PrepareSlaterDeterminant

class PrepareSlaterDeterminant(occupation, rotation_unitary)

Basen: FermionicGate

Ermittelt eine Slater-Determinante aus einer Besetzung und einer Orbitalrotation.

Dieses Gatter setzt sich aus einer InitializeModes Referenzbelegung gefolgt von einem zusammen OrbitalRotation: Es legt fest, dass die Moden, auf die es einwirkt, in der durch definierten Determinante beginnen und occupation anschließend um gedreht werden rotation_unitary. Da die anfängliche Belegung bekannt ist, kann bei der Transpilation dieses Gatters die rechteckige Zerlegung für givens_decomposition_slater() eine Synthese mit reduzierter Gatteranzahl (siehe GivensDecompositionSlaterDeterminantSynthesis) verwendet werden, anstatt der vollständigen quadratischen Zerlegung, die ein OrbitalRotation allein erfordern würde.

Gemäß der Konvention OrbitalRotation $a^\dagger_i \mapsto \sum_j U_{ji} a^\dagger_j$ werden die besetzten Moden durch Rotation auf die entsprechenden Spalten von abgebildet rotation_unitary; diese Spalten spannen den besetzten Raum des vorbereiteten Slater-Determinanten ab.

Simulationssemantik

In der Simulation handelt es sich bei diesem Gatter um ein „Validate-then-Rotate“-Gatter und nicht um einen Zustandsgenerator: Bei einem eingehenden Zustandsvektor wird geprüft, ob der Vektor auf den durch definierten occupation Unterraum beschränkt ist (über InitializeModes), und anschließend wird angewendet ( rotation_unitary über OrbitalRotation). Daher ist ein realer Referenzzustandsvektor erforderlich, der extern bereitgestellt wird (z. B. über ffsim.slater_determinant()). Das Verhalten des Generators – das Ausgeben der Gates, die die Referenzbelegung festlegen – ist im Synthese-Plugin implementiert, nicht im Simulationspfad.

Das Anwenden (anstatt das Weglassen) der Rotation gewährleistet, dass das Zusammenführen eines InitializeModes und eines zu OrbitalRotation diesem einzelnen Gatter den simulierten Endzustand unverändert lässt.

Die Initialisierung einer Instanz dieses Gatters kann mit den unten aufgeführten Argumenten erfolgen.

Parameter

• occupation (Sequence[bool]) – eine Folge von Booleschen Werten, die den Referenzzustand für jeden Modus angibt, auf den dieses Gatter einwirkt.
• rotation_unitary (np.ndarray) – Die unitäre Matrix „ $n \times n$ “ $U$ definiert die Orbitalrotation über $a^\dagger_i \mapsto \sum_j U_{ji} a^\dagger_j$, wobei $n$ die Anzahl der Moden (len(occupation)) ist. Sie muss quadratisch und unitär sein; dies liegt in der Verantwortung des Aufrufers und wird nicht überprüft.

Erhöhungen

ValueError – wenn keine quadratische Matrix ist rotation_unitary , deren Dimension mit der Länge von übereinstimmt occupation.

Attribute

occupation

rotation_unitary

Protokollmethoden

_apply_unitary_placed_