CN118153695A - 一种量子态的制备方法及装置 - Google Patents

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CN118153695A CN202211510887.XA CN202211510887A CN118153695A CN 118153695 A CN118153695 A CN 118153695A CN 202211510887 A CN202211510887 A CN 202211510887A CN 118153695 A CN118153695 A CN 118153695A
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Abstract

本发明公开了一种量子态的制备方法及装置，方法包括：首先获得一组待制备原始数据，并确定每个待制备原始数据对应的第一地址，预设待访存的第二地址并指定待制备原始数据和待制备目标量子态对应的映射关系，基于第二地址和映射关系，构造当前映射关系下的第二地址对应的第三地址，根据第三地址访问待制备原始数据，获得对应的目标量子态，它通过提出一种新的量子态制备方法，将经典数据转化为量子态，为后续处理大规模、高维、非结构化数据和实现量子算法提供关键支撑。

Description

一种量子态的制备方法及装置
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制备方法及装置。
背景技术
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。
随着量子计算理论的不断完善，量子计算机未来可能成了科研工作者解释科学现象、预测模拟结果、指导实验设计的重要工具。类比经典计算机体系结构中RAM对于硬件的重要性，推广到量子计算机上，也需要与RAM类似的架构，因此，QRAM应运而生。
当前，在模拟QRAM架构的研究工作中，考虑如何在计算机上实现基于QRAM架构加载和存储数据，将经典数据转化为量子态，成为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制备方法及装置，以解决现有技术中的不足，它通过提出一种新的量子态制备方法，将经典数据转化为量子态，为后续处理大规模、高维、非结构化数据和实现量子算法提供关键支撑。
本申请的一个实施例提供了一种量子态的制备方法，所述方法包括：
获得一组待制备原始数据，并确定每个所述待制备原始数据对应的第一地址；
预设待访存的第二地址并指定所述待制备原始数据和待制备目标量子态对应的映射关系；
基于所述第二地址和所述映射关系，构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址；
根据所述第三地址访问所述待制备原始数据，获得对应的目标量子态。
可选的，所述获得一组待制备原始数据之后，所述方法还包括：
根据获得的所述待制备原始数据，确定QRAM架构模型对应的内存布局。
可选的，所述确定每个所述待制备原始数据对应的第一地址，包括：
根据所述待制备原始数据，构造所述待制备原始数据对应的二叉树；
基于所述二叉树，为所述待制备原始数据分配分支，以获得每个所述待制备原始数据对应的第一地址。
可选的，所述基于所述第二地址和所述映射关系，构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址，包括：
根据所述映射关系，确定预设寻址算法；
根据所述内存布局，加载所述预设寻址算法，构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址。
可选的，所述构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址，包括：
通过以下方式构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址：
其中，αi表示复振幅，i表示第二地址，i′表示第三地址，x表示待制备原始数据。
可选的，所述根据所述第三地址访问所述待制备原始数据，获得对应的目标量子态，包括：
基于所述第三地址，确定所述第三地址对应的路径；
访问并获得所述路径对应的待制备原始数据，以生成所述待制备原始数据对应的目标量子态。
可选的，所述访问并获得所述路径对应的待制备原始数据，以生成所述待制备原始数据对应的目标量子态，包括：
通过以下方式生成所述待制备原始数据对应的目标量子态：
∑αi|i′>|x>→∑αi|i′>|di>
其中，di表示根据第三地址访问的待制备原始数据，|di>表示待制备原始数据对应的目标量子态。
本申请的又一实施例提供了一种量子态的制备装置，所述装置包括：
第一获得模块，用于获得一组待制备原始数据，并确定每个所述待制备原始数据对应的第一地址；
预设模块，用于预设待访存的第二地址并指定所述待制备原始数据和待制备目标量子态对应的映射关系；
构造模块，用于基于所述第二地址和所述映射关系，构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址；
第二获得模块，用于根据所述第三地址访问所述待制备原始数据，获得对应的目标量子态。
可选的，所述第一获得模块之后，所述装置还包括：
