CN117669757A - 一种哈密顿量的构造方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种哈密顿量的构造方法及装置，方法包括：首先获得待模拟***对应的矩阵A，根据待模拟***对应的矩阵A，确定待模拟***的泡利算符形式的权加张乘，根据泡利算符形式的权加张乘，确定待模拟***对应的哈密顿量H，它通过提供一种新的哈密顿量的构造方法，提高了哈密顿量表征的准确度，有利于***模拟和后续应用需求的解决。
Description
技术领域
本发明属于量子计算技术领域，特别是一种哈密顿量的构造方法及装置。
背景技术
哈密顿量是一个与物理***总能量有关的物理量，它可以表示一个***整体的能量。对于某些***而言，可以对该***构建相关的时间演化线路进行模拟，在这之前，需要对***中的哈密顿量进行表征。
哈密顿量的模拟是量子计算中一个基础但又十分重要的工作，目前，现有技术中，可以通过定义一个容器的形式来创建哈密顿量，容器中的元素应为哈密顿量中的每一项的系数与其泡利算符。通过这种方式构建的哈密顿量，仅仅描述了两个量子比特之间的一种简单相互作用。
因此，对于需要研究的一个复杂待模拟***来说，如何设计合理的方式和高效的数据结构来表征待模拟***的哈密顿量，对后续的模拟演化操作尤为重要，这是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种哈密顿量的构造方法及装置，以解决现有技术中的不足，它通过提供一种新的哈密顿量的构造方法，提高了哈密顿量表征的准确度，有利于***模拟和后续应用需求的解决。
本申请的一个实施例提供了一种哈密顿量的构造方法，所述方法包括：
获得待模拟***对应的矩阵A；
根据所述待模拟***对应的矩阵A，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘；
根据所述泡利算符形式的权加张乘，确定所述待模拟***对应的哈密顿量H。
可选的，所述根据所述待模拟***对应的矩阵A，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘，包括：
将所述待模拟***对应的矩阵A中的非零元素下标转换成二进制形式，其中，所述矩阵A为方阵且方阵中的元素类型为复数；
基于所述矩阵A中的非零元素下标的二进制表示形式，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘。
可选的，所述将所述待模拟***对应的矩阵A中的非零元素下标转换成二进制形式，包括：
通过以下表达式将所述矩阵A中的非零元素下标转换成二进制表示形式：
其中，所述s为矩阵A中非0元素的迭代指标，所述k、j分别表示矩阵A中非零元素Akj对应的行下标和列下标，所述m满足1≤m≤n，所述n为十进制行下标或十进制列下标换算为二进制后的位数。
可选的，所述基于所述矩阵A中的非零元素下标的二进制表示形式，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘，包括：
根据矩阵A中的非零元素下标的二进制表示形式，将矩阵A中的每一项展开并重新表示为新的矩阵A′；
根据所述新的矩阵A′的每一项中子项的值，确定所述新的矩阵A′的每一项中子项对应的逻辑门类型；
根据所述新的矩阵A′中每一项中子项对应的逻辑门类型，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘。
可选的，所述矩阵A表示为：
所述新的矩阵A′表示为：
其中，所述S′为矩阵A中的非零元素的集合。
可选的，所述新的矩阵A′的每一项中子项的值包括：|0><0|、|0><1|、|1><0|、|1><1|中的一种或其组合；所述确定所述新的矩阵A′的每一项中子项对应的逻辑门类型，包括：
其中，所述X为泡利X门，所述Y为泡利Y门，所述Z为泡利Z门，所述I为二维单位矩阵，i为虚数。
可选的，所述根据所述泡利算符形式的权加张乘，确定所述待模拟***对应的哈密顿量H，包括：
通过以下算式确定所述待模拟***对应的哈密顿量H：
其中，所述H为待模拟***对应的哈密顿量，所述K为项数，所述CK为权重系数，所述p为迭代指标，所述M表示所需的量子比特个数，所述
本申请的又一实施例提供了一种哈密顿量的构造装置，所述装置包括：
获得模块，用于获得待模拟***对应的矩阵A；
第一确定模块，用于根据所述待模拟***对应的矩阵A，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘；
第二确定模块，用于根据所述泡利算符形式的权加张乘，确定所述待模拟***对应的哈密顿量H。
可选的，所述第一确定模块，包括：
转换单元，用于将所述待模拟***对应的矩阵A中的非零元素下标转换成二进制形式，其中，所述矩阵A为方阵且方阵中的元素类型为复数；
第一确定单元，用于基于所述矩阵A中的非零元素下标的二进制表示形式，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘。
可选的，所述转换单元，包括：
转换子单元，用于通过以下表达式将所述矩阵A中的非零元素下标转换成二进制表示形式：
其中，所述s为矩阵A中非0元素的迭代指标，所述k、j分别表示矩阵A中非零元素Akj对应的行下标和列下标，所述m满足1≤m≤n，所述n为十进制行下标或十进制列下标换算为二进制后的位数。
