盖茨#

对量子比特起作用的门的一种实现。

门是作用于量子位空间的幺正算符。

中期任务：

优化门。应用运算符Qubit来删除许多中间量子位对象的创建。
向所有运算符添加交换关系，并在gate_sort中使用此关系。
固定gate_sort和gate_simp。
正确绘制多目标UGates。
让UGate处理sympy/numpy矩阵并输出任意一种格式。这也应该使用矩阵槽。

class sympy.physics.quantum.gate.CGate(*args, **kwargs)[源代码]#

一种具有控制量子位的一般酉门。

如果所有的控制量子位都有一个特定的值（由 CGate.control_value ）

参数:: 标签：元组

在本例中，标签的形式是（controls，gate），其中controls是一个tuple/list of control qubit（as ints），gate是一个 Gate 作为目标运算符的实例。

property controls#: 控制量子位的元组。

decompose(**options)[源代码]#: 将受控门分解为CNOT门和单量子比特门。

eval_controls(qubit)[源代码]#: 返回True/False以指示控件是否满足要求。

property gate#: 将应用于目标的非受控门。

property min_qubits#: 这个门需要作用的最小量子比特数。

property nqubits#

这个门作用于的量子位总数。

对于受控门子类，这包括目标和控制量子位，因此，例如CNOT门作用于2个量子位。

plot_gate(circ_plot, gate_idx)[源代码]#: 绘制受控门。如果 simplify_cgate 没错，把C-X和C-Z门简化成它们更熟悉的形式。

property targets#: 目标量子位的元组。

class sympy.physics.quantum.gate.CGateS(*args, **kwargs)[源代码]#: 允许门简化的CGate版本。一、 cnot看起来像是一个oplus，cphase有点等。

sympy.physics.quantum.gate.CNOT[源代码]#: CNotGate 的别名

class sympy.physics.quantum.gate.CNotGate(*args, **kwargs)[源代码]#

两个量子位不受控制。

如果控制量子位的值都为1，则此门对目标量子位执行非门或X门。

参数:: 标签：元组

形式（控件、目标）的元组。

实例

>>> from sympy.physics.quantum.gate import CNOT
>>> from sympy.physics.quantum.qapply import qapply
>>> from sympy.physics.quantum.qubit import Qubit
>>> c = CNOT(1,0)
>>> qapply(c*Qubit('10')) # note that qubits are indexed from right to left
|11>

property controls#: 控制量子位的元组。

property gate#: 将应用于目标的非受控门。

property min_qubits#: 这个门需要作用的最小量子比特数。

property targets#: 目标量子位的元组。

class sympy.physics.quantum.gate.Gate(*args, **kwargs)[源代码]#

作用于量子位的非受控幺正门运算符。

这是一个通用的抽象门，需要子类化才能做任何有用的事情。

参数:: 标签：元组，int

门将应用到的目标量子位（如int）的列表。

get_target_matrix(format='sympy')[源代码]#

The matrix representation of the target part of the gate.

参数:: 格式：结构

格式字符串（'sypy'，'numpy'等）

property min_qubits#: 这个门需要作用的最小量子比特数。

property nqubits#

这个门作用于的量子位总数。

对于受控门子类，这包括目标和控制量子位，因此，例如CNOT门作用于2个量子位。

property targets#: 目标量子位的元组。

sympy.physics.quantum.gate.H[源代码]#: HadamardGate 的别名

class sympy.physics.quantum.gate.HadamardGate(*args, **kwargs)[源代码]#

单量子比特哈达玛门。

参数:: 目标：内景

此门将应用于的目标量子比特。

实例

>>> from sympy import sqrt
>>> from sympy.physics.quantum.qubit import Qubit
>>> from sympy.physics.quantum.gate import HadamardGate
>>> from sympy.physics.quantum.qapply import qapply
>>> qapply(HadamardGate(0)*Qubit('1'))
sqrt(2)*|0>/2 - sqrt(2)*|1>/2
>>> # Hadamard on bell state, applied on 2 qubits.
>>> psi = 1/sqrt(2)*(Qubit('00')+Qubit('11'))
>>> qapply(HadamardGate(0)*HadamardGate(1)*psi)
sqrt(2)*|00>/2 + sqrt(2)*|11>/2

class sympy.physics.quantum.gate.IdentityGate(*args, **kwargs)[源代码]#

单量子比特身份门。

参数:: 目标：内景

此门将应用于的目标量子比特。

class sympy.physics.quantum.gate.OneQubitGate(*args, **kwargs)[源代码]#: 单量子比特酉门基类。

sympy.physics.quantum.gate.Phase[源代码]#: PhaseGate 的别名

class sympy.physics.quantum.gate.PhaseGate(*args, **kwargs)[源代码]#

单量子位相或称S门。

如果状态为 |1> 如果州政府 |0> .

