申请/专利权人：中国科学技术大学

申请日：2021-07-29

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN113609806B

主分类号：G06F30/337

分类号：G06F30/337

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2021.11.23#实质审查的生效;2021.11.05#公开

摘要：本发明提出一种结合子图同构的量子线路程序通用变换方法，将量子线路表示成顶点为单量子门或双量子门、边为弧尾结点依赖的量子比特信息的DAG；并在这种DAG上提出子图同构的QVF算法解决线路的模式匹配问题，并基于线路匹配信息设计子图替换算法。本发明还引入量子线路等价关系的模式描述格式，并定义通用模式和合并模式两种具体模式类别及其描述格式，使得重写方法能够处理诸如线路优化、线路转换等重写问题。在IBM和ScaffCC提供的量子测试程序集上的实验表明，本发明的方法实现的连续单量子门优化能够对量子程序规模提供10％的优化率。

主权项：1.一种结合子图同构的量子线路程序通用变换方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、输入量子程序，基于线路模型，将量子线路转换成有向无环图DAG表示；步骤2、模式调度器进行判断，如果用户没有给模式调度器指定调度规则，则直接从模式库中随机选出模式；如果模式调度器存在用户指定的规则，则根据指定规则选出一条模式；如果模式库为空，则算法终止；步骤3、模式调度器根据模式的种类选择合适的例程执行处理；具体的，如果为通用模式，则执行步骤4；如果为合并模式，则执行步骤5；步骤4、执行通用模式，其包含要查找的子线路，以及用于替换的子线路，两者均具有固定的结构；完成后返回步骤2；步骤5、执行合并模式，找到连续的合并模式指定的单量子门，再由合并模式指定的处理函数进行处理，完成后返回步骤2；所述步骤1中，将量子线路转换成DAG表示，是指将量子线路表示成顶点为单量子门或双量子门、边为弧尾结点依赖的量子比特信息的DAG；所述量子线路的DAG表示定义如下：定义1量子线路的DAG表示：一个量子线路的DAG表示被定义为一个三元组G＝Q，V，E，其中Q＝{0，1，2，...}包含量子线路所作用的量子比特索引值，V和E分别表示DAG中的顶点集合和边集；DAG中的每一个顶点v＝op，qlist，angle∈V对应于量子线路中的一个门，其中op代表门操作类型，qlist和angle存储的是量子比特参数和可能存在的旋转角度；每条边e＝vi，vj，q∈E表示门vi到vj之间的量子比特依赖关系，即门vj依赖于门vi作用后的量子比特q∈Q的状态，并且q满足q∈vi.qlist和q∈vj.qlist；所述步骤4中，执行通用模式，其包含要查找的子线路，以及用于替换的子线路，两者均具有固定的结构，具体包括：步骤4.1、给定原始线路和模式线路的DAG表示，执行QVF量子线路模式匹配算法；步骤4.2、经过匹配后输出同构映射列表作为匹配线路上下文；步骤4.3、给定原始线路和替代子线路的DAG表示，结合步骤4.2中的匹配线路上下文执行子图替换算法。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学技术大学 一种结合子图同构的量子线路程序通用变换方法

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