装置，其特征在于，还包括：

第一发送单元，用于在所述第二量子态不是所述目标量子态的情况下，发送距离参数，所述距离参数用于指示所述第二量子态与所述目标量子态之间的差异信息；

所述接收单元，还用于接收第三组脉冲信号，所述第三脉冲信号是根据所述距离参数发送的脉冲信号，所述第三组脉冲信号包括的脉冲信号数目和所述第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等；

所述处理单元，还用于在所述第三组脉冲信号的作用下，继续调整所述量子计算装置的状态。

8.如权利要求6或7所述的量子计算装置，其特征在于，所述初始量子态包括所述n个量子比特，其中，第1至第n-1个量子比特中的每个量子比特指示的状态为“0”，第n个量子比特指示的状态为“1”。

9.如权利要求6至8任一项所述的量子计算装置，其特征在于，所述酉操作矩阵满足如下第一公式所示的条件：

第一公式为：U_x,N|k>＝|xk mod N>；

在第一公式中，k为包括所述n个量子比特的向量，x为所述第二数值，U_x,N为所述酉操作矩阵，mod为取模运算。

10.如权利要求6至9任一项所述的量子计算装置，其特征在于，所述目标量子态包括多个测量基指示的量子态，所述多个测量基包括第一测量基和第二测量基，

所述接收单元，还用于接收第一测量脉冲信号和第二测量脉冲信号，所述第一测量脉冲信号是根据所述第一测量基发送的脉冲信号，所述第二测量脉冲信号是根据所述第二测量基发送的脉冲信号；

所述处理单元，还用于在所述第一测量脉冲信号的作用下，基于第一测量基对应的概率产生第一信号序列，以及在所述第二测量脉冲信号的作用下，基于第二测量基对应的概率产生第二信号序列；

所述量子计算装置还包括：

第二发送单元，用于发送所述第一信号序列和第二信号序列，所述第一信号序列和第二信号序列用于处理所述第一数值。

11.一种数据处理的系统，其特征在于，所述系统包括：控制设备和量子计算机；

所述控制设备，用于根据酉操作矩阵向所述量子计算机发送的第一组脉冲信号，其中，所述酉操作矩阵用于描述第一数值和第二数值之间的分解关系，所述第一数值为待分解的整数，所述第二数值小于所述第一数值；

所述量子计算机，用于根据所述第一组脉冲信号将初始量子态调整为第一量子态，其中，所述初始量子态用于指示所述量子计算机中的n个量子比特的状态，n为大于1的整数，n＝logN，所述第一量子态用于描述所述分解关系，N为所述第一数值；

所述控制设备，还用于根据第一量子态和目标量子态之间的差异信息向所述量子计算机发送第二组脉冲信号，所述第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目和所述第一组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等；

所述量子计算机，还用于在所述第二组脉冲信号的作用下，将所述第一量子态调整为第二量子态；在所述第二量子态为目标量子态时，处理所述第一数值。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述量子计算机，还用于在所述第二量子态不是所述目标量子态的情况下，发送距离参数，所述距离参数用于指示所述第二量子态与所述目标量子态之间的差异信息；

所述控制设备，还用于根据所述距离参数发送第三组脉冲信号，所述第三组脉冲信号包括的脉冲信号数目和所述第二组脉冲信号包括的脉冲信号数目相等；

在所述第三组脉冲信号的作用下，所述量子计算机，还用于继续调整所述量子计算机的状态。

13.如权利要求11或12所述的系统，其特征在于，所述控制设备，还用于根据所述第一数值、第二数值和第一向量，通过如下第一公式确定酉操作矩阵，所述第一向量是包括所述n个量子比特的向量；

第一公式为：U_x,N|k>＝|xk mod N>；

在第一公式中，k为第一向量，x为第二数值，U_x,N为酉操作矩阵，mod为取模运算。

14.如权利要求11至13任一项所述的系统，其特征在于，所述目标量子态包括多个测量基指示的量子态，所述多个测量基包括第一测量基和第二测量基；

所述控制设备，还用于根据所述第一测量基向所述量子计算机发送第一测量脉冲信号，根据所述第二测量基向所述量子计算机发送第二测量脉冲信号；

所述量子计算机，还用于在所述第一测量脉冲信号的作用下，基于所述第一测量基对应的概率产生第一信号序列，以及在所述第二测量脉冲信号的作用下，基于所述第二测量基对应的概率产生第二信号序列，向所述控制设备发送所述第一信号序列和第二信号序列；

所述控制设备，用于根据所述第一信号序列和第二信号序列处理所述第一数值。

15.如权利要求11至14任一项所述的系统，其特征在于，所述初始量子态包括所述n个量子比特，其中，第1至第n-1个量子比特中的每个量子比特指示的状态为“0”，第n个量子比特指示的状态为“1”。

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