(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210772991.X (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 北京邮电大 学 地址 100876 北京市海淀区西土城路10号 (72)发明人 郭宏翔　陈彦虎　师学丽　伍剑　 洪小斌　 (74)专利代理 机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 专利代理师 梁军丽 (51)Int.Cl. H04L 9/08(2006.01) (54)发明名称 量子电路生成方法及系统 (57)摘要 本发明提供一种量子电路生成方法及系统， 方法包括： 根据交换规则， 将逻辑函数中的每个 变量的量子卡诺图转换为对应的恒等量子卡诺 图； 获取所述量子卡诺图转换为对应的所述恒等 量子卡诺图的转换过程中的子量子电路； 根据所 述每个变量对应的子量子电路， 获取所述逻辑函 数或所述置换矩阵的量子电路。 所述系统执行所 述方法。 本发 明在经典数字电路上的卡诺图的基 础上， 提出基于量子卡诺图的量子电路生成方 法， 具有良好的可扩展性， 可以高效地为不同规 模和不同样式的逻辑函数或置换矩 阵自动生成 对应的量子电路， 使 得量子电路的生成尽可能简 单。 权利要求书2页 说明书12页 附图4页 CN 115361115 A 2022.11.18 CN 115361115 A 1.一种量子电路生成方法， 其特 征在于， 包括： 根据交换规则， 将逻辑函数或置换矩阵中的每个变量的量子卡诺图转换为对应的恒等 量子卡诺图； 获取所述量子卡诺图转换为对应的所述恒等 量子卡诺图的转换 过程中的子量子电路； 根据所述每个变量对应的子量子电路， 获取所述逻辑函数或所述置换矩阵的量子电 路。 2.根据权利要求1所述的量子电路生成方法， 其特征在于， 所述逻辑函数或置换矩阵中 的每个变量的量子卡诺图是通过如下 方式确定的： 确定所述逻辑 函数对应的所述置换矩阵； 根据所述置换矩阵的列索引和行索引， 确定所述 量子卡诺图； 其中， 所述置换矩阵的列索引和行索引是根据所述输入值和所述输出值确定的； 量子卡诺图的行索引和列索引的排布顺序均使用二进制表示， 且遵循格雷码编码规 则。 3.根据权利要求2所述的量子电路生成方法， 其特征在于， 所述确定所述逻辑函数对应 的所述置换矩阵， 包括： 在所述逻辑函数为所述不可逆逻辑函数的情况下， 将所述不可逆逻辑函数转换为所述 可逆逻辑函数后， 根据转换后的不可逆逻辑函数中的每个变量的输入值与输出值的映射关 系， 确定转换后的不可逆逻辑 函数对应的置换矩阵； 在所述逻辑函数为所述可逆逻辑函数的情况下， 根据所述可逆逻辑函数中的每个变量 的输入值与输出值的映射关系， 确定所述可逆逻辑 函数对应的所述置换矩阵。 4.根据权利要求1所述的量子电路生成方法， 其特征在于， 所述根据交换规则， 将逻辑 函数中的每 个变量的量子卡诺图转换为对应的恒等 量子卡诺图， 包括： 确定所述 量子卡诺图中第一目标列和第二目标列； 根据行交换规则， 将所述第一目标列中的第一行与第二行的值进行交换， 确定所述量 子卡诺图对应的所述恒等 量子卡诺图； 根据列交换规则， 将所述第二目标列中的第二行的值进行交换， 确定所述量子卡诺图 对应的所述恒等 量子卡诺图； 其中， 所述第一目标列包括第一列和第二列； 所述第二目标列包括第三列和第四列； 所述第一列的第一行的值 为第一预设值且第二行的值 为第二预设值或辅助量子比特； 所述第二列的第一行的值 为所述辅助量子比特且第二行的值 为所述第二预设值； 所述第三列的第一行和第二行的值均为所述第一预设值； 所述第四列的第一行和第二行的值均为所述第二预设值； 所述交换规则包括所述行交换规则和所述列交换规则。 5.根据权利要求 4所述的量子电路生成方法， 其特 征在于， 还 包括： 确定所述 量子卡诺图中与所述第一目标列的汉明距离等于第三预设值的各候选列； 从各所述候选列中筛 选出第一行和第二行的值相同的第三目标列； 将所述第三目标列添加到所述第一目标列中， 更新所述第一目标列。 6.根据权利要求1所述的量子电路生成方法， 其特征在于， 所述根据所述每个变量对应权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115361115 A 2的子量子电路， 获取 所述逻辑 函数或所述置换矩阵的量子电路， 包括： 将所述每 个变量对应的子量子电路顺序连接， 获取 所述量子电路。 7.一种量子电路生成系统， 其特征在于， 包括： 第一获取模块、 第二获取模块以及第三 获取模块； 所述第一获取模块， 用于根据交换规则， 将逻辑函数中的每个变量的量子卡诺图转换 为对应的恒等 量子卡诺图； 所述第二获取模块， 用于获取所述量子卡诺图转换为对应的所述恒等量子卡诺图的转 换过程中的子量子电路； 所述第三获取模块， 用于根据所述每个变量对应的子量子电路， 获取所述逻辑函数或 所述置换矩阵的量子电路。 8.一种电子设备， 包括处理器和存储有计算机程序的存储器， 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任一项所述 量子电路生成方法。 9.一种非暂态计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该计算机程 序被处理器执行时实现如权利要求1至 6任一项所述 量子电路生成方法。 10.一种计算机程序产品， 包括计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序被处理器执 行时实现如权利要求1至 6任一项所述 量子电路生成方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115361115 A 3