一种数据大小比较任务的处理方法、装置、存储介质及电子装置与流程

1.本技术属于量子计算技术领域，特别是涉及一种数据大小比较任务的处理方法、装置、存储介质及电子装置。


背景技术：

2.量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机因其具有相对普通计算机更高效的处理数学问题的能力，例如，能将破解rsa密钥的时间从数百年加速到数小时，故成为一种正在研究中的关键技术。
3.在量子计算应用中，量子算法的实现是必不可少的，包括比较运算、基本算术运算、指数运算和模算术运算，针对量子比较运算，目前的已有的方案是使用多个辅助量子比特进行进位比较，并且进行量子比较运算的数据越大，所使用的额外的辅助量子比特的数量也就越多。
4.可见目前量子计算机进行量子比较运算时，需要使用较多的辅助量子比特，而量子计算机实际可以提供的量子比特数量是有限的，所以当前的量子比较运算方案会占用较多的量子计算机硬件资源。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种数据大小比较任务的处理方法、装置、存储介质及电子装置，旨在减少量子计算机的资源占用。
6.为了实现上述目的，本技术实施例的第一方面，提供一种数据大小比较任务的处理方法，应用于量子处理单元，所述数据大小比较任务用于比较两个目标数据，所述方法包括：
7.接收经典处理单元发送的所述目标数据和量子比较线路，所述量子比较线路是基于相位旋转逻辑门确定的，所述相位旋转逻辑门的旋转参数是基于其中一个所述目标数据确定的；
8.激发第一寄存器中的量子比特至另外一个所述目标数据对应的初始量子态；
9.基于所述量子比较线路对另外一个所述目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化；
10.将演化后的所述辅助比特的量子态反馈至所述经典处理单元，以使得所述经典处理单元基于所述辅助比特的量子态确定两个所述目标数据的大小关系。
11.可选的，所述量子比较线路还包括量子傅里叶变换子线路和量子傅里叶逆变换子线路；所述基于所述量子比较线路对另外一个所述目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化，包括：
12.基于所述量子傅里叶变换子线路对另外一个所述目标数据对应的初始量子态和
辅助比特的量子态进行量子傅里叶变换；
13.基于所述相位旋转逻辑门对量子傅里叶变换结果的每一乘积项进行相位旋转；
14.基于所述量子傅里叶逆变换子线路对相位旋转之后第一寄存器中量子比特的量子态，进行量子傅里叶逆变换。
15.可选的，若所述其中一个目标数据为量子态数据；则所述接收经典处理单元发送的所述目标数据和量子比较线路之后，所述方法还包括：
16.激发第二寄存器中的量子比特至其中一个所述目标数据对应的量子态；
17.所述基于所述相位旋转逻辑门对量子傅里叶变换结果的每一乘积项进行相位旋转，包括：
18.基于所述第二寄存子中的量子比特的量子态控制所述相位旋转逻辑门作用于所述第一寄存器中的量子比特和所述辅助量子比特，以对量子傅里叶变换结果进行相位旋转。
19.可选的，若所述其中一个目标数据为整数；则所述基于所述相位旋转逻辑门对量子傅里叶变换结果的每一乘积项进行相位旋转，包括：
20.将所述相位旋转逻辑门作用于第一寄存中的每一量子比特和所述辅助量子比特，以对量子傅里叶变换结果进行相位旋转。
21.可选的，所述傅里叶变换结果为乘积形式量子态，所述乘积形式量子态包括辅助比特的量子态和第一寄存器中的量子比特的量子态的乘积形式量子态，所述辅助比特的量子态对应的乘积项为第一寄存器中的第m个量子比特的量子态对应的乘积项为
22.其中，x表示另外一个目标数据，n表第一寄存器中的量子比特的数量，m取值范围为：[1，n]。
[0023]
可选的，所述将演化后的所述辅助比特的量子态反馈至所述经典处理单元之后，还包括：
[0024]
基于量子态复位子线路对所述量子傅里叶逆变换后的第一寄存中的量子比特进行复位操作，重新得到另外一个所述目标数据对应的初始量子态，所述复位操作依次为量子傅里叶变换、相位旋转逻辑门进行相位旋转以及量子傅里叶逆变换。
[0025]
本技术实施例的第二方面，提供了一种数据大小比较任务的处理方法，应用于经典处理单元，所述方法包括：
[0026]
接收数据大小比较任务，所述数据大小比较任务用于比较两个目标数据；
[0027]
基于其中一个所述目标数据确定相位旋转逻辑门的旋转参数，基于所述相位旋转逻辑门确定量子比较线路；
[0028]
向量子处理单元发送所述目标数据和所述量子比较线路，以使得所述量子处理单元激发第一寄存器中的量子比特至另外一个所述目标数据对应的初始量子态，以及基于所述量子比较线路对另外一个所述目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化；
[0029]
接收量子处理单元反馈的演化后的所述辅助比特的量子态，根据所述演化后的所
述辅助比特的量子态确定两个所述目标数据的大小关系。
[0030]
可选的，所述量子比较线路还包括量子傅里叶变换子线路和量子傅里叶逆变换子线路；
[0031]