参数:: 目标：内景

此门将应用于的目标量子比特。

sympy.physics.quantum.gate.S[源代码]#: PhaseGate 的别名

sympy.physics.quantum.gate.SWAP[源代码]#: SwapGate 的别名

class sympy.physics.quantum.gate.SwapGate(*args, **kwargs)[源代码]#

双量子比特交换门。

这个门交换两个量子比特的值。

参数:: 标签：元组

形式的元组（target1，target2）。

decompose(**options)[源代码]#: 把交换门分解成CNOT门。

sympy.physics.quantum.gate.T[源代码]#: TGate 的别名

class sympy.physics.quantum.gate.TGate(*args, **kwargs)[源代码]#

单量子比特pi/8门。

如果状态为 |1> 如果州政府 |0> .

参数:: 目标：内景

此门将应用于的目标量子比特。

class sympy.physics.quantum.gate.TwoQubitGate(*args, **kwargs)[源代码]#: 一个两量子比特的酉门基类。

class sympy.physics.quantum.gate.UGate(*args, **kwargs)[源代码]#

由一组目标和一个目标矩阵指定的一般门。

参数:: 标签：元组

一种形式的元组（targets，U），其中targets是目标量子位的元组，U是维数为len（targets）的酉矩阵。

get_target_matrix(format='sympy')[源代码]#

门的目标部分的矩阵表示。

参数:: 格式：结构

格式字符串（'sypy'，'numpy'等）

property targets#: 目标量子位的元组。

sympy.physics.quantum.gate.X[源代码]#: XGate 的别名

class sympy.physics.quantum.gate.XGate(*args, **kwargs)[源代码]#

单量子比特X，或者不是，门。

参数:: 目标：内景

此门将应用于的目标量子比特。

sympy.physics.quantum.gate.Y[源代码]#: YGate 的别名

class sympy.physics.quantum.gate.YGate(*args, **kwargs)[源代码]#

单量子位Y门。

参数:: 目标：内景

此门将应用于的目标量子比特。

sympy.physics.quantum.gate.Z[源代码]#: ZGate 的别名

class sympy.physics.quantum.gate.ZGate(*args, **kwargs)[源代码]#

单量子比特Z门。

参数:: 目标：内景

此门将应用于的目标量子比特。

sympy.physics.quantum.gate.gate_simp(circuit)[源代码]#

象征性地简化大门

它首先使用gate_sort对门进行排序。然后它将基本的简化规则应用于电路，例如XGate**2=Identity

sympy.physics.quantum.gate.gate_sort(circuit)[源代码]#

在跟踪交换关系的同时对闸进行排序

此函数使用气泡排序来重新排列浇口应用程序的顺序。跟踪量子计算特殊的交换关系（例如，应用于同一量子比特的事物不会相互交换）

电路是要排序的门的Mul。

sympy.physics.quantum.gate.normalized(normalize)[源代码]#

Set flag controlling normalization of Hadamard gates by \(1/\sqrt{2}\).

This is a global setting that can be used to simplify the look of various expressions, by leaving off the leading \(1/\sqrt{2}\) of the Hadamard gate.

参数:: 归一化 布尔

Should the Hadamard gate include the \(1/\sqrt{2}\) normalization factor? When True, the Hadamard gate will have the \(1/\sqrt{2}\). When False, the Hadamard gate will not have this factor.

sympy.physics.quantum.gate.random_circuit(ngates, nqubits, gate_space=(<class 'sympy.physics.quantum.gate.XGate'>, <class 'sympy.physics.quantum.gate.YGate'>, <class 'sympy.physics.quantum.gate.ZGate'>, <class 'sympy.physics.quantum.gate.PhaseGate'>, <class 'sympy.physics.quantum.gate.TGate'>, <class 'sympy.physics.quantum.gate.HadamardGate'>, <class 'sympy.physics.quantum.gate.CNotGate'>, <class 'sympy.physics.quantum.gate.SwapGate'>))[源代码]#

返回ngates和nqbit的随机循环。

这使用了（X，Y，Z，S，T，H，CNOT，SWAP）门的等权重样本。

参数:

恩盖特 ：内景

电路中的门数。

纳比特 ：内景

电路中的量子位数。

gate_space ：元组

电路中使用的门类的元组。在这个元组中多次重复门类将增加它们在随机电路中出现的频率。