一种基于量子计算的天线权值的确定方法及相关装置与流程

本发明属于量子计算，特别是一种基于量子计算的天线权值的确定方法及相关装置。

背景技术：

1、massive mimo(massive multiple input multiple output，大规模多输入多输出天线阵列)技术是5g(5th generation mobile communication technology，第五代通信技术)中提高系统容量、网络覆盖率和频谱效率的关键性技术。在无线通信中，massivemimo通过对扇区内各个小区波束进行加权，改变扇区内各个小区波束部署模式，适配扇区内用户分布，从而获得更好的干扰抑制和空间多用户复用的能力，可显著提升系统容量。

2、天线权值确定是massive mimo系统充分发挥作用的关键步骤，通过较优的天线权值，可以解决目标区域覆盖率最大化问题。权值组由预设数量个权值组成，每一个权值代表一个子波束。天线权值寻优就是要找到一组子波束使得目标区域内所有栅格的参考信号接收功率(reference signal receiving power，rsrp)整体最大，当备选子波束有上百种时，天线权值组就有上亿种组合，需要在这上亿种天线权值组中选出最好的或近似最好的组合十分困难，这导致传统的手段很难在短时间内获得较优的天线权值。因此，如何实现更快地确定较好的天线权值，是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于量子计算的天线权值的确定方法及相关装置，以解决现有技术中的不足，利用量子计算的算力优势，基于量子线路加速天线权值的优化，进而减少确定较优的天线权值的耗时。

2、本技术的一个实施例提供了一种基于量子计算的天线权值的确定方法，方法包括：

3、获得目标量子线路，其中，所述目标量子线路是基于获得的天线权值对应的数据和拟设方式构建的，包括至少一个线路参数；

4、通过更新所述线路参数，迭代运行所述目标量子线路，获得目标量子态；

5、利用所述目标量子态，确定目标天线权值。

6、可选的，所述获得目标量子线路，包括：

7、根据所获得的每一种类天线权值对应的取值个数，确定构建目标量子线路所需的量子比特；

8、在所确定的量子比特上作用所获得的拟设方式对应的量子逻辑门，获得所述目标量子线路。

9、可选的，所述通过更新所述线路参数，迭代运行所述目标量子线路，获得目标量子态，包括：

10、运行所述目标量子线路，获得测量结果；

11、利用所述测量结果，判断是否终止迭代；

12、如果是，利用所述测量结果，获得目标量子态；

13、如果否，更新所述线路参数，继续执行运行所述目标量子线路，获得测量结果步骤，直至终止迭代。

14、可选的，所述利用所述测量结果，判断是否终止迭代，包括：

15、判断当前迭代是否满足以下条件之一：

16、当前迭代次数等于第一预设阈值；

17、所述测量结果存在大于第二预设阈值的概率值。

18、可选的，所述更新所述线路参数，包括：

19、计算所述线路参数的梯度；

20、基于计算得到的梯度，更新所述线路参数。

21、可选的，所述梯度是基于滤波参数计算得到的；

22、所述基于计算得到的梯度，更新所述线路参数，包括：

23、利用计算得到的梯度，计算梯度模长；

24、判断所述梯度模长是否大于预设模长阈值；

25、如果大于，利用当前计算得到的梯度，更新所述线路参数；

26、如果不大于，更新所述滤波参数，并执行所述计算所述线路参数的梯度步骤，直至所述梯度模长大于所述预设模长阈值。

27、可选的，所述计算线路参数的梯度，包括：

28、利用以下算式，计算线路参数的梯度：

29、

30、其中，c(θ)为损失函数，θj为第j个线路参数，f≡f(h,τ)为滤波算子，h为哈密顿量，τ为滤波参数，|ψ＞为运行所述目标量子线路获得的末态，为末态对应的滤波算子的值，t为时刻，ej为单位向量。

31、本技术的又一实施例提供了一种基于量子计算的天线权值的确定装置，装置包括：

32、第一获得模块，用于获得目标量子线路，其中，所述目标量子线路是基于获得的天线权值对应的数据和拟设方式构建的，包括至少一个线路参数；

33、第二获得模块，用于通过更新所述线路参数，迭代运行所述目标量子线路，获得目标量子态；

34、确定模块，用于利用所述目标量子态，确定目标天线权值。

35、可选的，所述第一获得模块，具体用于：

36、根据所获得的每一种类天线权值对应的取值个数，确定构建目标量子线路所需的量子比特；

37、在所确定的量子比特上作用所获得的拟设方式对应的量子逻辑门，获得所述目标量子线路。

38、可选的，所述第二获得模块，包括：

39、运行单元，用于运行所述目标量子线路，获得测量结果；

40、判断单元，用于利用所述测量结果，判断是否终止迭代；

41、获得单元，用于在所述判断单元的判断结果为是的情况下，利用所述测量结果，获得目标量子态；

42、更新单元，用于在所述判断单元的判断结果为否的情况下，更新所述线路参数，继续执行所述运行单元，直至终止迭代。

43、可选的，所述判断单元，具体用于：

44、判断当前迭代是否满足以下条件之一：

45、当前迭代次数等于第一预设阈值；

46、所述测量结果存在大于第二预设阈值的概率值。

47、可选的，所述更新单元，具体用于：

48、计算所述线路参数的梯度；

49、基于计算得到的梯度，更新所述线路参数。

50、可选的，所述梯度是基于滤波参数计算得到的；

51、所述更新单元，还具体用于：

52、利用计算得到的梯度，计算梯度模长；

53、判断所述梯度模长是否大于预设模长阈值；

54、如果大于，利用当前计算得到的梯度，更新所述线路参数；

55、如果不大于，更新所述滤波参数，并执行所述计算所述线路参数的梯度步骤，直至所述梯度模长大于所述预设模长阈值。

56、可选的，所述更新单元，包括：

57、利用以下算式，计算线路参数的梯度：

58、

59、其中，c(θ)为损失函数，θj为第j个线路参数，f≡f(h,τ)为滤波算子，h为哈密顿量，τ为滤波参数，|ψ>为运行所述目标量子线路获得的末态，为末态对应的滤波算子的值，t为时刻，ej为单位向量。

60、本技术的一个实施例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实现上述任一项所述的方法。

61、本技术的一个实施例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实现上述任一项所述的方法。

62、与现有技术相比，本发明首先获得目标量子线路；再通过更新所述线路参数，迭代运行所述目标量子线路，获得目标量子态；最后利用所述目标量子态，确定目标天线权值。本发明利用量子计算的算力优势，基于量子线路加速天线权值的优化，进而减少确定较优的天线权值的耗时。