本发明属于量子计算，特别是一种模平方数据生成任务的处理方法及相关装置。
背景技术：
1、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。
2、有限域，也称伽罗瓦域(galoisfield，gf)，是抽象代数、密码学等众多学科中一个十分重要的概念。以密码学为例，有限域上的离散对数问题是经典公钥密码体系的两个核心困难问题之一。gf(2k)又在众多有限域中占据特殊地位，如何高效生成gf(2k)中的模平方数据，进而实现加速破解经典加密算法。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种模平方数据生成任务的处理方法及相关装置，旨在高效生成gf(2k)中的模平方数据，进而实现加速破解经典加密算法。
2、本发明的一个实施例提供了一种模平方数据生成任务的处理方法，应用于经典计算单元，所述模平方数据生成任务用于计算有限域gf92k)中输入数据的模平方运算结果，所述方法包括：
3、基于预设的不可约多项式和lup分解方法构建用于计算gf(2k)中输入数据的模平方运算结果的量子线路；
4、将所述输入数据和所述量子线路发送至量子计算单元；
5、接收量子计算单元反馈的测量结果，以及基于所述测量结果确定并输出所述模平方运算结果。
6、可选的，所述基于预设的不可约多项式和lup分解方法构建用于计算gf(2k)中输入数据的模平方运算结果的量子线路，包括：
7、将预设的不可约多项式转化为方阵，以及对所述方阵进行lup分解，得到l型、u型和p型矩阵；
8、基于cnot门构建所述l型和u型矩阵对应的量子线路，以及基于swap门构建所述p型矩阵对应的量子线路；
9、将所述p型、u型和l型矩阵对应的量子线路进行拼接，得到用于计算gf(2k)中输入多项式的模平方运算结果的量子线路。
10、可选的，所述将预设的不可约多项式转化为方阵，包括：
11、确定预设的不可约多项式中最高项对应的次数；
12、确定比所述最高项对应的次数低的每一项的模平方运算结果；
13、基于每一项的模平方运算结果确定所述不可约多项式对应的方阵。
14、可选的，所述基于cnot门构建所述l型矩阵对应的量子线路，包括：
15、确定所述l型矩阵中除对角线之外的非零元素aij，将cnot门作用于第i个和第j个量子比特，得到所述l型矩阵对应的量子线路，第i个所述量子比特为受控比特，第j个所述量子比特为控制比特，所述i、j分别为所述l型矩阵的行数和列数。
16、可选的，所述基于cnot门构建所述u型矩阵对应的量子线路，包括：
17、确定所述u型矩阵中除对角线之外的非零元素aij，将cnot门作用于第i个和第j个量子比特，得到所述u型矩阵对应的量子线路，第j个所述量子比特为受控比特，第i个所述量子比特为控制比特，所述i、j分别为所述u型矩阵的行数和列数。
18、可选的，所述基于swap门构建所述p型矩阵对应的量子线路，所述p型矩阵的维度为k×k，包括：
19、将行数对应的k个量子比特的量子态转移至列数对应的k个量子比特的量子态上，以及确定所述p型矩阵中除对角线之外的非零元素amn，所述m、n分别为所述p型矩阵的行数和列数；
20、将swap门作用于行数对应的k个量子比特中的第m个量子比特和列数对应的k个量子比特中的第n个量子比特，得到所述p型矩阵对应的量子线路。
21、本发明的又一实施例提供了一种模平方数据生成任务的处理方法，应用于量子计算单元，所述模平方数据生成任务用于计算有限域gf(2k)中输入数据的模平方运算结果，所述方法包括：
22、接收经典计算单元发送的所述输入数据和量子线路，所述量子线路用于计算gf(2k)中所述输入数据的模平方运算结果；
23、基于所述输入数据将量子比特激发至初始量子态，以及基于所述量子线路驱动所述量子比特从所述初始量子态开始演化，得到所述量子比特的测量结果；
24、将所述测量结果发送至所述经典计算单元，以使得所述经典计算单元基于测量结果确定所述模平方运算结果。
25、本发明的又一实施例提供了一种量子计算系统，所述量子计算系统包括经典计算单元和量子计算单元；
26、其中，所述经典计算单元用于执行以下步骤：
27、基于预设的不可约多项式和lup分解方法构建用于计算gf(2k)中输入数据的模平方运算结果的量子线路；
28、将所述输入数据和所述量子线路发送至量子计算单元；
29、接收量子计算单元反馈的测量结果，以及基于所述测量结果确定并输出所述模平方运算结果；
30、其中，所述量子计算单元用于执行以下步骤：
31、接收经典计算单元发送的所述输入数据和量子线路，所述量子线路用于计算gf(2k)中所述输入数据的模平方运算结果；
