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基于状态向量表示的快速量子仿真算法
  • ISSN号:0372-2112
  • 期刊名称:电子学报/Acta Electronica Sinica
  • 时间:0
  • 页码:500-504
  • 语言:中文
  • 分类:TP387[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]东南大学计算机科学与工程学院,江苏南京211189, [2]东南大学计算机网络和信息集成教育部重点实验室,江苏南京211189, [3]扬州大学信息工程学院,江苏扬州225009
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.60572071 No.60873101); 江苏省自然科学基金(No.BK2007104 No.BK2008209)
  • 相关项目:量子计算的线路模型描述的关键技术研究
中文摘要:

本文给出了量子门的符号化表示形式,将n量子线路表示成一个控制位符号向量和一个低阶受控量子门的组合,避免了使用高维矩阵的巨大存储开销.对无循环格雷码生成算法进行扩展,提出了n元k定位二进制数生成算法.提出了快速量子仿真算法FQSA,将输入状态向量分组,用同一酉算子对各组进行矩阵向量乘积运算,从而快速产生输出状态向量.相比其他通用量子仿真算法,FQSA节省了存储空间,并具有最优的时间复杂度.仿真QFT表明,较当前最好的分治算法,FQSA极大降低了运行时间,提高了可仿真量子比特数.

英文摘要:

We introduce symbolic representation for quantum circuit,and show how n-qubit circuit can be described as a control qubit symbolic vector and a lower-order controlled gate,instead of the representation of higher-order unitary matrix.We extend the loopless Gray code binary generation algorithm and propose n elements k position binary generation algorithm.Besides,a fast quantum simulation algorithm(FQSA) is presented,it divides a qubit state vector into several operand groups,each group is multiplied by the same unitary matrix,and then the output can be given quickly.In contrast to any other state vector based algorithm,FQSA requires less memory,and has an optimal time complexity.The experimental result of QFT indicates that FQSA is more time-efficient and it can provide more qubits circuit simulation under the same condition.

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期刊信息
  • 《电子学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电子学会
  • 主编:郝跃
  • 地址:北京165信箱
  • 邮编:100036
  • 邮箱:new@ejournal.org.cn
  • 电话:010-68279116 68285082
  • 国际标准刊号:ISSN:0372-2112
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2087/TN
  • 邮发代号:2-891
  • 获奖情况:
  • 2000年获国家期刊奖,2000年获国家自然科学基金志项基金支持,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:57611