所述量子傅里叶变换子线路用于另外一个所述目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行量子傅里叶变换；
[0032]
所述相位旋转逻辑门用于对量子傅里叶变换结果的每一乘积项进行相位旋转；
[0033]
所述量子傅里叶逆变换子线路用于对相位旋转之后第一寄存器中量子比特的量子态，进行量子傅里叶逆变换。
[0034]
可选的，所述辅助量子比特的初始量子态为0态，所述根据所述演化后的所述辅助比特的量子态确定两个所述目标数据的大小关系，包括：
[0035]
若所述演化后的所述辅助比特的量子态为0态，则确定另外一个所述目标数据大于或等于其中一个所述目标数据；
[0036]
若所述演化后的所述辅助比特的量子态为1态，则确定另外一个目标数据小于其中一个所述目标数据。
[0037]
本技术实施例的第三方面，提供了一种数据大小比较任务的处理装置，应用于量子处理单元，所述装置包括：
[0038]
接收模块，用于接收经典处理单元发送的所述目标数据和量子比较线路，所述量子比较线路是基于相位旋转逻辑门确定的，所述相位旋转逻辑门的旋转参数是基于其中一个所述目标数据确定的；
[0039]
激发模块，用于激发第一寄存器中的量子比特至另外一个所述目标数据对应的初始量子态；
[0040]
演化模块，用于基于所述量子比较线路对另外一个所述目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化；
[0041]
反馈模块，用于将演化后的所述辅助比特的量子态反馈至所述经典处理单元，以使得所述经典处理单元基于所述辅助比特的量子态确定两个所述目标数据的大小关系。
[0042]
本技术实施例的第四方面，提供了一种数据大小比较任务的处理装置，应用于经典处理单元，所述装置包括：
[0043]
接收模块，用于接收数据大小比较任务，所述数据大小比较任务用于比较两个目标数据；
[0044]
确定模块，用于基于其中一个所述目标数据确定相位旋转逻辑门的旋转参数，基于所述相位旋转逻辑门确定量子比较线路；
[0045]
发送模块，用于向量子处理单元发送所述目标数据和所述量子比较线路，以使得所述量子处理单元激发第一寄存器中的量子比特至另外一个所述目标数据对应的初始量子态，以及基于所述量子比较线路对另外一个所述目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化；
[0046]
所述接收模块，还用于接收量子处理单元反馈的演化后的所述辅助比特的量子态，根据所述演化后的所述辅助比特的量子态确定两个所述目标数据的大小关系。
[0047]
本技术实施例的第五方面，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第一方面或第二方面任一项中所述
的方法。
[0048]
本技术实施例的第六方面，提供了一种电子装置，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上述第一方面或第二方面任一项中所述的方法。
[0049]
基于上述技术方案，量子处理单元通过接收经典处理单元发送的目标数据和量子比较线路，量子比较线路是基于相位旋转逻辑门确定的，相位旋转逻辑门的旋转参数是基于其中一个目标数据确定的；激发第一寄存器中的量子比特至另外一个目标数据对应的初始量子态；基于量子比较线路对另外一个目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化；将演化后的辅助比特的量子态反馈至经典处理单元，以使得经典处理单元基于辅助比特的量子态确定两个目标数据的大小关系。仅使用了一个辅助量子比特，相比于现有技术中需要使用多个辅助量子比特进位比较的方案，本技术提供的比较运算方案可以减少对量子计算机的资源占用。
附图说明
[0050]
图1是根据一示例性实施例示出的一种数据大小比较任务的处理方法的计算机终端的硬件结构框图；
[0051]
图2是根据一示例性实施例示出的一种数据大小比较任务的处理方法的流程图；
[0052]
图3是根据一示例性实施例示出的另一种数据大小比较任务的处理方法的流程图；
[0053]
图4是根据一示例性实施例示出的一种量子比较线路的示例性示意图；
[0054]
图5是根据一示例性实施例示出的另一种量子比较线路的示例性示意图；
[0055]
图6是根据一示例性实施例示出的另一种量子比较线路的示例性示意图；
[0056]
图7是根据一示例性实施例示出的另一种数据大小比较任务的处理方法的流程图；
[0057]
图8是根据一示例性实施例示出的一种数据大小比较任务的处理装置的框图；
[0058]
图9是根据一示例性实施例示出的另一种数据大小比较任务的处理装置的框图。
具体实施方式
[0059]
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。
[0060]
本技术实施例首先提供了一种数据大小比较任务的处理，该方法可以应用于电子设备，如计算机终端，具体如普通电脑、量子计算机等。
[0061]
下面以运行在计算机终端上为例对其进行详细说明。图1是本技术实施例提供的一种数据大小比较任务的处理的系统网络框图。应用于数据大小比较任务的处理的系统可以包括网络110、服务器120、无线设备130、客户机140、存储单元150、经典处理单元160、量子处理单元170，还可以包括未示出的附加存储器、经典处理器、量子处理器和其他设备。
