RealAmplitudes
class qiskit.circuit.library.RealAmplitudes(num_qubits=None, entanglement='reverse_linear', reps=3, skip_unentangled_qubits=False, skip_final_rotation_layer=False, parameter_prefix='θ', insert_barriers=False, initial_state=None, name='RealAmplitudes', flatten=None)
Bases: TwoLocal
El circuito 2-local de amplitudes reales.
El circuito RealAmplitudes es una función de onda de prueba heurística utilizada como Ansatz en aplicaciones químicas o circuitos de clasificación en aprendizaje automático. El circuito consta de capas alternas de rotaciones y enredos. El patrón de enredo puede ser definido por el usuario o seleccionado de un conjunto predefinido. Se denomina RealAmplitudes ya que los estados cuánticos preparados sólo tendrán amplitudes reales, la parte compleja es siempre 0.
Por ejemplo, un circuito RealAmplitudes con 2 repeticiones en 3 qubits con entrelazamiento 'reverse_linear' es
┌──────────┐ ░ ░ ┌──────────┐ ░ ░ ┌──────────┐
┤ Ry(θ[0]) ├─░────────■───░─┤ Ry(θ[3]) ├─░────────■───░─┤ Ry(θ[6]) ├
├──────────┤ ░ ┌─┴─┐ ░ ├──────────┤ ░ ┌─┴─┐ ░ ├──────────┤
┤ Ry(θ[1]) ├─░───■──┤ X ├─░─┤ Ry(θ[4]) ├─░───■──┤ X ├─░─┤ Ry(θ[7]) ├
├──────────┤ ░ ┌─┴─┐└───┘ ░ ├──────────┤ ░ ┌─┴─┐└───┘ ░ ├──────────┤
┤ Ry(θ[2]) ├─░─┤ X ├──────░─┤ Ry(θ[5]) ├─░─┤ X ├──────░─┤ Ry(θ[8]) ├
└──────────┘ ░ └───┘ ░ └──────────┘ ░ └───┘ ░ └──────────┘El enredo puede establecerse utilizando la palabra clave entanglement como cadena o como una lista de pares de índices. Consulte la documentación de TwoLocal y NLocal para más detalles. Otras opciones que pueden configurarse son el número de repeticiones, la omisión de las puertas de rotación en los qubits que no están entrelazados, la omisión de la capa de rotación final y la inserción de barreras entre las capas de rotación y entrelazamiento.
Si algunos qubits no están enredados con otros qubits, tiene sentido no aplicar puertas de rotación en estos qubits, ya que una secuencia de rotaciones puede reducirse a una única rotación con ángulos de rotación sumados.
Ejemplos
>>> ansatz = RealAmplitudes(3, reps=2) # create the circuit on 3 qubits
>>> print(ansatz.decompose())
┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐
q_0: ┤ Ry(θ[0]) ├──────────■──────┤ Ry(θ[3]) ├──────────■──────┤ Ry(θ[6]) ├
├──────────┤ ┌─┴─┐ ├──────────┤ ┌─┴─┐ ├──────────┤
q_1: ┤ Ry(θ[1]) ├──■─────┤ X ├────┤ Ry(θ[4]) ├──■─────┤ X ├────┤ Ry(θ[7]) ├
├──────────┤┌─┴─┐┌──┴───┴───┐└──────────┘┌─┴─┐┌──┴───┴───┐└──────────┘
q_2: ┤ Ry(θ[2]) ├┤ X ├┤ Ry(θ[5]) ├────────────┤ X ├┤ Ry(θ[8]) ├────────────
└──────────┘└───┘└──────────┘ └───┘└──────────┘>>> ansatz = RealAmplitudes(3, entanglement='full', reps=2, flatten=True)
>>> print(ansatz)
┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐
q_0: ┤ RY(θ[0]) ├──■────■──┤ RY(θ[3]) ├──────────────■────■──┤ RY(θ[6]) ├────────────
├──────────┤┌─┴─┐ │ └──────────┘┌──────────┐┌─┴─┐ │ └──────────┘┌──────────┐
q_1: ┤ RY(θ[1]) ├┤ X ├──┼───────■──────┤ RY(θ[4]) ├┤ X ├──┼───────■──────┤ RY(θ[7]) ├
├──────────┤└───┘┌─┴─┐ ┌─┴─┐ ├──────────┤└───┘┌─┴─┐ ┌─┴─┐ ├──────────┤
q_2: ┤ RY(θ[2]) ├─────┤ X ├───┤ X ├────┤ RY(θ[5]) ├─────┤ X ├───┤ X ├────┤ RY(θ[8]) ├
└──────────┘ └───┘ └───┘ └──────────┘ └───┘ └───┘ └──────────┘>>> ansatz = RealAmplitudes(3, entanglement='linear', reps=2, insert_barriers=True,
... flatten=True)
>>> qc = QuantumCircuit(3) # create a circuit and append the RY variational form
>>> qc.compose(ansatz, inplace=True)
>>> qc.draw()
┌──────────┐ ░ ░ ┌──────────┐ ░ ░ ┌──────────┐
q_0: ┤ RY(θ[0]) ├─░───■────────░─┤ RY(θ[3]) ├─░───■────────░─┤ RY(θ[6]) ├
├──────────┤ ░ ┌─┴─┐ ░ ├──────────┤ ░ ┌─┴─┐ ░ ├──────────┤
q_1: ┤ RY(θ[1]) ├─░─┤ X ├──■───░─┤ RY(θ[4]) ├─░─┤ X ├──■───░─┤ RY(θ[7]) ├
├──────────┤ ░ └───┘┌─┴─┐ ░ ├──────────┤ ░ └───┘┌─┴─┐ ░ ├──────────┤
q_2: ┤ RY(θ[2]) ├─░──────┤ X ├─░─┤ RY(θ[5]) ├─░──────┤ X ├─░─┤ RY(θ[8]) ├
└──────────┘ ░ └───┘ ░ └──────────┘ ░ └───┘ ░ └──────────┘>>> ansatz = RealAmplitudes(4, reps=1, entanglement='circular', insert_barriers=True,
... flatten=True)
