qiskit.circuit.library.excitation_preserving

qiskit.circuit.library.excitation_preserving(num_qubits, mode='iswap', entanglement='full', reps=3, skip_unentangled_qubits=False, skip_final_rotation_layer=False, parameter_prefix='θ', insert_barriers=False, name='ExcitationPreserving')

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Der heuristische anregungserhaltende Wellenfunktionsansatz.

Die Schaltung excitation_preserving bewahrt das Verhältnis der Zustände $|00\rangle$ , $|01\rangle + |10\rangle$ und $|11\rangle$ . Zu diesem Zweck verwendet diese Schaltung Zwei-Qubit-Wechselwirkungen der Form

\providecommand{\rotationangle}{\theta/2} \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & \cos\left(\rotationangle\right) & -i\sin\left(\rotationangle\right) & 0 \\ 0 & -i\sin\left(\rotationangle\right) & \cos\left(\rotationangle\right) & 0 \\ 0 & 0 & 0 & e^{-i\phi} \end{pmatrix}

für den Modus "fsim" oder mit $e^{-i\phi} = 1$ für den Modus "iswap".

Man beachte, dass auch andere Wellenfunktionen, wie z. B. UCC-Ansätze, anregungserhaltend sind. Diese können jedoch schnell komplex werden, während diese heuristisch motivierte Schaltung einem einfacheren Muster folgt.

Diese Testwellenfunktion besteht aus Schichten von Rotationen nach dem Prinzip „ $Z$ “ mit 2-Qubit-Verschränkungen. Die Verschränkung wird mithilfe von Rotationen vom Typ „ $XX+YY$ “ und optional einem Phasen-Gatter für den Modus erzeugt "fsim".

Beispiele:

Bei linearer Verschränkung ist diese Schaltung gegeben durch:

from qiskit.circuit.library import excitation_preserving

ansatz = excitation_preserving(3, reps=1, insert_barriers=True, entanglement="linear")
ansatz.draw("mpl")

Schaltplan, der durch den vorherigen Code ausgegeben wurde.

Die Verschränkungsstruktur kann explizit mit dem Argument entanglement angegeben werden. Der Modus "fsim" enthält eine zusätzliche parametrisierte CPhaseGate in jedem Block:

ansatz = excitation_preserving(3, reps=1, mode="fsim", entanglement=[[0, 2]])
ansatz.draw("mpl")

Parameter

num_qubits (int) – Die Anzahl der Qubits.
mode (str) – Wählen Sie den Entangler-Modus, entweder "iswap" oder "fsim".
reps (int) – Gibt an, wie oft die Struktur einer Rotationsschicht gefolgt von einer Verschränkungsschicht wiederholt wird.
entanglement (str |Iterable[Iterable[int]] | Iterable[str |Iterable[Iterable[int]]] | Callable[[int], str |Iterable[Iterable[int]] | Iterable[str |Iterable[Iterable[int]]]]) – Die Indizes, die angeben, auf welche Qubits die Eingabeblöcke wirken. Siehe n_local() für detaillierte Informationen.
skip_final_rotation_layer (bool) – Ob dem Stromkreis eine abschließende Rotationsschicht hinzugefügt wird.
skip_unentangled_qubits (bool) – Wenn True, wirken die Rotationsgatter nur auf verschränkte Qubits. Wenn False, wirken die Rotationsgatter auf alle Qubits.
parameter_prefix (str) – Der Name der freien Parameter.
insert_barriers (bool) – Bei True werden zwischen den einzelnen Ebenen Barrieren eingefügt. Wenn False, werden keine Barrieren eingefügt.
name (str) – Der Name des Stromkreises.

Rückgabe

Eine erregungserhaltende Schaltung.

Rückgabetyp

QuantumCircuit

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