[0062]
网络110是为应用于数据大小比较任务的处理的系统网络内连接在一起的各种设备和计算机之间提供通信链路的介质，包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合，连接方式可以采用有线、无线通信链路或光纤电缆等。
[0063]
服务器120和客户机140是常规的数据处理系统，可包含数据和具有执行常规计算过程的应用程序或软件工具。客户机140可以是个人计算机或网络计算机，故数据也可以是服务器120提供的。无线设备130可以是智能手机、平板、笔记本电脑、智能可穿戴设备等。存储单元150可以包括数据库151，其可以被配置为存储量子比特参数、量子逻辑门参数、量子电路、量子程序等数据。
[0064]
经典处理单元160(量子处理单元170)可以包括用于处理经典数据(量子数据)的经典处理器161(量子处理器171)和用于存储经典数据(量子数据)的存储器163(存储器172)，经典数据(量子数据)可以是引导文件、操作系统镜像、以及应用程序162(应用程序173)，应用程序162(应用程序173)可以用于实现根据本技术实施例提供的数据大小比较任务的处理编译的量子算法。
[0065]
经典处理单元160(量子处理单元170)中存储或产生的任何数据或信息也可以被配置成以类似的方式在另一个经典(量子)处理系统中存储或产生，同样其执行的任何应用程序也可以被配置成以类似的方式在另一个经典(量子)处理系统中执行。
[0066]
需要说明的是，真正的量子计算机是混合结构的，它至少包括图1中的两大部分：经典处理单元160，负责执行经典计算与控制；量子处理单元170，负责运行量子程序进而实现量子计算。
[0067]
上述经典处理单元160和量子处理单元170可以是集成在一台设备中，也可以是分布在两台不同的设备之中。例如包括经典处理单元160的第一设备运行经典计算机操作系统，其上提供了量子应用程序开发工具和服务，以及还提供了量子应用程序所需的存储和网络服务。用户通过其上的量子应用程序开发工具和服务开发量子应用程序，以及通过其上的网络服务将量子程序发送至包括量子处理单元170的第二设备。第二设备运行量子计算机操作系统，通过量子计算机操作系统对该量子程序的代码进行解析，以及编译成量子计算机测控系统可以识别和执行的指令，量子处理器170根据该指令实现量子程序对应的量子算法。
[0068]
在基于硅芯片的经典处理单元160中，经典处理器161的单元是cmos管，这种计算单元不受时间和相干性的限制，即，这种计算单元是不受使用时长限制，随时可用。此外，在硅芯片中，这种计算单元的数量也是充足的，目前一个经典处理器中的计算单元的数量是成千上万的。计算单元数量的充足且cmos管可选择的计算逻辑是固定的，例如:与逻辑。借助cmos管运算时，通过大量的cmos管结合有限的逻辑功能，以实现运算效果。
[0069]
与经典处理单元160中的这种逻辑单元不同，量子处理单元170中量子处理器171的基本计算单元是量子比特，量子比特的输入受相干性的限制，也受相干时间的限制，即，量子比特是受使用时长限制的，并不是随时可用的。在量子比特的可用使用时长内充分使用量子比特是量子计算的关键性难题。此外，量子计算机中量子比特的数量是量子计算机性能的代表指标之一，每个量子比特通过按需配置的逻辑功能实现计算功能，鉴于量子比特数量受限，而量子计算领域的逻辑功能是多样化的，例如:哈德玛门(hadamard门，h门)、泡利-x门(x门)、泡利-y门(y门)泡利-z门(z门)、x门、ry门、rz门、cnot门、cr门、iswap门、toffoli门等等。量子计算时，需借助有限的量子比特结合多样的逻辑功能组合实现运算效果。
[0070]
基于这些不同，逻辑功能作用在量子比特的设计(包括量子比特使用与否的设计
以及每个量子比特使用效率的设计)是提升量子计算机的运算性能的关键，且需要进行特殊的设计。而上述针对量子比特的设计是普通计算设备所不需要考虑的、也不需要面对的技术问题。基于此，针对如何在量子计算中实现数据大小比较任务的处理方法，本技术提出了一种数据大小比较任务的处理方法、装置、存储介质及电子装置，旨在减少对量子计算机的资源占用。
[0071]
参见图2，图2是根据一示例性实施例示出的一种数据大小比较任务的处理方法的流程图。该方法应用于量子处理单元，数据大小比较任务用于比较两个目标数据，该方法包括：
[0072]
s201、接收经典处理单元发送的目标数据和量子比较线路。
[0073]
本技术实施例中，数据大小比较任务可以为量子处理单元在执行多种运算场景下的比较任务，例如，金融衍生品定价计算、量子值风险计算等一系列金融计算场景。
[0074]
目标数据可以为整数、量子态数据或者量子态数据的线性变换，例如，目标数据可以整数x，或者量子态数据|y》＝a|00》+b|01》+c|10》+d|11》，其中，a2+b2+c2+d2＝1。再或者量子态数据的线性变换a|x》+b。
[0075]