>>> print(ansatz)
┌──────────┐ ░ ┌───┐ ░ ┌──────────┐
q_0: ┤ RY(θ[0]) ├─░─┤ X ├──■─────────────░─┤ RY(θ[4]) ├
├──────────┤ ░ └─┬─┘┌─┴─┐ ░ ├──────────┤
q_1: ┤ RY(θ[1]) ├─░───┼──┤ X ├──■────────░─┤ RY(θ[5]) ├
├──────────┤ ░ │ └───┘┌─┴─┐ ░ ├──────────┤
q_2: ┤ RY(θ[2]) ├─░───┼───────┤ X ├──■───░─┤ RY(θ[6]) ├
├──────────┤ ░ │ └───┘┌─┴─┐ ░ ├──────────┤
q_3: ┤ RY(θ[3]) ├─░───■────────────┤ X ├─░─┤ RY(θ[7]) ├
└──────────┘ ░ └───┘ ░ └──────────┘>>> ansatz = RealAmplitudes(4, reps=2, entanglement=[[0,3], [0,2]],
... skip_unentangled_qubits=True, flatten=True)
>>> print(ansatz)
┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐
q_0: ┤ RY(θ[0]) ├──■───────■──────┤ RY(θ[3]) ├──■───────■──────┤ RY(θ[6]) ├
└──────────┘ │ │ └──────────┘ │ │ └──────────┘
q_1: ──────────────┼───────┼────────────────────┼───────┼──────────────────
┌──────────┐ │ ┌─┴─┐ ┌──────────┐ │ ┌─┴─┐ ┌──────────┐
q_2: ┤ RY(θ[1]) ├──┼─────┤ X ├────┤ RY(θ[4]) ├──┼─────┤ X ├────┤ RY(θ[7]) ├
├──────────┤┌─┴─┐┌──┴───┴───┐└──────────┘┌─┴─┐┌──┴───┴───┐└──────────┘
q_3: ┤ RY(θ[2]) ├┤ X ├┤ RY(θ[5]) ├────────────┤ X ├┤ RY(θ[8]) ├────────────
└──────────┘└───┘└──────────┘ └───┘└──────────┘La función real_amplitudes() construye un circuito funcionalmente equivalente, pero más rápido.
La clase qiskit.circuit.library.n_local.real_amplitudes.RealAmplitudes está obsoleta a partir de Qiskit 2.1. Se eliminará en Qiskit 3.0. En su lugar, utilice la función qiskit.circuit.library.real_amplitudes.
Parámetros
- num_qubits (int | None) – El número de qubits del circuito RealAmplitudes.
- reps (int) – Especifica la frecuencia con la que se repite la estructura de una capa de rotación seguida de una capa de entrelazamiento.
- entanglement (str |list[list[int]] | Callable[[int], list[int]]) – Especifica la estructura de entrelazamiento. Puede ser una cadena («full», «linear», «reverse_linear», «circular» o «sca»), una lista de pares de números enteros que especifican los índices de los qubits entrelazados entre sí, o una función que devuelva dicha lista a partir del índice de la capa de entrelazamiento. Establecer por defecto el entrelazamiento «reverse_linear». Cabe señalar que el entrelazamiento «reverse_linear» proporciona el mismo operador unitario que el «full», pero con menos puertas de entrelazamiento. Consulta la sección «Ejemplos» de
TwoLocalpara obtener más detalles. - initial_state (QuantumCircuit | None) – Un objeto
QuantumCircuitque se debe añadir al principio del circuito. - skip_unentangled_qubits (bool) – Si el valor es «True», las puertas de un solo qubit solo se aplican a los qubits que están entrelazados con otro qubit. Si el valor es «False», se aplican las puertas de un solo qubit a cada qubit del Ansatz. El valor predeterminado es False.
- skip_final_rotation_layer (bool) – Si es Falso, se añade una capa de rotación al final del ansatz. Si el valor es «True», no se añade ninguna capa de rotación.
- parameter_prefix (str) – Las puertas parametrizadas requieren que se defina un parámetro, para lo cual utilizamos
ParameterVector. - insert_barriers (bool) – Si el valor es «True», se insertan barreras entre cada capa. Si es «False», no se insertan barreras.
- flatten (bool | None) – Configura esta opción en
Truepara generar un circuito plano en lugar de anidarlo dentro de varias capas de objetos de puerta. Por defecto, actualmente el contenido del circuito de salida se presenta en objetos anidados para facilitar su visualización. Sin embargo, si utilizas este circuito para cualquier otra finalidad que no sea la visualización, se recomienda encarecidamente establecer este indicador enTruepara evitar una gran merma en el rendimiento debida a la asignación de parámetros. - name (str) – Nombre del circuito.
Atributos
parameter_bounds
Devuelve los límites del parámetro.
Devuelve
Los límites de los parámetros.
name
Tipo: str
Un nombre legible para el circuito.
Ejemplo
from qiskit import QuantumCircuit
qc = QuantumCircuit(2, 2, name="my_circuit")
print(qc.name)my_circuit