ICS 01.040.35 CCS A 22 中华人民共和国国家标准 GB/T 42565—2023 量子计算 术语和定义 Quantum computingTerminology and definition 2023-12-01实施 2023-05-23发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T42565—2023 目 次 前言 引言 范围 1 2 规范性引用文件 3 量子计算通用基础术语 量子计算硬件术语 4 5 量子计算算法与软件术语 6 量子计算应用术语 参考文献· 索引 11 GB/T42565—2023 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件起草单位：中国科学技术大学、济南量子技术研究院、科大国盾量子技术股份有限公司、中国 科学院计算技术研究所、中国信息通信研究院、中国电子技术标准化研究院、中国人民解放军国防科技 大学、中国标准化研究院、深圳市腾讯计算机系统有限公司、中国计量大学、武汉大学、中国人民解放军 战略支援部队信息工程大学山东量子科学技术研究院有限公司、山东浪潮人工智能研究院有限公司、 中国电子信息产业集团有限公司、山东新一代标准化研究院有限公司、华为技术有限公司、杭州知量科 技有限公司、上海图灵智算量子科技有限公司、阿里巴巴科技（北京）有限公司。 本文件主要起草人：朱晓波、张强、吴玉林、黄合良、王辉、周飞、于小飞、郑明睿、孙晓明、李东东、 赖俊森、杨宏、张昱、吴伟、康键、郑一聪、谭爱红、赵勇、刘强、徐红星、王增斌、王明磊、郭凯、张凯、 王流伍、金贤敏、黄蕾蕾。 GB/T42565—2023 引言 量子计算是利用量子力学的基本特性实现问题求解的计算模式，通过构建可精密操控的量子物理 硬件系统，运行量子计算软件实现量子算法，求解计算问题，实现量子计算在特定问题或领域的应用。 术语定义按照物理和计算基础、硬件实现、算法软件和应用四个层次，分为量子计算通用基础术语、量子 计算硬件术语、量子计算算法与软件术语、量子计算应用术语四章。 GB/T42565—2023 量子计算术语和定义 1范围 本文件界定了量子计算通用基础、量子计算硬件、量子计算软件及量子计算应用方面相关的术语和 定义。 本文件适用于开展与量子计算相关活动的各类组织，为量子计算相关活动中使用的术语、量子计算 相关标准制定、技术文件编制等工作提供共同理解。与量子计算相关的教材、书刊编写以及文献翻译参 照使用。 2 规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件。 3量子计算通用基础术语 3 3.1 量子态 quantumstate 量子系统的状态。 3.2 量子信息 quantuminformation 用量子态（3.1）表示的信息。 3.3 量子比特 Fquantumbit 量子信息（3.2）的最小单位，物理上用二维量子态（3.1)实现，数学上可用二维希尔伯特空间的单位 向量来表示。 注：又称量子位（qubit）。 3.4 物理量子比特 手physicalqubit 实现量子比特（3.3的物理单元。 3.5 逻辑量子比特 logicalqubit 通过物理量子比特（3.4）实现的数学理想量子比特（3.3）。 3.6 数据量子比特 dataqubit 用来编码量子信息（3.2）的量子比特（3.3）。 3.7 辅助量子比特 ancilla qubit 为辅助数据量子比特（3.6）完成计算任务添加的量子比特（3.3）。 1 GB/T42565—2023 3.8 多量子比特系统multiple-qubitsystem 由多个量子比特（3.3）组成的用来信息存储、信息传递或信息处理的量子多体系统。 3.9 量子叠加quantum superposition 量子系统同时处在不同量子态（3.1)的量子现象。 3.10 量子纠缠 quantumentanglement 量子系统中的关于多个物理系统状态之间非经典关联的一种属性。 3.11 量子隧穿 quantum tunneling 微观粒子穿越超过自身总能量的势垒的量子现象。 3.12 量子计算quantumcomputing 利用量子比特（3.3）进行信息运算和存储，并运行量子算法的新型计算。 3.13 量子复杂性理论 quantum complexity theory 使用量子计算（3.12）研究复杂性的理论 3.14 量子线路 quantum circuit 量子计算（3.12）中一种以线路形式表示计算流程的方式。 3.15 门量子计算gate-basedquantumcomputing 通过定义量子门（3.16）并依靠量子门序列来完成量子计算任务的模型。 3.16 量子门quantumgate 门量子计算（3.15）中进行量子比特（3.3）操纵的量子线路（3.14)单元。 3.17 单量子比特门single-qubitgate 操纵单个量子比特（3.3）的量子门（3.16）。 3.18 多量子比特门 multiple-qubitgate 实现多个量子比特（3.3）量子纠缠（3.10）操纵的量子门（3.16）。 3.19 量子门阵列 quantum gate array 操作量子比特（3.3)的多个量子门（3.16）的集合。 3.20 量子随机数 quantum random number 基于量子力学原理所保证的随机性过程产生的真随机数。 3.21 量子态测量 qubitstatemeasurement 通过对量子比特（3.3）进行测量来得到量子态（3.1)信息的操作过程。 2 GB/T 42565—2023 3.22 分布式量子计算distributedquantumcomputing 利用多台通过量子或经典通道互联的量子计算机完成计算任务的量子计算（3.12）模式。 3.23 单向量子计算 one-wayquantumcomputing 通过对制备的初始纠缠态进行测量来完成计算的一种量子计算（3.12)模型。初始纠缠态通常为簇 态，测量通常为单比特测量。 3.24 绝热量子计算adiabaticquantumcomputing 依赖绝热定理进行计算的一种量子计算（3.12)模型。 3.25 辅助驱动量子计算ancilla-drivenquantum computing 通过对辅助量子比特（3.7）进行量子门（3.16）操纵和测量来实现计算的一种量子计算（3.12）模型。 3.26 拓扑量子计算topologicalquantumcomputing 基于多体系统中准粒子的拓扑态模式构建量子比特（3.3）的一种量子计算（3.12）模型 3.27 量子模拟 quantumsimulation 使用人工可控量子系统模拟自然界中的量子现象或经典现象。 3.28 随机基准 randomized benchmarking 使用随机化方法来评估量子计算（3.12）硬件平台能力的方法。 3.29 量子态层析 quantum state tomography 种确定未知量子态（3.1）断层信息的方法 3.30 量子过程层析 quantum process tomography 一种确定未知量子过程/操作的方法。 4量子计算硬件术语 4.1 量子纠缠光子源 quantum entangled photon source 所产生的光子间存在量子纠缠（3.10)的光源。 4.2 量子点 quantum dot 束缚电子或空穴的半导体器件。 4.3 约瑟夫森结 Josephsonjunction 由很薄的绝缘体或正常导体隔开，或由截面很小的超导桥隔开，因而仅存在弱耦合的两个超导体形 成的结。 来源：IEC60050-121：1998，121-13-23，有修改 3