也就是说申请实施例提供的数据大小比较任务的处理方法可以进行整数与整数之间的大小比较、量子态数据与量子态数据之间的大小比较、整数与量子态之间的大小比较、以及量子态数据的线性变换和量子态数据之间的大小比较：a|x》+b《|y》。
[0076]
其中，量子比较线路是基于相位旋转逻辑门确定的，相位旋转逻辑门的旋转参数是基于其中一个目标数据确定的。
[0077]
例如，其中一个目标数据为整数x，经典处理单元可以根据目标数据x，确相位旋转逻辑门的参数为：其中，n表示下文第一寄存器中被激发的量子比特的数量，k表示该相位旋转逻辑门作用在第k个量子比特上。
[0078]
s202、激发第一寄存器中的量子比特至另外一个目标数据对应的初始量子态。
[0079]
本技术实施例中，若另外一个目标数据为整数，则由经典处理单元预先将另外一个目标数据转换为量子态数据。量子处理单元可以根据目标数据的量子态数据激发第一寄存器中的量子比特至另外一个目标数据对应的初始量子态。
[0080]
若另外一个目标数据为量子态数据，则量子处理单元可以直接根据目标数据激发第一寄存器中的量子比特至另外一个目标数据对应的初始量子态。
[0081]
s203、基于量子比较线路对另外一个目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化。
[0082]
本技术实施例中，辅助量子比特的量子态为|0》，假设另外一个目标数据对应的初始量子态为|x》＝|x1x2...xn》，即第一寄存器中有n个量子比特被激发至另外一个目标数据对应的初始量子态，量子比较线路可以作用于辅助量子比特和第一寄存器中被激发的n个量子比特进行演化。
[0083]
s204、将演化后的辅助比特的量子态反馈至经典处理单元，以使得经典处理单元基于辅助比特的量子态确定两个目标数据的大小关系。
[0084]
其中，演化后的辅助比特的量子态为0态或1态。
[0085]
采用本技术实施例，量子处理单元通过接收经典处理单元发送的目标数据和量子
比较线路，量子比较线路是基于相位旋转逻辑门确定的，相位旋转逻辑门的旋转参数是基于其中一个目标数据确定的；激发第一寄存器中的量子比特至另外一个目标数据对应的初始量子态；基于量子比较线路对另外一个目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化；将演化后的辅助比特的量子态反馈至经典处理单元，以使得经典处理单元基于辅助比特的量子态确定两个目标数据的大小关系。仅使用了一个辅助量子比特，相比于现有技术中需要使用多个辅助量子比特进位比较的方案，本技术提供的比较运算方案可以减少对量子计算机的资源占用。
[0086]
在本技术另一实施例中，为了使得相位旋转逻辑门可以对另外一个目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行相位旋转，上述量子比较线路还包括量子傅里叶变换(quantum fourier transform，qft)子线路和量子傅里叶逆变换子线路，如图3所示，上述s203、基于量子比较线路对另外一个目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化，具体可以实现为：
[0087]
s2031、基于量子傅里叶变换子线路对另外一个目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行量子傅里叶变换。
[0088]
本技术实施例中，量子傅里叶变换子线路的作用是使得另外一个目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态转换为量子傅里叶乘积形式，即将另外一个目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态的计算基转换到相位基上，进而可以使用基于其中一个目标数据确定的相位旋转逻辑门进行相位旋转，实现数据大小比较计算。
[0089]
例如，辅助量子比特的量子态为|0》，假设另外一个目标数据对应的初始量子态为|x》＝|x1x2...xn》，转换公式为：
[0090][0091]
s2032、基于相位旋转逻辑门对量子傅里叶变换结果的每一乘积项进行相位旋转。
[0092]
其中，傅里叶变换结果为上述乘积形式量子态，乘积形式量子态包括辅助比特的量子态和第一寄存器中的量子比特的量子态的乘积形式量子态，所述辅助比特的量子态对应的乘积项为第一寄存器中的第m个量子比特的量子态对应的乘积项为其中，n表第一寄存器中的量子比特的数量，m取值范围为：[1，n]。
[0093]
a为其中一个目标数据，在最后一个乘积项的相位上旋转-2πi*(-0.0a)，在其余乘积项上依次按照2的指数倍进行角度旋转，例如，倒数第二个乘积项项旋转角度-22πi*(-0.0a)，依次类推对每一乘积项进行相位旋转。
[0094]
通过上述对每一乘积项进行相位旋转操作，即可在相位上实现比较的两个目标数据之间的大小关系。
[0095]
s2033、基于量子傅里叶逆变换子线路对相位旋转之后第一寄存器中量子比特以及辅助比特的量子态，进行量子傅里叶逆变换。
[0096]
经过旋转之后的第一寄存器中量子比特的量子态依旧是量子傅里叶乘积形式，所述还需要使用量子傅里叶逆变换子线路将相位旋转之后第一寄存器中量子比特以及辅助