确定模块，用于根据获得的所述待制备原始数据，确定QRAM架构模型对应的内存布局。
可选的，所述第一获得模块，包括：
第一构造单元，用于根据所述待制备原始数据，构造所述待制备原始数据对应的二叉树；
获得单元，用于基于所述二叉树，为所述待制备原始数据分配分支，以获得每个所述待制备原始数据对应的第一地址。
可选的，所述构造模块，包括：
第一确定单元，用于根据所述映射关系，确定预设寻址算法；
第二构造单元，用于根据所述内存布局，加载所述预设寻址算法，构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址。
可选的，所述第二获得模块，包括：
第二确定单元，用于基于所述第三地址，确定所述第三地址对应的路径；
访问单元，用于访问并获得所述路径对应的待制备原始数据，以生成所述待制备原始数据对应的目标量子态。
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实现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实现上述任一项中所述的方法。
与现有技术相比，本发明首先获得一组待制备原始数据，并确定每个待制备原始数据对应的第一地址，预设待访存的第二地址并指定待制备原始数据和待制备目标量子态对应的映射关系，基于第二地址和映射关系，构造当前映射关系下的第二地址对应的第三地址，根据第三地址访问待制备原始数据，获得对应的目标量子态，它通过提出一种新的量子态制备方法，将经典数据转化为量子态，为后续处理大规模、高维、非结构化数据和实现量子算法提供关键支撑。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种量子态的制备方法的计算机终端的硬件结构框图；
图2是本发明实施例提供的一种量子态的制备方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种待制备原始数据对应的二叉树结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种量子态的制备装置的结构示意图。
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。
本发明实施例首先提供了一种量子态的制备方法，该方法可以应用于电子设备，如计算机终端，具体如普通电脑、量子计算机等。
下面以运行在计算机终端上为例对其进行详细说明。图1为本发明实施例提供的一种量子态的制备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量子态的制备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。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。
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，负责运行量子程序进而实现量子计算。而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，并最终实现量子计算。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，因受限于量子设备硬件的发展，通常需要进行量子计算模拟以验证量子算法、量子应用等等。量子计算模拟即借助普通计算机的资源搭建的虚拟架构(即量子虚拟机)实现特定问题对应的量子程序的模拟运行的过程。通常，需要构建特定问题对应的量子程序。本发明实施例所指量子程序，即是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。
量子线路作为量子程序的一种体现方式，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，本发明所述量子程序即指该条总的量子线路，其中，该总的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：一个量子程序可以由量子线路、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，时序即单个量子逻辑门被执行的时间顺序。
还需要说明的是，本发明涉及量子计算机，在基于硅芯片的普通计算设备中，处理芯片的单元是CMOS管，这种计算单元不受时间和想干性的限制，即，这种计算单元是不受使用时长限制，随时可用。此外，目前，在硅芯片中，这种计算单元的数量是充足的，即，目前一个芯片中的计算单元的数量是成千上万的。计算单元数量的充足且CMOS管可选择的计算逻辑是固定的，例如：与逻辑。借助CMOS管运算时，通过大量的CMOS管结合有限的逻辑功能，以实现运算效果。
与普通计算设备中的这种逻辑单元不同，目前量子计算机中，基本的计算单元是量子比特，量子比特的输入受相干性的限制，也受相干时间的限制，即，量子比特是受使用时长限制的，并不是随时可用的。在量子比特的可用使用时长内充分使用量子比特是量子计算的关键性难题。此外，量子计算机中量子比特的数量是量子计算的关键性难题。此外，量子计算机中量子比特的数量是量子计算机性能的代表指标之一，每个量子比特通过按需配置的逻辑功能实现计算功能，鉴于量子比特数量受限，而量子计算领域的逻辑功能是多样化的，例如：哈德玛门(Hadamard门，H门)、泡利-X门(X门)、泡利-Y门(Y门)、泡利-Z门(Z门)、RX门、RY门、RZ门、CNOT门、CR门、iSWAP门、Toffoli门等等。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。量子计算时，借助有限的量子比特结合多样的逻辑功能组合实现运算效果。
