量子电子学报

作者：季雯,叶宾,

单位：( 1 中国矿业大学信息与控制工程学院, 江苏 徐州 221116;2 地下空间智能控制教育部工程研究中心, 江苏 徐州 221116 )

关键词：量子计算,HHL 量子算法,量子线路,量子相位估计,IBM qiskit 平台,

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)

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。

来源：2023年第5期

《量子电子学报》期刊编辑部

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