Problemgeneratoren

generate_xyz_hamiltonian(coupling, *, coupling_constants=(1.0, 1.0, 1.0), ext_magnetic_field=(0.0, 0.0, 0.0), pauli_order_strategy=PauliOrderStrategy.ColorThenInteraction, coloring=None)

Generierung eines konnektivitätsbewussten Qubit-Operators, der ein Quantenmodell vom Typ XYZ darstellt.

Diese Funktion implementiert den folgenden Hamiltonian:

Dabei ist G(V,E) der Graph der bereitgestellten Karte coupling .

>>> from qiskit.transpiler import CouplingMap
>>> from qiskit_addon_utils.problem_generators import generate_xyz_hamiltonian

>>> coupling_map = CouplingMap.from_line(10)
>>> hamiltonian = generate_xyz_hamiltonian(
...     coupling_map,
...     coupling_constants=(0.4, 0.4, 0.0),
...     ext_magnetic_field=(0.0, 0.0, 0.6),
... )
>>> print(hamiltonian)
SparsePauliOp(['IIIIIIIXXI', 'IIIIIIIYYI', 'IIIIIXXIII', 'IIIIIYYIII',
               'IIIXXIIIII', 'IIIYYIIIII', 'IXXIIIIIII', 'IYYIIIIIII',
               'IIIIIIIIXX', 'IIIIIIIIYY', 'IIIIIIXXII', 'IIIIIIYYII',
               'IIIIXXIIII', 'IIIIYYIIII', 'IIXXIIIIII', 'IIYYIIIIII',
               'XXIIIIIIII', 'YYIIIIIIII', 'IIIIIIIIIZ', 'IIIIIIIIZI',
               'IIIIIIIZII', 'IIIIIIZIII', 'IIIIIZIIII', 'IIIIZIIIII',
               'IIIZIIIIII', 'IIZIIIIIII', 'IZIIIIIIII', 'ZIIIIIIIII'],
            coeffs=[0.4+0.j, 0.4+0.j, 0.4+0.j, 0.4+0.j, 0.4+0.j, 0.4+0.j, 0.4+0.j, 0.4+0.j,
                    0.4+0.j, 0.4+0.j, 0.4+0.j, 0.4+0.j, 0.4+0.j, 0.4+0.j, 0.4+0.j, 0.4+0.j,
                    0.4+0.j, 0.4+0.j, 0.6+0.j, 0.6+0.j, 0.6+0.j, 0.6+0.j, 0.6+0.j, 0.6+0.j,
                    0.6+0.j, 0.6+0.j, 0.6+0.j, 0.6+0.j])

Parameter

• coupling (CouplingMap |PyGraph |PyDiGraph) – Der Qubit-Subgraph, auf den der Hamiltonian abgebildet werden soll. Die Richtungsabhängigkeit von Graphenkanten wird ignoriert, und parallele Kanten werden bei der Generierung des Operators als eine einzige Kante behandelt.
• coupling_constants (Sequence[float]) – Die reellwertigen Kopplungskonstanten, $J_i$, in jeder kartesischen Achse.
• ext_magnetic_field (Sequence[float]) – Die Koeffizienten $h_i$, die ein Magnetfeld entlang jeder kartesischen Achse darstellen.
• pauli_order_strategy (PauliOrderStrategy) – Gibt die Iterationsstrategie an, mit der die Pauli-Terme erzeugt werden. Siehe PauliOrderStrategy für weitere Einzelheiten.
• coloring (dict[tuple[int, int], int] | None) – Ein optionales Wörterbuch, das die Graphenfärbung kodiert, die zum Sortieren der Hamilton-Terme verwendet wird. Dieses Wörterbuch ordnet die Kantenbezeichnungen (in Form von Ganzzahlpaaren) den Farbwerten (einfache Ganzzahlen) zu. Hamiltonsche Wechselwirkungsterme werden durch Erhöhung des Farbwertes hinzugefügt. Innerhalb jeder Farbe werden die Kanten sortiert, was physikalisch nichts ändert, aber zu besser lesbaren Ergebnissen führt.

Rückgabe

Ein Qubit-Operator, der ein Quantenmodell vom Typ XYZ beschreibt. Das i-te Qubit im Operator entspricht dem Knoten im Index i auf der Kopplungskarte.

Erhöht

• ValueError - Die Kopplungskonstanten müssen durch eine length-3 Folge von Fließkommazahlen angegeben werden.
• ValueError - Das externe Magnetfeld muss durch eine Folge von Fließkommawerten length-3 angegeben werden.

Rückgabetyp

SparsePauliOp

generate_time_evolution_circuit(operator, *, synthesis=None, time=1.0)

Modellieren Sie die zeitliche Entwicklung eines Betreibers.

>>> from qiskit.quantum_info import SparsePauliOp
>>> from qiskit.synthesis import SuzukiTrotter
>>> from qiskit.transpiler import CouplingMap
>>> from qiskit_addon_utils.problem_generators import (
...     PauliOrderStrategy,
...     generate_xyz_hamiltonian,
...     generate_time_evolution_circuit,
... )

>>> coupling_map = CouplingMap.from_line(6)
>>> hamiltonian = generate_xyz_hamiltonian(
...     coupling_map,
...     coupling_constants=(0.4, 0.4, 0.0),
...     ext_magnetic_field=(0.0, 0.0, 0.6),
...     pauli_order_strategy=PauliOrderStrategy.InteractionThenColorZigZag,
... )

>>> circ = generate_time_evolution_circuit(
...     hamiltonian, synthesis=SuzukiTrotter(order=2, reps=2), time=2.0
... )
>>> _ = circ.draw("mpl", fold=-1)

Parameter

• operator (SparsePauliOp) – Der Operator, für den die zeitliche Entwicklung modelliert werden soll.
• synthesis (EvolutionSynthesis | None) – Eine Synthesestrategie. Wenn None, ist die Standardsynthese die Lie-Trotter-Produktformel mit einer einzigen Wiederholung.
• time (float) – Die Entwicklungszeit.

Rückgabe

A QuantumCircuit einen zeitlich entwickelten Operator zu implementieren.

Rückgabetyp

QuantumCircuit