比特的量子态进行逆变换。
[0097]
在本技术另一实施例中，上述两个目标数据可以为整数或者量子态数据。
[0098]
若其中一个目标数据为整数；上述s2032、基于相位旋转逻辑门对量子傅里叶变换结果的乘积项进行相位旋转，具体可以实现为：将相位旋转逻辑门作用于第一寄存中的每一量子比特和辅助量子比特，以对量子傅里叶变换结果进行相位旋转。
[0099]
如图4所示，图4为本技术实施例提供的一种量子比较线路的示例性示意图，图4所示的第一寄存器中的n个量子比特被激发为另一个目标数据对应的量子态|x》，辅助比特的初始量子态为|0》，量子傅里叶变换qft子线路、相位旋转逻辑门ua和量子傅里叶逆变换子线路依次作用于第一寄存器中的每一量子比特和辅助量子比特，相位旋转逻辑门ua是根据其中一个目标数据整数a确定参数得到的。
[0100]
若其中一个目标数据为量子态数据；则s201、接收经典处理单元发送的目标数据和量子比较线路之后，该方法还包括：激发第二寄存器中的量子比特至其中一个目标数据对应的量子态。
[0101]
上述s2032、基于相位旋转逻辑门对量子傅里叶变换结果的每一乘积项进行相位旋转，具体可以实现为：基于第二寄存子中的量子比特的量子态控制相位旋转逻辑门作用于第一寄存器中的量子比特和辅助量子比特，以对量子傅里叶变换结果进行相位旋转。
[0102]
如图5所示，图5为本技术实施例提供另一种量子比较线路的示例性示意图，图5中的第一寄存器中的n个量子比特被激发为另一个目标数据对应的量子态|x》，第二寄存器中的n个量子比特被激发为其中一个目标数据对应的量子态|y》，量子傅里叶变换qft子线路、相位旋转逻辑门uy和量子傅里叶逆变换子线路依次作用于第一寄存器中的每一量子比特和辅助量子比特，其中相位旋转逻辑门uy是根据其中一个目标数据量子态|y》确定参数得到的，并且相位旋转逻辑门uy受控于第二寄存器中的量子比特的量子态。
[0103]
在本技术另一实施例中，为了在数据大小比较任务之后，另外一个目标数据对应的初始量子态可以继续参与其他运算任务，在上述s204、将演化后的辅助比特的量子态反馈至经典处理单元之后，还包括：
[0104]
基于量子态复位子线路对量子傅里叶逆变换后的第一寄存中的量子比特进行复位操作，重新得到另外一个目标数据对应的初始量子态，复位操作依次为量子傅里叶变换、相位旋转逻辑门进行相位旋转以及量子傅里叶逆变换。
[0105]
本技术实施例中，复位操作中的相位旋转逻辑门用于将第一寄存器中的量子比特的相位还原至进行相位旋转之前的状态。
[0106]
量子傅里叶变换、相位旋转逻辑门进行相位旋转以及量子傅里叶逆变换的具体实现可以参考上述实施例中的相关描述此处不再赘述，量子复位子线路中的相位旋转逻辑门的参数为：x表示其中一个目标数据，表示第一寄存器中被激发的量子比特数量，k表示相位旋转逻辑门作用在第k个量子比特上。
[0107]
如图6所示，图6为本技术实施例提供的一种量子比较线路的示例性示意图，在上述实施例的基础上，图6中的量子比较线路还包括复位子线路，复位子线路中的量子傅里叶变换、相位旋转逻辑门进行相位旋转以及量子傅里叶逆变换作用于第一寄存器中的n个量
子比特，实现在数据大小比较之后，将第一寄存器中的n个量子比特还原至另一个目标数据对应的量子态，以使得另一个目标数据可以继续参与其他计算任务。
[0108]
例如，在阈值比较的计算任务场景下，另一个目标数据可以被设置成一个固定的阈值，当第一寄存器中的n个量子比特被激发至另一个目标数据对应的量子态后，可以通过如图6所示的量子比较线路将另一个目标数据与多个不同的其中一个目标数据进行大小比较。
[0109]
如图7所示，本技术实施例还提供了一种数据大小比较任务的处理方法，该方法应用于经典处理单元，该方法包括：
[0110]
s701、接收数据大小比较任务，数据大小比较任务用于比较两个目标数据。
[0111]
其中，目标数据可以为整数或者量子态数据。
[0112]
s702、基于其中一个目标数据确定相位旋转逻辑门的旋转参数，基于相位旋转逻辑门确定量子比较线路。
[0113]
其中，量子比较线路还包括量子傅里叶变换子线路和量子傅里叶逆变换子线路。
[0114]
量子傅里叶变换子线路用于另外一个目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行量子傅里叶变换。
[0115]
相位旋转逻辑门用于对量子傅里叶变换结果的每一乘积项进行相位旋转。
[0116]
量子傅里叶逆变换子线路用于对相位旋转之后第一寄存器中量子比特的量子态，进行量子傅里叶逆变换。
[0117]
s703、向量子处理单元发送目标数据和量子比较线路，以使得量子处理单元激发第一寄存器中的量子比特至另外一个目标数据对应的初始量子态，以及基于量子比较线路对另外一个目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化。
[0118]
s704、接收量子处理单元反馈的演化后的辅助比特的量子态，根据演化后的辅助比特的量子态确定两个目标数据的大小关系。
[0119]
其中，辅助量子比特的初始量子态为0态，若演化后的辅助比特的量子态为0态，则确定另外一个目标数据大于或等于其中一个目标数据；若演化后的辅助比特的量子态为1态，则确定另外一个目标数据小于其中一个目标数据。