可选的，所述第一确定单元，包括：
展开子单元，用于根据矩阵A中的非零元素下标的二进制表示形式，将矩阵A中的每一项展开并重新表示为新的矩阵A′；
第一确定子单元，用于根据所述新的矩阵A′的每一项中子项的值，确定所述新的矩阵A′的每一项中子项对应的逻辑门类型；
第二确定子单元，用于根据所述新的矩阵A′中每一项中子项对应的逻辑门类型，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘。
可选的，所述第二确定模块，包括：
第二确定单元，用于通过以下算式确定所述待模拟***对应的哈密顿量H：
其中，所述H为待模拟***对应的哈密顿量，所述K为项数，所述CK为权重系数，所述p为迭代指标，所述M表示所需的量子比特个数，所述
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执行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执行上述任一项中所述的方法。
与现有技术相比，本发明首先获得待模拟***对应的矩阵A，根据待模拟***对应的矩阵A，确定待模拟***的泡利算符形式的权加张乘，根据泡利算符形式的权加张乘，确定待模拟***对应的哈密顿量H，它通过提供一种新的哈密顿量的构造方法，提高了哈密顿量表征的准确度，有利于***模拟和后续应用需求的解决。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种哈密顿量的构造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哈密顿量的构造方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种哈密顿量的构造装置的结构示意图。
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哈密顿量的构造方法，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哈密顿量的构造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哈密顿量的构造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***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。
需要说明的是，经典计算中，最基本的单元是比特，而最基本的控制模式是逻辑门，可以通过逻辑门的组合来达到控制电路的目的。类似地，处理量子比特的方式就是量子逻辑门。使用量子逻辑门，能够使量子态发生演化，量子逻辑门是构成量子线路的基础，量子逻辑门包括单比特量子逻辑门，如Hadamard门(H门，哈德玛门)、泡利－X门(X门)、泡利－Y门(Y门)、泡利－Z门(Z门)、RX门、RY门、RZ门等等；多比特量子逻辑门，如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。
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：H+＝H，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***下自然演化，描述该***的能量即哈密顿量，则酉算符可以由哈密顿量写出：
当***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***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：U+U＝UU+＝UU-1＝U-1U＝I。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哈密顿量的构造方法的流程示意图，可以包括如下步骤：
S201：获得待模拟***对应的矩阵A。
具体的，待模拟***可以是后续需要进行量子计算模拟的***，待模拟***可以是方程、分子或者是其他物理封闭***，其中，每一个待模拟***都可以利用矩阵来描述。
S202：根据所述待模拟***对应的矩阵A，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘。
具体的，根据所述待模拟***对应的矩阵A，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘，可以包括：
1.将所述待模拟***对应的矩阵A中的非零元素下标转换成二进制形式，其中，所述矩阵A为方阵且方阵中的元素类型为复数。
具体的，可以定义矩阵A是一个矩阵N×N的方阵，且方阵中的元素类型为复数。即，对于任意给定的方阵(元素类型为复数，表现形式为a+bi)，本申请的方案可以将该方阵分解成实数(对应计算中为浮点数)和量子线路的线性组合。
其中，将所述待模拟***对应的矩阵A中的非零元素下标转换成二进制形式，可以包括：
通过以下表达式将所述矩阵A中的非零元素下标转换成二进制表示形式：
其中，所述s为矩阵A中非0元素的迭代指标，所述k、j分别表示矩阵A中非零元素Akj对应的行下标和列下标，所述m满足1≤m≤n，所述n为十进制行下标或十进制列下标换算为二进制后的位数。
