本技術(shù)涉及量子計(jì)算，更具體地，涉及一種量子線路自編碼器的生成方法、生成裝置、電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、自編碼器作為一種流行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具，自編碼器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將輸入的原始數(shù)據(jù)從高維映射到低維數(shù)據(jù)，再?gòu)牡途S數(shù)據(jù)映射回原始維度的重構(gòu)數(shù)據(jù)，然后以降低重構(gòu)數(shù)據(jù)相對(duì)于原始數(shù)據(jù)的重構(gòu)誤差為目的訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。

2、在實(shí)現(xiàn)本技術(shù)構(gòu)思的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)的量子線路自編碼器重構(gòu)的量子信道的保真度較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本技術(shù)提供了一種量子線路自編碼器的生成方法、生成裝置、電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

2、本技術(shù)的一個(gè)方面提供了一種量子線路自編碼器的生成方法，包括：

3、響應(yīng)于壓縮指令，根據(jù)輸入量子信道生成初始量子線路編碼器和第一量子信道，其中，上述初始量子線路編碼器中的每一層是根據(jù)多個(gè)單比特噪音和含參數(shù)量子線路生成的；

4、根據(jù)上述初始量子線路編碼器和第一量子信道，生成第二量子信道；

5、根據(jù)上述第二量子信道和初始量子狀態(tài)，生成目標(biāo)量子狀態(tài)，其中，上述初始量子狀態(tài)是根據(jù)最大混合態(tài)和最大糾纏態(tài)所得到的；

6、迭代地調(diào)整上述初始量子線路編碼器的參數(shù)值，以根據(jù)與上述初始量子線路編碼器對(duì)應(yīng)的目標(biāo)量子狀態(tài)的目標(biāo)損失值確定上述單比特噪音和上述含參數(shù)量子線路的目標(biāo)參數(shù)值；

7、根據(jù)目標(biāo)量子線路編碼器和上述第一量子信道，生成第三量子信道，其中，上述目標(biāo)量子線路編碼器是根據(jù)上述單比特噪音和上述含參數(shù)量子線路的目標(biāo)參數(shù)值構(gòu)建的；

8、根據(jù)上述第三量子信道，生成潛在信道和噪聲信道；

9、響應(yīng)于重構(gòu)指令，根據(jù)上述潛在信道、上述噪聲信道和目標(biāo)量子線路解碼器，生成上述重構(gòu)量子信道，其中，上述目標(biāo)量子線路解碼器是上述目標(biāo)量子線路編碼器的共軛轉(zhuǎn)置，上述量子線路自編碼器包括上述目標(biāo)量子線路編碼器和上述目標(biāo)量子線路解碼器。

10、根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，根據(jù)上述第三量子信道，生成潛在信道和噪聲信道，包括：

11、在將上述第三量子信道作用在目標(biāo)量子空間的情況下，對(duì)上述第三量子信道執(zhí)行偏跡操作，得到上述潛在信道，其中，上述原始量子空間包括潛在空間和垃圾空間，上述目標(biāo)量子空間包括上述原始量子空間和與上述垃圾空間對(duì)應(yīng)的同構(gòu)空間；

12、對(duì)與上述目標(biāo)量子空間中垃圾空間對(duì)應(yīng)的量子系統(tǒng)的系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行提取，并在標(biāo)準(zhǔn)基下對(duì)上述系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，得到狀態(tài)信息；

13、根據(jù)上述狀態(tài)信息生成上述噪聲信道。

14、根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，上述目標(biāo)量子線路解碼器包括第一解碼器和第二解碼器；

15、其中，根據(jù)上述潛在信道、上述噪聲信道和目標(biāo)量子線路解碼器，生成上述重構(gòu)量子信道，包括：

16、根據(jù)上述潛在信道和上述噪聲信道，生成目標(biāo)信道；

17、根據(jù)上述目標(biāo)信道、上述第一解碼器和上述第二解碼器，生成上述重構(gòu)量子信道。

18、根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，根據(jù)初始量子線路編碼器和第一量子信道，生成第二量子信道，包括：

