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IBM Quantum Platform

PhaseOracleGate

class qiskit.circuit.library.PhaseOracleGate(expression, var_order=None, label=None)

GitHub

Bases : Gate

Implémente un oracle de phase.

L'objet Phase Oracle Gate construit des circuits pour n'importe quelle expression logique d'entrée arbitraire. Une expression logique est composée des opérateurs logiques & (ET logique), | (OU logique), ~ (NOT logique) et ^ (XOR logique). ainsi que des symboles pour les littéraux (variables). Par exemple, "a & b" et ( v0 | ~v1 ) & ( ~v2 & v3 ) sont tous deux des représentations valables d'expressions logiques booléennes.

Un oracle de phase pour une fonction booléenne f(x) effectue l'opération quantique suivante :

x(1)f(x)x|x\rangle \mapsto (-1)^{f(x)}|x\rangle

Pour des raisons pratiques, cet oracle, en plus d'analyser des expressions logiques arbitraires, prend également en charge les chaînes d'entrée dans le format CNF DIMACS, qui est le format standard pour spécifier les instances de problèmes de SATisfiabilité (SAT) en forme normale conjonctive (CNF), qui est une conjonction d'une ou de plusieurs clauses, où une clause est une disjonction d'un ou de plusieurs littéraux. Voir qiskit.circuit.library.phase_oracle.PhaseOracleGate.from_dimacs_file().

À partir de 16 variables, il faut s'attendre à des problèmes de performance lors de l'utilisation du synthétiseur par défaut.

Paramètres

  • expression (str | BooleanExpression) – Une chaîne d'expression booléenne de type Python ou un objet BooleanExpression.
  • var_order (list[str] | None) – Une liste indiquant l'ordre dans lequel les variables seront créées. (par défaut : par ordre d'apparition)
  • label (str | None) – Une étiquette à afficher pour la porte dans les visualisations. Par défaut, l'étiquette est configurée pour afficher la représentation textuelle de l'expression booléenne (tronquée si nécessaire)

Attributs

base_class

Obtenir la classe de base de cette instruction. Il est assuré de figurer dans l'arbre généalogique de self.

La "classe de base" d'une instruction est la classe la plus basse de son arbre d'héritage avec laquelle l'objet doit être considéré comme entièrement compatible pour les applications de circuit. Cela signifie généralement que la sous-classe est définie uniquement pour offrir une certaine commodité au programmeur par rapport à la classe de base, et que la classe de base est la "vraie" classe d'un point de vue comportemental. En particulier, vous ne devez pas outrepasser base_class si vous définissez une version personnalisée d'une instruction qui sera implémentée différemment par le matériel, comme une stratégie de mesure alternative, ou une version d'une porte paramétrée avec un ensemble particulier de paramètres dans le but de la distinguer dans un Target à partir de la porte entièrement paramétrée.

Ceci est souvent exactement équivalent à type(obj), sauf dans le cas d'instances uniques d'instructions de la bibliothèque standard. Ces instances singleton sont des sous-classes spéciales de leur classe de base, et cette propriété renverra cette base. Par exemple :

>>> isinstance(XGate(), XGate)
True
>>> type(XGate()) is XGate
False
>>> XGate().base_class is XGate
True

En général, il ne faut pas se fier à la classe précise d'une instruction; dans un circuit donné, on s'attend à ce que Instruction.name soit un discriminant plus approprié dans la plupart des situations.

decompositions

Obtenir les décompositions de l'instruction à partir de SessionEquivalenceLibrary.

definition

Définition du retour en termes d'autres portes de base.

label

Étiquette d'instruction de retour

mutable

Cette instance est-elle une instance unique mutable ou non?

Si cet attribut est False , l'instance du portail est un singleton partagé et n'est pas mutable.

name

Renvoyer le nom.

num_clbits

Retourne le nombre de clbits.

num_qubits

Renvoie le nombre de qubits.

params

Les paramètres de ce site Instruction. Idéalement, il s'agira d'angles de porte.


Méthodes

add_decomposition

add_decomposition(decomposition)

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Ajouter une décomposition de l'instruction à l'adresse SessionEquivalenceLibrary.

broadcast_arguments

broadcast_arguments(qargs, cargs)

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Validation et traitement des arguments et de leur relation.

Par exemple, cx([q[0],q[1]], q[2]) signifie cx(q[0], q[2]); cx(q[1], q[2]). Cette méthode permet d'obtenir les arguments dans le bon groupe. Dans l'exemple donné :

in: [[q[0],q[1]], q[2]],[]
outs: [q[0], q[2]], []
      [q[1], q[2]], []

Les règles générales de diffusion sont les suivantes :

  • Si len(qargs) == 1 :

    [q[0], q[1]] -> [q[0]],[q[1]]
  • Si len(qargs) == 2 :

    [[q[0], q[1]], [r[0], r[1]]] -> [q[0], r[0]], [q[1], r[1]]
    [[q[0]], [r[0], r[1]]]       -> [q[0], r[0]], [q[0], r[1]]
    [[q[0], q[1]], [r[0]]]       -> [q[0], r[0]], [q[1], r[0]]
  • Si len(qargs) >= 3 :

    [q[0], q[1]], [r[0], r[1]],  ...] -> [q[0], r[0], ...], [q[1], r[1], ...]