2.基于所述矩阵A中的非零元素下标的二进制表示形式，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘。
具体的，所述基于所述矩阵A中的非零元素下标的二进制表示形式，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘，可以包括：
步骤1：根据矩阵A中的非零元素下标的二进制表示形式，将矩阵A中的每一项展开并重新表示为新的矩阵A′；
步骤2：根据所述新的矩阵A′的每一项中子项的值，确定所述新的矩阵A′的每一项中子项对应的逻辑门类型；
步骤3：根据所述新的矩阵A′中每一项中子项对应的逻辑门类型，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘。
具体的，所述矩阵A表示为：
所述新的矩阵A′表示为：
其中，所述S′为矩阵A中的非零元素的集合或者也可以理解为未合并系数前的线性组合的项数。根据矩阵A′的表示形式，其中，的值只可能是0或1，/>的值也只可能是0或1。也就是说，对于矩阵A′中的每一项中的子项/>其值只能为|0><0|、|0><1|、|1><0|、|1><1|中的一种。
具体的，所述新的矩阵A′的每一项中子项的值包括：|0><0|、|0><1|、|1><0|、|1><1|中的一种或其组合。
根据矩阵A′中的每一项中的子项取值状况，则可以定义每一种取值对应一个由泡利形式的逻辑门和二维单位矩阵I组合形成的逻辑门类型，所述确定所述新的矩阵A′的每一项中子项对应的逻辑门类型，包括：
其中，所述X为泡利X门，所述Y为泡利Y门，所述Z为泡利Z门，所述I为二维单位矩阵，i为虚数。
S203：根据所述泡利算符形式的权加张乘，确定所述待模拟***对应的哈密顿量H。
具体的，哈密顿量是待模拟***所有粒子的动能的总和加上与***相关的粒子的势能。对于不同的情况或数量的粒子，哈密顿量是不同的，因为它包括粒子的动能之和以及对应于这种情况的势能函数，一般用H表示。在量子力学中，经典力学的物理量变为相应的算符，哈密顿量对应的正是哈密顿算符。
在一种可选的实施方式中，基于目标***的力学分析，就可以获得此***的哈密顿量，获取目标体系对应的费米子哈密顿量需要借助创造算符和湮灭算符来实现，它们满足反对易关系。
在另一种可选的实施方式中，通过以下算式确定所述待模拟***对应的哈密顿量H：
其中，所述H为待模拟***对应的哈密顿量，所述K为项数，所述CK为权重系数，所述p为迭代指标，所述M表示所需的量子比特个数，所述
可见，本发明首先获得待模拟***对应的矩阵A，根据待模拟***对应的矩阵A，确定待模拟***的泡利算符形式的权加张乘，根据泡利算符形式的权加张乘，确定待模拟***对应的哈密顿量H，它通过提供一种新的哈密顿量的构造方法，提高了哈密顿量表征的准确度，有利于***模拟和后续应用需求的解决。
参见图3，图3为本发明实施例提供的一种哈密顿量的构造装置的结构示意图，与图2所示的流程相对应，可以包括：
获得模块301，用于获得待模拟***对应的矩阵A；
第一确定模块302，用于根据所述待模拟***对应的矩阵A，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘；
第二确定模块303，用于根据所述泡利算符形式的权加张乘，确定所述待模拟***对应的哈密顿量H。
具体的，所述第一确定模块，包括：
转换单元，用于将所述待模拟***对应的矩阵A中的非零元素下标转换成二进制形式，其中，所述矩阵A为方阵且方阵中的元素类型为复数；
第一确定单元，用于基于所述矩阵A中的非零元素下标的二进制表示形式，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘。
具体的，所述转换单元，包括：
转换子单元，用于通过以下表达式将所述矩阵A中的非零元素下标转换成二进制表示形式：
其中，所述s为矩阵A中非0元素的迭代指标，所述k、j分别表示矩阵A中非零元素Akj对应的行下标和列下标，所述m满足1≤m≤n，所述n为十进制行下标或十进制列下标换算为二进制后的位数。
具体的，所述第一确定单元，包括：
展开子单元，用于根据矩阵A中的非零元素下标的二进制表示形式，将矩阵A中的每一项展开并重新表示为新的矩阵A′；
第一确定子单元，用于根据所述新的矩阵A′的每一项中子项的值，确定所述新的矩阵A′的每一项中子项对应的逻辑门类型；
第二确定子单元，用于根据所述新的矩阵A′中每一项中子项对应的逻辑门类型，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘。
具体的，所述第二确定模块，包括：
第二确定单元，用于通过以下算式确定所述待模拟***对应的哈密顿量H：
其中，所述H为待模拟***对应的哈密顿量，所述K为项数，所述CK为权重系数，所述p为迭代指标，所述M表示所需的量子比特个数，所述
与现有技术相比，本发明首先获得待模拟***对应的矩阵A，根据待模拟***对应的矩阵A，确定待模拟***的泡利算符形式的权加张乘，根据泡利算符形式的权加张乘，确定待模拟***对应的哈密顿量H，它通过提供一种新的哈密顿量的构造方法，提高了哈密顿量表征的准确度，有利于***模拟和后续应用需求的解决。