19、獲取量子線路集合，其中，上述量子線路集合包括多個(gè)第一量子線路；

20、基于預(yù)處理公式對(duì)多個(gè)上述第一量子線路進(jìn)行處理，得到上述第一量子信道；

21、根據(jù)上述初始量子線路編碼器和上述第一量子信道，生成上述第二量子信道。

22、根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，上述原始量子空間包括潛在空間和垃圾空間；

23、根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，根據(jù)上述第二量子信道和初始量子狀態(tài)，生成目標(biāo)量子狀態(tài)，包括：

24、作用在潛在空間上的最大混合態(tài)；

25、作用在垃圾空間及其重構(gòu)空間的最大糾纏態(tài)；

26、根據(jù)上述最大混合態(tài)和上述最大糾纏態(tài)，生成上述初始量子狀態(tài)；

27、將上述第二量子信道作用在上述初始量子狀態(tài)得到上述目標(biāo)量子狀態(tài)。

28、根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，迭代地調(diào)整上述初始量子線路編碼器的參數(shù)值，以根據(jù)與上述初始量子線路編碼器對(duì)應(yīng)的目標(biāo)量子狀態(tài)的目標(biāo)損失值確定上述單比特噪音和上述含參數(shù)量子線路的目標(biāo)參數(shù)值，包括：

29、確定單比特噪音和上述含參數(shù)量子線路的初始參數(shù)值，以將與上述初始參數(shù)值對(duì)應(yīng)的目標(biāo)量子狀態(tài)輸入目標(biāo)損失函數(shù)中，得到初始損失值；

30、根據(jù)上述初始損失值迭代地調(diào)整上述初始參數(shù)值，得到調(diào)整后的參數(shù)值，以在滿足迭代條件的情況下，將上述調(diào)整后的參數(shù)值確定為上述目標(biāo)參數(shù)值。上述上述上述上述上述

31、根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，根據(jù)上述初始損失值迭代地調(diào)整上述初始參數(shù)值，得到調(diào)整后的參數(shù)值，以在滿足迭代條件的情況下，將上述調(diào)整后的參數(shù)值確定為上述目標(biāo)參數(shù)值，包括：

32、在第i次迭代過(guò)程中，利用有限差分算法計(jì)算與上述第i次迭代對(duì)應(yīng)的第i初始損失值的第i梯度信息；

33、根據(jù)第i次迭代過(guò)程中的第i初始參數(shù)值和上述第i梯度信息，生成第i+1次迭代的第i+1初始參數(shù)值，以根據(jù)上述第i+1次迭代的第i+1初始參數(shù)值生成第i+1梯度信息；

34、在上述第i梯度信息與上述第i+1梯度信息差值小于預(yù)設(shè)梯度閾值的情況下，將與上述第i梯度信息對(duì)應(yīng)的第i初始參數(shù)值確定為上述目標(biāo)參數(shù)值。

35、根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，根據(jù)上述初始損失值迭代地調(diào)整上述初始參數(shù)值，得到調(diào)整后的參數(shù)值，以在滿足迭代條件的情況下，將上述調(diào)整后的參數(shù)值確定為上述目標(biāo)參數(shù)值，包括：

36、在第i次迭代過(guò)程中，利用有限差分算法計(jì)算與上述第i次迭代對(duì)應(yīng)的第i初始損失值的第i梯度信息；

37、根據(jù)第i次迭代過(guò)程中的第i初始參數(shù)值和上述第i梯度信息，生成第i+1次迭代的第i+1初始參數(shù)值；

38、在迭代次數(shù)i滿足預(yù)設(shè)迭代閾值的情況下，將上述第i+1初始參數(shù)值確定為上述目標(biāo)參數(shù)值。

39、根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，上述目標(biāo)量子線路編碼器包括第一編碼器和第二編碼器；

