本发明属于量子计算，特别是一种量子线路的构建方法及装置。
背景技术：
1、现阶段，nisq计算机的噪声水平较高，无法发挥容错量子算法相对于经典算法的指数加速效果，而变分量子算法为使用nisq计算机获得加速提供了潜在的可能。
2、变分量子算法是一种量子-经典混合算法，主要包括变分量子本征求解器(vqe)和量子近似优化算法(qaoa)，这类算法可以将待解决问题的代价函数转化为哈密顿量，并为其配置一个由参数化量子线路表征的搜索目标量子态的希尔伯特空间，然后通过梯度下降等经典优化方法更新参数来寻找该哈密顿量在此空间上期望的最小值(基态能量)，而此最小值对应的量子态就可以看作是上述待解决问题的解。
3、由于vqe算法的执行效率严重依赖于拟设量子线路(ansatz)的设计，也就是上述用于搜索目标量子态的参数化量子线路。因此，如何基于待求解问题构建将搜索空间更精准的限制在合理维度内的量子线路，从而降低拟设量子线路的参数量，实现搜索空间维度的指数降低，加快经典优化的收敛速度，成为一个亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种量子线路的构建方法及装置，以解决现有技术中的不足，它通过基于待求解问题构建将搜索空间精准限制在合理维度内的量子线路，从而降低拟设线路的参数量，实现搜索空间维度的指数降低，加快经典优化的收敛速度。
2、本技术的一个实施例提供了一种量子线路的构建方法，所述方法包括：
3、获得待求解问题的第一信息、第二信息以及一组量子比特，其中，所述量子比特的数量根据所述第一信息确定；
4、根据所述第二信息，确定作用于所述量子比特上的量子逻辑门的数量、所述量子逻辑门的作用时序以及所述量子比特与所述量子逻辑门之间的调控关系，并生成待构建的量子线路。
5、可选的，所述待求解问题包括从n个元素中选择k个的二次无限制二值优化问题，其中，n为所述第一信息，k为所述第二信息。
6、可选的，所述量子比特的编号i满足0≤i≤n-1，所述根据所述第二信息，确定作用于所述量子比特上的量子逻辑门的数量、所述量子逻辑门的作用时序以及所述量子比特与所述量子逻辑门之间的调控关系，并生成待构建的量子线路，包括：
7、确定所述k的奇偶性；
8、当所述k为奇数时，利用第一量子逻辑门组合，依次在前k个量子比特中，编号为偶数的量子比特的第一时序内构建第一子量子线路模块；
9、利用第二量子逻辑门组合，从编号i＝2的量子比特开始，在所述量子比特的第二时序内构建第二子量子线路模块；
10、利用所述第二量子逻辑门组合，在所有所述量子比特的第三时序内构建第三子量子线路模块；
11、依次将所述第一子量子线路模块、所述第二子量子线路模块以及所述第三子量子线路模块组合，得到待构建的第一目标量子线路。
12、可选的，所述第一子量子线路模块包括个第一量子逻辑门组合；
13、所述第二子量子线路模块包括个第二量子逻辑门组合；
14、所述第三子量子线路模块包括(n-1)个第二量子逻辑门组合。
15、可选的，所述方法还包括：
16、当所述k为偶数时，利用第一量子逻辑门组合，依次在前k个量子比特中，编号为奇数的量子比特的第一时序内构建第四子量子线路模块；
17、利用所述第二量子逻辑门组合，从编号i＝1的量子比特开始，在所述量子比特的第二时序内构建第五子量子线路模块；
18、利用所述第二量子逻辑门组合，在所有所述量子比特的第三时序内构建第六子量子线路模块；
19、依次将所述第四子量子线路模块、所述第五子量子线路模块以及所述第六子量子线路模块组合，得到待构建的第二目标量子线路。
20、可选的，所述第四子量子线路模块包括(k/2)个第一量子逻辑门组合；
21、所述第五子量子线路模块包括个第二量子逻辑门组合；
22、所述第六子量子线路模块包括(n-1)个第二量子逻辑门组合。
23、可选的，所述第一量子逻辑门组合包括泡利-x门；
24、所述第二量子逻辑门组合包括受控非门和受控旋转门。
25、本技术的又一实施例提供了一种量子线路的构建装置，所述装置包括：
26、获得模块，用于获得待求解问题的第一信息、第二信息以及一组量子比特，其中，所述量子比特的数量根据所述第一信息确定；