[0120]
采用本技术实施例，通过接收数据大小比较任务，数据大小比较任务用于比较两个目标数据，基于其中一个目标数据确定相位旋转逻辑门的旋转参数，基于相位旋转逻辑门确定量子比较线路，向量子处理单元发送目标数据和量子比较线路，以使得量子处理单元激发第一寄存器中的量子比特至另外一个目标数据对应的初始量子态，以及基于量子比较线路对另外一个目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化接收量子处理单元反馈的演化后的辅助比特的量子态，根据演化后的辅助比特的量子态确定两个目标数据的大小关系。仅使用了一个辅助量子比特，相比于现有技术中需要使用多个辅助量子比特进位比较的方案，本技术提供的比较运算方案减少对量子计算机的资源占用。
[0121]
基于相同的发明构思，本技术实施例还提供了一种数据大小比较任务的处理装置，应用于量子处理单元，如图8所示，该装置包括：
[0122]
接收模块801，用于接收经典处理单元发送的目标数据和量子比较线路，量子比较线路是基于相位旋转逻辑门确定的，相位旋转逻辑门的旋转参数是基于其中一个目标数据确定的；
[0123]
激发模块802，用于激发第一寄存器中的量子比特至另外一个目标数据对应的初始量子态；
[0124]
演化模块803，用于基于量子比较线路对另外一个目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化；
[0125]
反馈模块804，用于将演化后的辅助比特的量子态反馈至经典处理单元，以使得经典处理单元基于辅助比特的量子态确定两个目标数据的大小关系。
[0126]
可选的，量子比较线路还包括量子傅里叶变换子线路和量子傅里叶逆变换子线路；演化模块803，具体用于：
[0127]
基于量子傅里叶变换子线路对另外一个目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行量子傅里叶变换；
[0128]
基于相位旋转逻辑门对量子傅里叶变换结果的每一乘积项进行相位旋转；
[0129]
基于量子傅里叶逆变换子线路对相位旋转之后第一寄存器中量子比特的量子态，进行量子傅里叶逆变换。
[0130]
可选的，若其中一个目标数据为量子态数据；则激发模块802，还用于：
[0131]
激发第二寄存器中的量子比特至其中一个目标数据对应的量子态；
[0132]
演化模块803，具体用于：
[0133]
基于第二寄存子中的量子比特的量子态控制相位旋转逻辑门作用于第一寄存器中的量子比特和辅助量子比特，以对量子傅里叶变换结果进行相位旋转。
[0134]
可选的，若其中一个目标数据为整数；则演化模块803，具体用于：
[0135]
将相位旋转逻辑门作用于第一寄存中的每一量子比特和辅助量子比特，以对量子傅里叶变换结果进行相位旋转。
[0136]
可选的，傅里叶变换结果为乘积形式量子态，乘积形式量子态包括辅助比特的量子态和第一寄存器中的量子比特的量子态的乘积形式量子态，辅助比特的量子态对应的乘积项为第一寄存器中的第m个量子比特的量子态对应的乘积项为
[0137]
其中，x表示另外一个目标数据，n表第一寄存器中的量子比特的数量，m取值范围为：[1，n]。
[0138]
可选的，装置还包括：
[0139]
复位模块，用于基于量子态复位子线路对量子傅里叶逆变换后的第一寄存中的量子比特进行复位操作，重新得到另外一个目标数据对应的初始量子态，复位操作依次为量子傅里叶变换、相位旋转逻辑门进行相位旋转以及量子傅里叶逆变换。
[0140]
本技术实施例还提供了一种数据大小比较任务的处理装置，应用于经典处理单元，如图9所示，该装置包括：
[0141]
接收模块901，用于接收数据大小比较任务，数据大小比较任务用于比较两个目标数据；
[0142]
确定模块902，用于基于其中一个目标数据确定相位旋转逻辑门的旋转参数，基于相位旋转逻辑门确定量子比较线路；
[0143]
发送模块903，用于向量子处理单元发送目标数据和量子比较线路，以使得量子处理单元激发第一寄存器中的量子比特至另外一个目标数据对应的初始量子态，以及基于量子比较线路对另外一个目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化；
[0144]
接收模块901，还用于接收量子处理单元反馈的演化后的辅助比特的量子态，根据演化后的辅助比特的量子态确定两个目标数据的大小关系。
[0145]
可选的，量子比较线路还包括量子傅里叶变换子线路和量子傅里叶逆变换子线路；
[0146]
量子傅里叶变换子线路用于另外一个目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行量子傅里叶变换；
[0147]
相位旋转逻辑门用于对量子傅里叶变换结果的每一乘积项进行相位旋转；
[0148]
量子傅里叶逆变换子线路用于对相位旋转之后第一寄存器中量子比特的量子态，进行量子傅里叶逆变换。
[0149]
可选的，辅助量子比特的初始量子态为0态，接收模块901，具体用于：
[0150]
若演化后的辅助比特的量子态为0态，则确定另外一个目标数据大于或等于其中一个目标数据；
[0151]
