CDKMRippleCarryAdder

class qiskit.circuit.library.CDKMRippleCarryAdder(num_state_qubits, kind='full', name='CDKMRippleCarryAdder')

Bases : Adder

Un circuit de transport d'ondulation pour effectuer une addition sur place sur deux registres de qubits.

A titre d'exemple, un circuit additionneur à portage ondulé qui effectue l'addition sur deux registres de 3 qubits avec un bit de portage (kind="full") est le suivant :

        ┌──────┐                                     ┌──────┐
 cin_0: ┤2     ├─────────────────────────────────────┤2     ├
        │      │┌──────┐                     ┌──────┐│      │
   a_0: ┤0     ├┤2     ├─────────────────────┤2     ├┤0     ├
        │      ││      │┌──────┐     ┌──────┐│      ││      │
   a_1: ┤  MAJ ├┤0     ├┤2     ├─────┤2     ├┤0     ├┤  UMA ├
        │      ││      ││      │     │      ││      ││      │
   a_2: ┤      ├┤  MAJ ├┤0     ├──■──┤0     ├┤  UMA ├┤      ├
        │      ││      ││      │  │  │      ││      ││      │
   b_0: ┤1     ├┤      ├┤  MAJ ├──┼──┤  UMA ├┤      ├┤1     ├
        └──────┘│      ││      │  │  │      ││      │└──────┘
   b_1: ────────┤1     ├┤      ├──┼──┤      ├┤1     ├────────
                └──────┘│      │  │  │      │└──────┘
   b_2: ────────────────┤1     ├──┼──┤1     ├────────────────
                        └──────┘┌─┴─┐└──────┘
cout_0: ────────────────────────┤ X ├────────────────────────
                                └───┘

Les portes MAJ et UMA correspondent aux portes introduites en [1.] Notez que dans cette implémentation, les qubits du registre d'entrée sont ordonnés comme suit : tous les qubits du premier registre d'entrée, suivis de tous les qubits du deuxième registre d'entrée.

Deux types d'additionneurs différents sont pris en charge. En définissant l'argument kind , vous pouvez également choisir un demi-adder, qui n'a pas de carry-in, et un fixed-size-adder, qui n'a ni carry-in ni carry-out, et agit donc sur des registres de taille fixe. Contrairement à l'ordre complet, ces circuits ont besoin d'un qubit d'aide supplémentaire.

Le schéma du circuit de l'additionneur à virgule fixe (kind="fixed") pour des entrées de la taille de 3 qubits est le suivant

        ┌──────┐┌──────┐                ┌──────┐┌──────┐
   a_0: ┤0     ├┤2     ├────────────────┤2     ├┤0     ├
        │      ││      │┌──────┐┌──────┐│      ││      │
   a_1: ┤      ├┤0     ├┤2     ├┤2     ├┤0     ├┤      ├
        │      ││      ││      ││      ││      ││      │
   a_2: ┤      ├┤  MAJ ├┤0     ├┤0     ├┤  UMA ├┤      ├
        │      ││      ││      ││      ││      ││      │
   b_0: ┤1 MAJ ├┤      ├┤  MAJ ├┤  UMA ├┤      ├┤1 UMA ├
        │      ││      ││      ││      ││      ││      │
   b_1: ┤      ├┤1     ├┤      ├┤      ├┤1     ├┤      ├
        │      │└──────┘│      ││      │└──────┘│      │
   b_2: ┤      ├────────┤1     ├┤1     ├────────┤      ├
        │      │        └──────┘└──────┘        │      │
help_0: ┤2     ├────────────────────────────────┤2     ├
        └──────┘                                └──────┘

Il a un qubit de moins que l'ordre complet puisqu'il n'a pas de report, mais il utilise un qubit d'aide à la place du report, de sorte qu'il n'a qu'un qubit de moins, et non deux.

Références :

[1] Cuccaro et al, Un nouveau circuit quantique d'addition de l'ondulation de la charge, 2004. arXiv:quant-ph/0410184

[2] Vedral et al, Réseaux quantiques pour les opérations arithmétiques élémentaires, 1995. arXiv:quant-ph/9511018

Paramètres

• num_state_qubits (int) – Le nombre de qubits dans l'un ou l'autre des registres d'entrée pour l'état $|a\rangle$ ou $|b\rangle$. Les deux registres d'entrée doivent avoir le même nombre de qubits.
• kind (str) – Le type d'additionneur peut être 'full' pour un additionneur complet, 'half' pour un demi-additionneur ou 'fixed' pour un additionneur de taille fixe. Un additionneur complet comprend à la fois l'entrée et la sortie, un demi-additionneur seulement l'entrée, et un additionneur de taille fixe ni l'entrée ni la sortie.
• name (str) – Le nom de l'objet circuit.

Augmentations

ValueError - Si num_state_qubits est inférieur à 1.

Attributs

name

from qiskit import QuantumCircuit

qc = QuantumCircuit(2, 2, name="my_circuit")
print(qc.name)

my_circuit