27、确定模块，用于根据所述第二信息，确定作用于所述量子比特上的量子逻辑门的数量、所述量子逻辑门的作用时序以及所述量子比特与所述量子逻辑门之间的调控关系，并生成待构建的量子线路。
28、可选的，所述确定模块，包括：
29、确定单元，用于确定所述k的奇偶性；
30、第一构建单元，用于当所述k为奇数时，利用第一量子逻辑门组合，依次在前k个量子比特中，编号为偶数的量子比特的第一时序内构建第一子量子线路模块；
31、第二构建单元，用于利用第二量子逻辑门组合，从编号i＝2的量子比特开始，在所述量子比特的第二时序内构建第二子量子线路模块；
32、第三构建单元，用于利用所述第二量子逻辑门组合，在所有所述量子比特的第三时序内构建第三子量子线路模块；
33、第一组合单元，用于依次将所述第一子量子线路模块、所述第二子量子线路模块以及所述第三子量子线路模块组合，得到待构建的第一目标量子线路。
34、可选的，所述确定模块，还包括：
35、第四构建单元，用于当所述k为偶数时，利用第一量子逻辑门组合，依次在前k个量子比特中，编号为奇数的量子比特的第一时序内构建第四子量子线路模块；
36、第五构建单元，用于利用所述第二量子逻辑门组合，从编号i＝1的量子比特开始，在所述量子比特的第二时序内构建第五子量子线路模块；
37、第六构建单元，用于利用所述第二量子逻辑门组合，在所有所述量子比特的第三时序内构建第六子量子线路模块；
38、第二组合单元，用于依次将所述第四子量子线路模块、所述第五子量子线路模块以及所述第六子量子线路模块组合，得到待构建的第二目标量子线路。
39、本技术的又一实施例提供了一种量超协同操作系统，所述量超协同操作系统根据上述任一项中所述的方法实现量子线路构建的处理。
40、本技术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。
41、本技术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。
42、与现有技术相比，本发明首先获得待求解问题的第一信息、第二信息以及一组量子比特，其中，量子比特的数量根据第一信息确定；随后根据第二信息，确定作用于量子比特上的量子逻辑门的数量、量子逻辑门的作用时序以及量子比特与量子逻辑门之间的调控关系，并生成待构建的量子线路，它通过基于待求解问题构建将搜索空间精准限制在合理维度内的量子线路，从而降低拟设线路的参数量，实现搜索空间维度的指数降低，加快经典优化的收敛速度。
1.一种量子线路的构建方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待求解问题包括从n个元素中选择k个的二次无限制二值优化问题，其中，n为所述第一信息，k为所述第二信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述量子比特的编号i满足0≤i≤n-1，所述根据所述第二信息，确定作用于所述量子比特上的量子逻辑门的数量、所述量子逻辑门的作用时序以及所述量子比特与所述量子逻辑门之间的调控关系，并生成待构建的量子线路，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一子量子线路模块包括个第一量子逻辑门组合；
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第四子量子线路模块包括(k/2个第一量子逻辑门组合；
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一量子逻辑门组合包括泡利-x门；
8.一种量子线路的构建装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种量超协同操作系统，其特征在于，所述量超协同操作系统根据权利要求1至7任一项中所述的方法实现量子线路构建的处理。
10.一种存储介质，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。
11.一种电子装置，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。
