光量子误差缓解方法、计算机设备、介质和量子计算设备与流程

本申请涉及光量子计算，特别是涉及一种光量子误差缓解方法、计算机设备、介质和量子计算设备。

背景技术：

1、量子计算利用量子叠加、量子纠缠和量子干涉等物理机制，在组合优化、量子模拟、密码分析和机器学习等领域展现出超越经典计算的潜力。光量子计算通过可编程光量子芯片，利用光子作为量子比特，使用分束器、移相器、压缩器、光子探测器等光学元件实现量子态制备、操控和测量，是当前量子计算硬件中发展较快、可扩展性较强的技术路线之一。然而，当前光量子设备仍处于含噪声中等规模量子阶段，光子态对外部环境极其敏感，线路在制备、演化和测量过程中不可避免地受到多种噪声影响，包括光子损耗、探测器暗计数、干涉仪相位噪声、模式串扰和光源不稳定等。

2、相关技术中，通常是基于校准矩阵对光量子计算的测量结果进行后处理，来缓解测量结果的误差，但校准矩阵存在各类缺陷，如校准矩阵的维度需要随光量子计算的比特数而指数增长、校准矩阵通常通过单次的基准实验确定且在一定时间内固定、校准矩阵本身存在统计偏差、校准矩阵对所有信息进行均权处理，放大了噪声等，从而实际应用中，基于静态校准矩阵的误差缓解效果有限，导致量子算法的保真度较低。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高光量子误差缓解效果，进而提高量子算法的保真度的光量子误差缓解方法、计算机设备、介质和量子计算设备。

2、第一方面，本申请提供了一种光量子误差缓解方法，包括：

3、获取光量子测量设备中目标光量子线路的初始测量结果；其中，所述初始测量结果通过测量所述目标光量子线路输出的量子态获得，所述初始测量结果包括多种光子分布模式对应的带噪概率分布，所述带噪概率分布用于表征各所述光子分布模式的出现概率；

4、通过预设误差缓解策略对所述初始测量结果进行初次修正，得到初次修正结果；所述初次修正结果包括多种光子分布模式对应的中间概率分布；

5、基于所述初次修正结果的有效信息密度，确定目标修正参数；所述有效信息密度用于描述所述中间概率分布的集中程度，所述目标修正参数与所述有效信息密度正相关；

6、基于所述目标修正参数对所述初次修正结果进行再次修正，得到目标测量结果。

7、第二方面，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

8、第三方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

9、第四方面，本申请还提供了一种量子计算设备，包括经典计算部和量子计算部，所述量子计算设备用于执行上述方法。

10、第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

11、上述光量子误差缓解方法、计算机设备、介质、量子计算设备和计算机程序产品，先获取光量子测量设备中目标光量子线路的初始测量结果，利用预设误差缓解策略对初始测量结果进行初次修正，从而能够快速滤除带噪概率分布中的显著偏差，实现初步降噪；之后，基于初次修正结果中的中间概率分布的有效信息密度确定目标修正参数，通过有效信息密度量化中间概率分布的集中程度，反映了初次修正结果中高信噪比的有效信息与低信噪比噪声的相对占比，使目标修正参数能够根据测量结果进行自适应调整；最终，基于目标修正参数对初次修正结果进行再次修正，得到目标测量结果。在上述过程中，目标修正参数与有效信息密度正相关，在有效信息集中程度较高的情况下，通过更大的目标修正参数进一步提纯高保真度信息；对于有效信息较为弥散的情况下，通过较小的目标修正系数避免无依据的修正，从而实现了对不同信噪比信息进行自适应差异化加权，有效缓解了目标光量子线路的误差，确保了目标测量结果的保真度。

1.一种光量子误差缓解方法，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，所述基于所述初次修正结果的有效信息密度，确定目标修正参数，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述有效信息密度相对于所述理论均方值范围的偏离状态表征值，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标修正参数对所述初次修正结果进行再次修正，得到目标测量结果，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标幂指数对所述初次修正结果进行幂次缩放，得到目标测量结果，包括：

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述获取光量子测量设备中通过测量目标光量子线路输出的量子态所获得的初始测量结果，包括：

7.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

9.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

10.一种量子计算设备，包括经典计算部和量子计算部，其特征在于，所述量子计算设备用于执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。