基于量子计算机的这些不同，逻辑功能作用在量子比特的设计(包括量子比特使用与否的设计以及每个量子比特使用效率的设计)是提升量子计算机的运算性能的关键，且需要进行特殊的设计。而上述针对量子比特的设计是普通计算设备所不需要考虑的、也不需要面对的技术问题。
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，一般需要使用一组正交完备的基向量描述，其通常使用的计算基在量子算法(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个计算基的叠加态，8个计算基是指：|000>、|001>、|010>、|011>、|100>、|101>、|110>、|111>，每个计算基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，量子态是各基向量组成的叠加态，当其他基的概率幅为0时，即处于其中一个确定的基向量。
在量子力学中，所有的可测量的力学量都可以用一个厄密矩阵来描述，厄密矩阵的定义是，该矩阵的转置共轭即是该矩阵本身，即有：这样的矩阵通常称之为测量算符，非零算符都会有至少一个不为0的本征值λ以及与之对应的本征态|ψ>，满足H|ψ>＝λ|ψ>，如果算符H的本征值对应的是某一个体系的能级分布，那么这样的算符也可以称其为哈密顿量(Hamiltonian)。
根据含时薛定谔方程，从一个态|ψ(t＝0)>开始演化到另一个态|ψ(t＝T)>是利用酉算符完成的，即U(0,T)|ψ(t＝0)>＝|ψ(t＝T)>，其中，哈密顿量和酉算符的关系是，如果一个量子态在某个系统下自然演化，描述该系统的能量即哈密顿量，则酉算符可以由哈密顿量写出：
当系统从时间0开始，且哈密顿量不随时间变化时，酉算符即U＝exp(-iHt)。在封闭系统的量子计算中，除测量外，所有的量子操作都可以用一个酉矩阵来描述，酉矩阵的定义是，该矩阵的转置共轭即是该矩阵的逆，即有：一般来说，酉算符在量子计算中也称之为量子逻辑门。
参见图2，图2为本发明实施例提供的一种量子态的制备方法的流程示意图，可以包括如下步骤：
S201：获得一组待制备原始数据，并确定每个所述待制备原始数据对应的第一地址。
具体的，待制备原始数据可以是经典数据，例如一组向量，如待制备原始数据是一组包含16个元素的向量b＝[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15]。
需要说明的是，获得一组待制备原始数据之后，还可以包括：根据获得的待制备原始数据，确定QRAM架构模型对应的内存布局。
其中，根据待制备原始数据的大小，可以确定QRAM架构模型的首地址、内存布局和数据类型。首地址可以理解为变量所占的存储区域中的第一个单元的地址，内存布局包括确定地址比特和数据比特，数据类型可以为复数数据类型、int或double等。
接上述示例，待制备原始数据是一组包含16个元素的向量，因此若要制备16个元素对应的量子态至少需要4个量子比特，分别为[q0,q1,q2,q3]，此时可以指定q0和q1为地址比特，q2和q3为数据比特，也可以指定q0和q2为地址比特，q1和q3为数据比特，在此不做限定。
因此，通过首地址、内存布局及相应的数据类型可以初始化一个QRAM架构模型，首地址、内存布局主要决定QRAM架构模型模拟时对应的各个物理量子比特，对应的数据类型主要描述将要进行量子态制备的待制备原始数据。
在一种可选的实施方式中，确定每个待制备原始数据对应的第一地址，可以包括：
1.根据所述待制备原始数据，构造所述待制备原始数据对应的二叉树。
具体的，二叉树是一种很重要的非线性数据结构，它的特点是每个节点最多有两个后节点，且其子树有左右之分。
本申请中构造待制备原始数据对应的二叉树结构可以理解为一种倒置的二叉树结构，每个树的节点包括一个qubit和一个qutrit，其中qutrit用于指示路径，称作第一地址(router)；qubit用来储存数据，称作data。
2.基于所述二叉树，为所述待制备原始数据分配分支，以获得每个所述待制备原始数据对应的第一地址。
示例性的，参见图3，图3为本发明实施例提供的一种待制备原始数据对应的二叉树结构示意图，包括16个叶子节点，可以分别对应上述包含16个元素的向量，以根节点为起点，获得待制备原始数据的路径及其第一地址，示例性的，上述向量b＝[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15]中的元素0对应的路径可以表示为0→0→0→0，因此元素0对应的第一地址为[0000]，按照相同的方法和原理，可以获取其余待制备原始数据对应的第一地址，在此不再赘述。
S202：预设待访存的第二地址并指定所述待制备原始数据和待制备目标量子态对应的映射关系。