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执行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执行以下步骤的计算机程序：
S201：获得待模拟***对应的矩阵A；
S202：根据所述待模拟***对应的矩阵A，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘；
S203：根据所述泡利算符形式的权加张乘，确定所述待模拟***对应的哈密顿量H。
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执行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执行以下步骤：
S201：获得待模拟***对应的矩阵A；
S202：根据所述待模拟***对应的矩阵A，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘；
S203：根据所述泡利算符形式的权加张乘，确定所述待模拟***对应的哈密顿量H。
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)
1.一种哈密顿量的构造方法，其特征在于，所述方法包括：
获得待模拟***对应的矩阵A；
根据所述待模拟***对应的矩阵A，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘；
根据所述泡利算符形式的权加张乘，确定所述待模拟***对应的哈密顿量H。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待模拟***对应的矩阵A，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘，包括：
将所述待模拟***对应的矩阵A中的非零元素下标转换成二进制形式，其中，所述矩阵A为方阵且方阵中的元素类型为复数；
基于所述矩阵A中的非零元素下标的二进制表示形式，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述待模拟***对应的矩阵A中的非零元素下标转换成二进制形式，包括：
通过以下表达式将所述矩阵A中的非零元素下标转换成二进制表示形式：
其中，所述s为矩阵A中非0元素的迭代指标，所述k、j分别表示矩阵A中非零元素Akj对应的行下标和列下标，所述m满足1≤m≤n，所述n为十进制行下标或十进制列下标换算为二进制后的位数。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述矩阵A中的非零元素下标的二进制表示形式，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘，包括：
根据矩阵A中的非零元素下标的二进制表示形式，将矩阵A中的每一项展开并重新表示为新的矩阵A′；
根据所述新的矩阵A′的每一项中子项的值，确定所述新的矩阵A′的每一项中子项对应的逻辑门类型；
根据所述新的矩阵A′中每一项中子项对应的逻辑门类型，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述矩阵A表示为：
所述新的矩阵A′表示为：
其中，所述S′为矩阵A中的非零元素的集合。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述新的矩阵A′的每一项中子项的值包括：|0><0|、|0><1|、|1><0|、|1><1|中的一种或其组合；所述确定所述新的矩阵A′的每一项中子项对应的逻辑门类型，包括：
其中，所述X为泡利X门，所述Y为泡利Y门，所述Z为泡利Z门，所述I为二维单位矩阵，i为虚数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述泡利算符形式的权加张乘，确定所述待模拟***对应的哈密顿量H，包括：
通过以下算式确定所述待模拟***对应的哈密顿量H：
其中，所述H为待模拟***对应的哈密顿量，所述K为项数，所述CK为权重系数，所述p为迭代指标，所述M表示所需的量子比特个数，所述
8.一种哈密顿量的构造装置，其特征在于，所述装置包括：
获得模块，用于获得待模拟***对应的矩阵A；
第一确定模块，用于根据所述待模拟***对应的矩阵A，确定所述待模拟***的泡利算符形式的权加张乘；
第二确定模块，用于根据所述泡利算符形式的权加张乘，确定所述待模拟***对应的哈密顿量H。
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执行所述权利要求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执行所述权利要求1至7任一项中所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211060394.0A CN117669757A (zh) | 2022-08-31 | 2022-08-31 | 一种哈密顿量的构造方法及装置 |
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