申请/专利权人：西安电子科技大学

申请日：2022-02-28

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN114565100B

主分类号：G06N10/70

分类号：G06N10/70

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2022.06.17#实质审查的生效;2022.05.31#公开

摘要：本发明提出了一种基于边界的量子表面码逻辑H门的实现方法，主要解决现有技术因比特资源消耗和测量次数较多而导致逻辑H门实现效率较低的问题。其实现方案是：构建基于边界的表面码模型得到其逻辑状态的码字矩阵；对码字矩阵做横截H变换；根据较少时隙和就近准则，推导得到与码距d对应的最少交换次数n和最少时隙t，利用双量子比特交换门SWAP对处于两个不同位置的数据比特进行交换进行数据比特交换；对初始码字矩阵以及交换比特后的码字矩进行整理并对比验证。本发明减小比特资源消耗和避免测量，提高量子表面码逻辑H门的实现效率，可用于量子纠错。

主权项：1.一种基于边界的量子表面码逻辑H门的实现方法，其特征在于，包括：1构建基于边界的表面码模型得到逻辑状态对应的码字矩阵：1a设模型边长为码距d；设X型稳定子的数量和Z型稳定子的数量均为k，数据比特的个数为2k+1，编码逻辑比特的个数为额外自由度，即数据比特个数与稳定子个数之差，且满足2k+1-2k＝1；1b根据上述确定的编码逻辑比特的个数，构建对应的表示为|0L或|1L单逻辑比特的码字矩阵：|0L＝I+X1...I+Xk|00...02k+1个0|1L＝I+X1...I+XkXL|00..02k+1个0其中，Xk表示第k个X型稳定子对应的操作，Zk表示第k个Z型稳定子对应的操作，XL表示逻辑操作，|00...02k+1个0表示一个初始的码字；2对|0L和|1L单逻辑比特的码字矩阵做横截H变换：2a对码字矩阵中的每一位数据比特进行H变换，即将比特|0变换成比特|+，将比特|1变换成比特|-，表示为：|0→|+＝|0+|1|1→|-＝|0-|1其中，|+是|0和|1的叠加态，|-是|0和-|1的叠加态；2b对于变换后的码字矩阵进行简化处理，保证矩阵中的每一个码字都是唯一的且不存在符号相反的码字；3进行数据比特交换：3a根据较少时隙和就近准则，推导得到与码距d对应的最少交换次数n和最少时隙t；关系式如下： t＝4d-5；3b按照3a得到次数n和最少时隙t，通过双量子比特交换门SWAP对处于两个不同位置的数据比特进行交换，使所有比特的位置相对于初始位置要向左或向右旋转90度，得到交换后的码字矩阵；4对初始码字矩阵以及交换比特后的码字矩阵进行整理并对比验证：4a对1中得到的初始码字矩阵进行组合，得到逻辑状态|0L+|1L和|0L-|1L对应的码字矩阵；4b对3中交换比特后的码字矩阵和4a中得到的码字矩阵进行比较：若两者相同，则得到模型编码的单逻辑比特的状态变化为：|0L→|0L+|1L＝|+L|1L→|0L-|1L＝|-L即实现逻辑H门；若两者不相同，则没有实现逻辑H门。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安电子科技大学 基于边界的量子表面码逻辑H门的实现方法

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