具体的，待访存的第二地址为用户预先设定的，例如预设待访存的第二地址为[0011]，指定待制备原始数据和待制备目标量子态对应的映射关系，例如为mod 2加法，其中，映射方式的主要作用是将QRAM架构模型和量子虚拟机结合，从而能将QRAM架构模型功能融入到与量子计算相关的量子软件中。至于映射，简单地说，就是两个同构集合之间的对应关系，
需要说明的是，对于多次的QRAM操作需要满足映射的轮换性。
S203：基于所述第二地址和所述映射关系，构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址。
具体的，基于所述第二地址和所述映射关系，构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址，可以包括：
步骤1：根据所述映射关系，确定预设寻址算法。
步骤2：根据所述内存布局，加载所述预设寻址算法，构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址。
示例性的，待制备原始数据和待制备目标量子态对应的映射关系为mod 2加法，预设待访存的第二地址为[0011]，其中，第二地址内存布局的前两位[00]为地址比特，后两位[11]为数据比特，通过预设寻址算法，即00异或11，表示为：得到当前映射关系下的第二地址对应的第三地址[1111]。
在一种可选的实施方式中，构造当前映射关系下的第二地址对应的第三地址，可以表示为：
其中，αi表示复振幅，i表示第二地址，i′表示第三地址，x表示待制备原始数据。
S204：根据所述第三地址访问所述待制备原始数据，获得对应的目标量子态。
具体的，根据所述第三地址访问所述待制备原始数据，获得对应的目标量子态，可以包括：基于所述第三地址，确定所述第三地址对应的路径；根据所述第三地址对应的路径，访问并获得所述路径对应的待制备原始数据，以生成所述待制备原始数据对应的目标量子态。
其中，访问并获得所述路径对应的待制备原始数据，以生成所述待制备原始数据对应的目标量子态，包括：
通过以下方式生成所述待制备原始数据对应的目标量子态：
∑αi|i′>|x＞→∑αi|i′＞|di＞
其中，di表示根据第三地址访问的待制备原始数据，|di>表示待制备原始数据对应的目标量子态。
示例性的，参见图3，首先可以根据第三地址[1111]，获取第三地址对应的路径并进行标记或点亮(Route)，其次根据第三地址对应的路径将对应的待访问原始数据复制出来(Data Fetch)，即复制并获得原始数据15，然后获得对应的目标量子态|1111>，最后可以将整个系统进行还原并恢复原状，以方便进行下一次量子态制备操作。
通过上述步骤，实现了对数据的叠加态寻址，访问对应的数据，从而可以载入对应的数据(类比于经典计算机指令系统中的load操作)，通过经典控制器完成一组classical-control not操作，来完成经典数据到量子数据的转化工作，最终实现对量子态的构造。
可见，本发明首先获得一组待制备原始数据，并确定每个待制备原始数据对应的第一地址，预设待访存的第二地址并指定待制备原始数据和待制备目标量子态对应的映射关系，基于第二地址和映射关系，构造当前映射关系下的第二地址对应的第三地址，根据第三地址访问待制备原始数据，获得对应的目标量子态，它通过提出一种新的量子态制备方法，将经典数据转化为量子态，为后续处理大规模、高维、非结构化数据和实现量子算法提供关键支撑。
参见图4，图4为本发明实施例提供的一种量子态的制备装置的结构示意图，与图2所示的流程相对应，可以包括：
第一获得模块401，用于获得一组待制备原始数据，并确定每个所述待制备原始数据对应的第一地址；
预设模块402，用于预设待访存的第二地址并指定所述待制备原始数据和待制备目标量子态对应的映射关系；
构造模块403，用于基于所述第二地址和所述映射关系，构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址；
第二获得模块404，用于根据所述第三地址访问所述待制备原始数据，获得对应的目标量子态。
具体的，所述第一获得模块之后，所述装置还包括：
确定模块，用于根据获得的所述待制备原始数据，确定QRAM架构模型对应的内存布局。
具体的，所述第一获得模块，包括：
第一构造单元，用于根据所述待制备原始数据，构造所述待制备原始数据对应的二叉树；
获得单元，用于基于所述二叉树，为所述待制备原始数据分配分支，以获得每个所述待制备原始数据对应的第一地址。
具体的，所述构造模块，包括：
第一确定单元，用于根据所述映射关系，确定预设寻址算法；
第二构造单元，用于根据所述内存布局，加载所述预设寻址算法，构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址。
具体的，所述第二获得模块，包括：
第二确定单元，用于基于所述第三地址，确定所述第三地址对应的路径；
访问单元，用于访问并获得所述路径对应的待制备原始数据，以生成所述待制备原始数据对应的目标量子态。
与现有技术相比，本发明首先获得一组待制备原始数据，并确定每个待制备原始数据对应的第一地址，预设待访存的第二地址并指定待制备原始数据和待制备目标量子态对应的映射关系，基于第二地址和映射关系，构造当前映射关系下的第二地址对应的第三地址，根据第三地址访问待制备原始数据，获得对应的目标量子态，它通过提出一种新的量子态制备方法，将经典数据转化为量子态，为后续处理大规模、高维、非结构化数据和实现量子算法提供关键支撑。
