HHL量子算法的普适量子线路设计

作     者：季雯 叶宾 JI Wen;YE Bin

作者机构：中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221116 地下空间智能控制教育部工程研究中心江苏徐州221116 

基　　金：徐州市科技计划项目(KC22286) 河南省网络密码技术重点实验室研究课题(LNCT2019-S06) 

出 版 物：《量子电子学报》 (Chinese Journal of Quantum Electronics)

年 卷 期：2023年第40卷第5期

页      码：747-758页

摘      要：HHL(Harrow-Hassidim-Lloyd)量子算法实现了近似求解线性方程组Ax=b,是许多复杂量子算法的重要组成部分。尽管HHL量子算法相比于经典算法能够实现指数级加速,但是目前HHL量子算法大多为抽象的算法描述或分析,所设计出的量子线路规模很小,且不具有普适性。在分析HHL量子算法原理的基础上,使用通用量子门自上而下地设计了算法的关键模块,包括酉矩阵的通用量子门分解模块、量子相位估计模块、量子全加器与乘法器模块、量子态条件旋转变换模块等,从而实现了求解线性方程组的普适量子线路。利用IBM qiskit量子计算开发平台进行的量子仿真实验表明,所设计的HHL量子线路能够求解一般形式的线性方程组,且易于扩展为中大规模的量子线路。

主 题 词：量子计算 HHL量子算法 量子线路 量子相位估计 IBM qiskit平台 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 081202[081202] 0812[工学-测绘类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1007-5461.2023.05.014

馆 藏 号：203123877...