July 2021
Beginner to intermediate
274 pages
7h 10m
Chinese
Content preview from 量子计算机编程：从入门到实践
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145
第 9 章
真实的数据
完全成熟的
QPU
应用程序是为冷冰冰的真实数据构建的。真实的数据并不一定像前文所
用的基本整数输入那样简单。因此，有必要考虑如何在
QPU
中表示更复杂的数据。好的
数据结构和好的算法同等重要。本章旨在回答前文刻意回避的两个问题。
•
如何在
QPU
寄存器中表示复杂的数据类型
？
正整数可以用简单的二进制编码表示，那
么该如何表示无理数和向量或矩阵等复合类型的数据呢？当涉及用叠加态和相对相位等
量子方式来编码这些数据类型时，这个问题会变得更加尖锐。
•
如何将存储的数据读入
QPU
寄存器
？
到目前为止，我们一直在手动初始化输入寄存器，
并使用写操作手动将寄存器中的量子比特设置为感兴趣的二进制整数。要是想针对大量
数据使用
QPU
应用程序，我们需要从内存中将这些数据读入
QPU
寄存器。做到这一点
不容易，因为可能需要用一个叠加值来初始化
QPU
寄存器，而这是传统的
RAM
不擅
长的工作。
我们首先解决第一个问题。在描述越来越复杂的数据类型的
QPU
表示时，我们将引入
真正的量子数据结构和
量子随机存取存储器
（
quantum random access memory
，
QRAM
）。
QRAM
是许多实际
QPU
应用程序的关键资源。
后面的几章将非常依赖本章介绍的数据结构。举例来说，我们为向量数据引入的振幅编码
技术是第
13
章提到的所有量子机器学习应用程序的核心。