若演化后的辅助比特的量子态为1态，则确定另外一个目标数据小于其中一个目标数据。
[0152]
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
[0153]
本技术的再一实施例还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数据大小比较任务的处理方法实施例中的步骤。
[0154]
具体的，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：u盘、只读存储器(read-only memory，简称为rom)、随机存取存储器(random access memory，简称为ram)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
[0155]
本技术的再一实施例还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数据大小比较任务的处理方法实施例中的步骤。
[0156]
具体的，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。
[0157]
具体的，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：
[0158]
s201、接收经典处理单元发送的目标数据和量子比较线路。
[0159]
s202、激发第一寄存器中的量子比特至另外一个目标数据对应的初始量子态。
[0160]
s203、基于量子比较线路对另外一个目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化。
[0161]
s204、将演化后的辅助比特的量子态反馈至经典处理单元，以使得经典处理单元基于辅助比特的量子态确定两个目标数据的大小关系。
[0162]
以上依据图式所示的实施例详细说明了本技术的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本技术的较佳实施例，但本技术不以图面所示限定实施范围，凡是依照本技术的构
想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本技术的保护范围内。

技术特征：
1.一种数据大小比较任务的处理方法，其特征在于，应用于量子处理单元，所述数据大小比较任务用于比较两个目标数据，所述方法包括：接收经典处理单元发送的所述目标数据和量子比较线路，所述量子比较线路是基于相位旋转逻辑门确定的，所述相位旋转逻辑门的旋转参数是基于其中一个所述目标数据确定的；激发第一寄存器中的量子比特至另外一个所述目标数据对应的初始量子态；基于所述量子比较线路对另外一个所述目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化；将演化后的所述辅助比特的量子态反馈至所述经典处理单元，以使得所述经典处理单元基于所述辅助比特的量子态确定两个所述目标数据的大小关系。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述量子比较线路还包括量子傅里叶变换子线路和量子傅里叶逆变换子线路；所述基于所述量子比较线路对另外一个所述目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化，包括：基于所述量子傅里叶变换子线路对另外一个所述目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行量子傅里叶变换；基于所述相位旋转逻辑门对量子傅里叶变换结果的每一乘积项进行相位旋转；基于所述量子傅里叶逆变换子线路对相位旋转之后第一寄存器中量子比特的量子态，进行量子傅里叶逆变换。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述其中一个目标数据为量子态数据；则所述接收经典处理单元发送的所述目标数据和量子比较线路之后，所述方法还包括：激发第二寄存器中的量子比特至其中一个所述目标数据对应的量子态；所述基于所述相位旋转逻辑门对量子傅里叶变换结果的每一乘积项进行相位旋转，包括：基于所述第二寄存子中的量子比特的量子态控制所述相位旋转逻辑门作用于所述第一寄存器中的量子比特和所述辅助量子比特，以对量子傅里叶变换结果进行相位旋转。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述其中一个目标数据为整数；则所述基于所述相位旋转逻辑门对量子傅里叶变换结果的每一乘积项进行相位旋转，包括：将所述相位旋转逻辑门作用于第一寄存中的每一量子比特和所述辅助量子比特，以对量子傅里叶变换结果进行相位旋转。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述傅里叶变换结果为乘积形式量子态，所述乘积形式量子态包括辅助比特的量子态和第一寄存器中的量子比特的量子态的乘积形式量子态，所述辅助比特的量子态对应的乘积项为第一寄存器中的第m个量子比特的量子态对应的乘积项为其中，x表示另外一个目标数据，n表示第一寄存器中的量子比特的数量，m取值范围为：[1，n]。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将演化后的所述辅助比特的量子态反馈至所述经典处理单元之后，还包括：