32、基于所述输入数据将量子比特激发至初始量子态，以及基于所述量子线路驱动所述量子比特从所述初始量子态开始演化，得到所述量子比特的测量结果；
33、将所述测量结果发送至所述经典计算单元，以使得所述经典计算单元基于测量结果确定所述模平方运算结果。
34、本发明的又一实施例提供了一种模平方数据生成任务的处理装置，应用于经典计算单元，所述模平方数据生成任务用于计算有限域gf(2k)中输入数据的模平方运算结果，所述装置包括：
35、处理单元，用于基于预设的不可约多项式和lup分解方法构建用于计算gf(2k)中输入数据的模平方运算结果的量子线路；
36、发送单元，用于将所述输入数据和所述量子线路发送至量子计算单元；
37、接收单元，用于接收量子计算单元反馈的测量结果，以及基于所述测量结果确定并输出所述模平方运算结果。
38、本发明的又一实施例提供了另一种模平方数据生成任务的处理装置，应用于量子计算单元，所述模平方数据生成任务用于计算有限域gf(2k)中输入数据的模平方运算结果，所述装置包括：
39、接收单元，用于接收经典计算单元发送的所述输入数据和量子线路，所述量子线路用于计算gf(2k)中所述输入数据的模平方运算结果；
40、计算单元，用于基于所述输入数据将量子比特激发至初始量子态，以及基于所述量子线路驱动所述量子比特从所述初始量子态开始演化，得到所述量子比特的测量结果；
41、发送单元，用于将所述测量结果发送至所述经典计算单元，以使得所述经典计算单元基于测量结果确定所述模平方运算结果。
42、本发明的又一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执行上述任一项中所述的方法。
43、本发明的又一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执行上述任一项中所述的方法。
44、与现有技术相比，本发明提供的一种模平方数据生成任务的处理方法及相关装置，经典计算单元基于预设的不可约多项式和lup分解方法构建用于计算gf(2k)中输入数据的模平方运算结果的量子线路，以及将所述输入数据和所述量子线路发送至量子计算单元；量子计算单元基于所述输入数据将量子比特激发至初始量子态，以及基于所述量子线路驱动所述量子比特从所述初始量子态开始演化，得到所述量子比特的测量结果；将所述测量结果发送至所述经典计算单元；经典计算单元基于所述测量结果确定并输出所述模平方运算结果；实现了高效生成gf(2k)中的模平方数据，进而实现加速破解经典加密算法。
1.一种模平方数据生成任务的处理方法，其特征在于，应用于经典计算单元，所述模平方数据生成任务用于计算有限域gf(2k)中输入数据的模平方运算结果，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预设的不可约多项式和lup分解方法构建用于计算gf(2k)中输入数据的模平方运算结果的量子线路，包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将预设的不可约多项式转化为方阵，包括：
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于cnot门构建所述l型矩阵对应的量子线路，包括：
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于cnot门构建所述u型矩阵对应的量子线路，包括：
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于swap门构建所述p型矩阵对应的量子线路，所述p型矩阵的维度为k×k，包括：
7.一种模平方数据生成任务的处理方法，其特征在于，应用于量子计算单元，所述模平方数据生成任务用于计算有限域gf(2k)中输入数据的模平方运算结果，所述方法包括：
8.一种量子计算系统，其特征在于，所述量子计算系统包括经典计算单元和量子计算单元；
9.一种模平方数据生成任务的处理装置，其特征在于，应用于经典计算单元，所述模平方数据生成任务用于计算有限域gf(2k)中输入数据的模平方运算结果，所述装置包括：
10.一种模平方数据生成任务的处理装置，其特征在于，应用于量子计算单元，所述模平方数据生成任务用于计算有限域gf(2k)中输入数据的模平方运算结果，所述装置包括：
11.一种存储介质，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7任一项中所述的方法。
12.一种电子装置，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7任一项中所述的方法。