40、其中，根據(jù)目標(biāo)量子線路編碼器和上述第一量子信道，生成第三量子信道，包括：

41、根據(jù)上述目標(biāo)參數(shù)值和上述初始量子線路編碼器，分別生成上述第一編碼器和上述第二編碼器；

42、根據(jù)上述第一編碼器、上述第二編碼器和上述第一量子信道，生成上述第三量子信道。

43、本技術(shù)的另一個(gè)方面提供了一種量子線路自編碼器的生成裝置，包括：

44、第一生成模塊，用于響應(yīng)于壓縮指令，根據(jù)輸入量子信道生成初始量子線路編碼器和第一量子信道，其中，上述初始量子線路編碼器中的每一層是根據(jù)多個(gè)單比特噪音和含參數(shù)量子線路生成的；

45、第二生成模塊，用于響應(yīng)于重構(gòu)指令，根據(jù)上述初始量子線路編碼器和第一量子信道，生成第二量子信道；

46、第三生成模塊，用于根據(jù)上述第二量子信道和初始量子狀態(tài)，生成目標(biāo)量子狀態(tài)，其中，上述初始量子狀態(tài)是根據(jù)最大混合態(tài)和最大糾纏態(tài)所得到的；

47、確定模塊，用于迭代地調(diào)整上述初始量子線路編碼器的參數(shù)值，以根據(jù)與上述初始量子線路編碼器對(duì)應(yīng)的目標(biāo)量子狀態(tài)的目標(biāo)損失值確定上述單比特噪音和上述含參數(shù)量子線路的目標(biāo)參數(shù)值；

48、第四生成模塊，用于根據(jù)目標(biāo)量子線路編碼器和上述第一量子信道，生成第三量子信道，其中，上述目標(biāo)量子線路編碼器是根據(jù)上述單比特噪音和上述含參數(shù)量子線路的目標(biāo)參數(shù)值構(gòu)建的；

49、第五生成模塊，用于根據(jù)上述第三量子信道，生成潛在信道和噪聲信道；

50、第六生成模塊，用于根據(jù)上述潛在信道、上述噪聲信道和目標(biāo)量子線路解碼器，生成上述重構(gòu)量子信道，其中，上述目標(biāo)量子線路解碼器是上述目標(biāo)量子線路編碼器的共軛轉(zhuǎn)置，上述量子線路自編碼器包括上述目標(biāo)量子線路編碼器和上述目標(biāo)量子線路解碼器。

51、本技術(shù)的另一個(gè)方面提供了一種電子設(shè)備，包括：

52、一個(gè)或多個(gè)處理器；

53、存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序，

54、其中，當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)如上所述的方法。

55、本技術(shù)的另一方面提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，所述指令在被執(zhí)行時(shí)用于實(shí)現(xiàn)如上所述的方法。

56、本技術(shù)的另一方面提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，所述指令在被執(zhí)行時(shí)用于實(shí)現(xiàn)如上所述的方法。

57、根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，通過(guò)根據(jù)初始量子線路編碼器和第一量子信道，生成第二量子信道，結(jié)合初始量子狀態(tài)生成目標(biāo)量子狀態(tài)，根據(jù)與初始量子線路編碼器對(duì)應(yīng)的目標(biāo)量子狀態(tài)的目標(biāo)損失值確定用于目標(biāo)量子線路編碼器的單比特噪音和含參量子線路的目標(biāo)參數(shù)值，結(jié)合第一量子信道生成第三量子信道，根據(jù)第三量子信道，生成潛在信道和噪聲信道，由此根據(jù)潛在信道、噪聲信道和目標(biāo)量子線路解碼器，生成重構(gòu)量子信道。通過(guò)在可控參數(shù)的單比特噪音和含參量子線路的目標(biāo)參數(shù)值的輔助下，構(gòu)建含參的量子信道，將其作為編碼器和解碼器的基本結(jié)構(gòu)，更適合處理一組量子線路構(gòu)成的量子信道中的信息壓縮任務(wù)，同時(shí)在重構(gòu)階段以噪音的形式去輔助重構(gòu)原始量子信道，使得蘊(yùn)含在量子線路中的信息可以以更高的重構(gòu)保真度完成壓縮-復(fù)原的流程。