基于量子态复位子线路对所述量子傅里叶逆变换后的第一寄存中的量子比特进行复位操作，重新得到另外一个所述目标数据对应的初始量子态，所述复位操作依次为量子傅里叶变换、相位旋转逻辑门进行相位旋转以及量子傅里叶逆变换。7.一种数据大小比较任务的处理方法，其特征在于，应用于经典处理单元，所述方法包括：接收数据大小比较任务，所述数据大小比较任务用于比较两个目标数据；基于其中一个所述目标数据确定相位旋转逻辑门的旋转参数，基于所述相位旋转逻辑门确定量子比较线路；向量子处理单元发送所述目标数据和所述量子比较线路，以使得所述量子处理单元激发第一寄存器中的量子比特至另外一个所述目标数据对应的初始量子态，以及基于所述量子比较线路对另外一个所述目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化；接收量子处理单元反馈的演化后的所述辅助比特的量子态，根据所述演化后的所述辅助比特的量子态确定两个所述目标数据的大小关系。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述量子比较线路还包括量子傅里叶变换子线路和量子傅里叶逆变换子线路；所述量子傅里叶变换子线路用于另外一个所述目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行量子傅里叶变换；所述相位旋转逻辑门用于对量子傅里叶变换结果的每一乘积项进行相位旋转；所述量子傅里叶逆变换子线路用于对相位旋转之后第一寄存器中量子比特的量子态，进行量子傅里叶逆变换。9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述辅助量子比特的初始量子态为0态，所述根据所述演化后的所述辅助比特的量子态确定两个所述目标数据的大小关系，包括：若所述演化后的所述辅助比特的量子态为0态，则确定另外一个所述目标数据大于或等于其中一个所述目标数据；若所述演化后的所述辅助比特的量子态为1态，则确定另外一个目标数据小于其中一个所述目标数据。10.一种数据大小比较任务的处理装置，其特征在于，应用于量子处理单元，所述装置包括：接收模块，用于接收经典处理单元发送的所述目标数据和量子比较线路，所述量子比较线路是基于相位旋转逻辑门确定的，所述相位旋转逻辑门的旋转参数是基于其中一个所述目标数据确定的；激发模块，用于激发第一寄存器中的量子比特至另外一个所述目标数据对应的初始量子态；演化模块，用于基于所述量子比较线路对另外一个所述目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化；反馈模块，用于将演化后的所述辅助比特的量子态反馈至所述经典处理单元，以使得所述经典处理单元基于所述辅助比特的量子态确定两个所述目标数据的大小关系。11.一种数据大小比较任务的处理装置，其特征在于，应用于经典处理单元，所述装置
包括：接收模块，用于接收数据大小比较任务，所述数据大小比较任务用于比较两个目标数据；确定模块，用于基于其中一个所述目标数据确定相位旋转逻辑门的旋转参数，基于所述相位旋转逻辑门确定量子比较线路；发送模块，用于向量子处理单元发送所述目标数据和所述量子比较线路，以使得所述量子处理单元激发第一寄存器中的量子比特至另外一个所述目标数据对应的初始量子态，以及基于所述量子比较线路对另外一个所述目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化；所述接收模块，还用于接收量子处理单元反馈的演化后的所述辅助比特的量子态，根据所述演化后的所述辅助比特的量子态确定两个所述目标数据的大小关系。12.一种存储介质，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6或7至9任一项中所述的方法。13.一种电子装置，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6或7至9任一项中所述的方法。

技术总结
本申请公开了一种数据大小比较任务的处理方法、装置、存储介质及电子装置，涉及量子计算技术领域，该方法包括：接收经典处理单元发送的目标数据和量子比较线路，量子比较线路是基于相位旋转逻辑门确定的，相位旋转逻辑门的旋转参数是基于其中一个目标数据确定的；激发第一寄存器中的量子比特至另外一个目标数据对应的初始量子态；基于量子比较线路对另外一个目标数据对应的初始量子态和辅助比特的量子态进行演化；将演化后的辅助比特的量子态反馈至经典处理单元，以使得经典处理单元基于辅助比特的量子态确定两个目标数据的大小关系。可以减少对量子计算机的资源占用。可以减少对量子计算机的资源占用。可以减少对量子计算机的资源占用。


技术研发人员：请求不公布姓名 窦猛汉 请求不公布姓名
受保护的技术使用者：本源量子计算科技（合肥）股份有限公司
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/9/5