本发明实施例还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实现上述任一项中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实现以下步骤的计算机程序：
S201：获得一组待制备原始数据，并确定每个所述待制备原始数据对应的第一地址；
S202：预设待访存的第二地址并指定所述待制备原始数据和待制备目标量子态对应的映射关系；
S203：基于所述第二地址和所述映射关系，构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址；
S204：根据所述第三地址访问所述待制备原始数据，获得对应的目标量子态。
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实现上述任一项中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实现以下步骤：
S201：获得一组待制备原始数据，并确定每个所述待制备原始数据对应的第一地址；
S202：预设待访存的第二地址并指定所述待制备原始数据和待制备目标量子态对应的映射关系；
S203：基于所述第二地址和所述映射关系，构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址；
S204：根据所述第三地址访问所述待制备原始数据，获得对应的目标量子态。
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 (10)

1.一种量子态的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
获得一组待制备原始数据，并确定每个所述待制备原始数据对应的第一地址；
预设待访存的第二地址并指定所述待制备原始数据和待制备目标量子态对应的映射关系；
基于所述第二地址和所述映射关系，构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址；
根据所述第三地址访问所述待制备原始数据，获得对应的目标量子态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得一组待制备原始数据之后，所述方法还包括：
根据获得的所述待制备原始数据，确定QRAM架构模型对应的内存布局。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定每个所述待制备原始数据对应的第一地址，包括：
根据所述待制备原始数据，构造所述待制备原始数据对应的二叉树；
基于所述二叉树，为所述待制备原始数据分配分支，以获得每个所述待制备原始数据对应的第一地址。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二地址和所述映射关系，构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址，包括：
根据所述映射关系，确定预设寻址算法；
根据所述内存布局，加载所述预设寻址算法，构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址，包括：
通过以下方式构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址：
其中，αi表示复振幅，i表示第二地址，i′表示第三地址，x表示待制备原始数据。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三地址访问所述待制备原始数据，获得对应的目标量子态，包括：
基于所述第三地址，确定所述第三地址对应的路径；
访问并获得所述路径对应的待制备原始数据，以生成所述待制备原始数据对应的目标量子态。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述访问并获得所述路径对应的待制备原始数据，以生成所述待制备原始数据对应的目标量子态，包括：
通过以下方式生成所述待制备原始数据对应的目标量子态：
∑αi|i′>|x>→∑αi|′>|i>
其中，di表示根据第三地址访问的待制备原始数据，|i>表示待制备原始数据对应的目标量子态。
8.一种量子态的制备装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获得模块，用于获得一组待制备原始数据，并确定每个所述待制备原始数据对应的第一地址；
预设模块，用于预设待访存的第二地址并指定所述待制备原始数据和待制备目标量子态对应的映射关系；
构造模块，用于基于所述第二地址和所述映射关系，构造当前所述映射关系下的所述第二地址对应的第三地址；
第二获得模块，用于根据所述第三地址访问所述待制备原始数据，获得对应的目标量子态。
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实现所述权利要求1至7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实现所述权利要求1至7任一项中所述的方法。
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