Paramètres

  • qargs (list) – Liste des arguments des bits quantiques.
  • cargs (list) – Liste des arguments classiques en matière de bits.

Retours

Un tuple avec des arguments uniques.

Augmentations

CircuitError – Si la saisie n'est pas valide. Par exemple, le nombre d'arguments ne correspond pas à ce qu'on attend de la porte logique.

Type de retour

Iterable [ tuple [ liste, liste ]]

control

control(num_ctrl_qubits=1, label=None, ctrl_state=None, annotated=None)

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Renvoie la version contrôlée de lui-même.

La porte contrôlée est implémentée comme ControlledGate lorsque annotated est False, et comme AnnotatedOperation lorsque annotated est True.

Obsolète depuis la version 2.3

qiskit.circuit.gate.Gate.control()L'argument annotated est obsolète depuis Qiskit 2.3. Il sera supprimé dans Qiskit 3.0. La méthode Gate.control () n'accepte plus annotated=None. La nouvelle valeur par défaut est annotated=True, qui représente la porte contrôlée comme une porte à deux états ( AnnotatedOperation ) (à moins qu'une classe de porte contrôlée dédiée n'existe déjà). Vous pouvez explicitement définir annotated=False pour conserver le comportement précédent. Cependant, il est recommandé d'utiliser annotated=True, car cela reporte la construction du circuit contrôlé au transcompilateur et permet en outre des optimisations supplémentaires des portes contrôlées (ce qui conduit généralement à des circuits de meilleure qualité).

Paramètres

  • num_ctrl_qubits (int) – Nombre de contrôles à ajouter. Prend par défaut la valeur 1.
  • label (str | None) – Étiquette de porte facultative. Prend par défaut la valeur None. Ignoré si la porte contrôlée est implémentée en tant qu'opération annotée.
  • ctrl_state (int |str | None) – État de contrôle de la porte, spécifié soit sous forme d'entier, soit sous forme de chaîne de bits (par exemple "110"). Si None, la valeur par défaut est l'état « 2**num_ctrl_qubits - 1tous à 1 ».
  • annotated (bool | None) – Indique si la porte contrôlée doit être implémentée en tant que porte contrôlée ou en tant qu'opération annotée. Si None, traité comme False.

Retours

Une version contrôlée de cette porte.

Augmentations

QiskitError – non valide num_ctrl_qubits ou ctrl_state.

copy

copy(name=None)

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Copie de l'instruction.

Paramètres

name (str) – nom à donner au circuit copié, si None le nom reste le même.

Retours

une copie de l'instruction en cours, avec le nom mis à jour s'il a été fourni

Type de retour

qiskit.circuit.Instruction

from_dimacs_file

classmethod from_dimacs_file(filename)

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Créer un PhaseOracle à partir de la chaîne au format DIMACS.

Il est possible de construire un site PhaseOracle à partir d'un fichier au format CNF de DIMACS, qui est le format standard pour spécifier des instances de problèmes de SATisfiabilité (SAT) en forme normale conjonctive (CNF), qui est une conjonction d'une ou de plusieurs clauses, où une clause est une disjonction d'un ou de plusieurs littéraux.

Voici un exemple de CNF exprimée dans le format DIMACS :

c DIMACS CNF file with 3 satisfying assignments: 1 -2 3, -1 -2 -3, 1 2 -3.
p cnf 3 5
-1 -2 -3 0
1 -2 3 0
1 2 -3 0
1 -2 -3 0
-1 2 3 0

La première ligne, qui suit le caractère c, est un commentaire. La deuxième ligne précise que la CNF porte sur trois variables booléennes - appelons-les x1,x2,x3x_1, x_2, x_3 - et contient cinq clauses. Les cinq clauses, énumérées par la suite, sont implicitement jointes par l'opérateur logique ET, \land, tandis que les variables de chaque clause, représentées par leurs indices, sont implicitement disjointes par l'opérateur logique OU, \lor. Le symbole - précédant l'indice d'une variable booléenne correspond à l'opérateur logique NOT, ¬\lnot. Le caractère 0 (zéro) marque la fin de chaque clause. Pour l'essentiel, le code ci-dessus correspond à la CNF suivante :

(¬x1¬x2¬x3)(x1¬x2x3)(x1x2¬x3)(x1¬x2¬x3)(¬x1x2x3)(\lnot x_1 \lor \lnot x_2 \lor \lnot x_3) \land (x_1 \lor \lnot x_2 \lor x_3) \land (x_1 \lor x_2 \lor \lnot x_3) \land (x_1 \lor \lnot x_2 \lor \lnot x_3) \land (\lnot x_1 \lor x_2 \lor x_3).

Paramètres

filename (str) – Un fichier au format DIMACS.

Retours

Un circuit quantique avec un oracle de phase.

Type de retour

PhaseOracleGate

inverse

inverse(annotated=False)

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Inverser cette instruction.

Si l'annotation est False, l'instruction inverse est implémentée comme une nouvelle instruction avec la définition inversée récursivement.

Si annoté est Vrai, l'instruction inverse est implémentée comme AnnotatedOperationet correspond à l'instruction donnée annotée avec le "modificateur inverse".

Les instructions spéciales héritant de l'instruction peuvent implémenter leur propre inverse (par exemple T et Tdg, Barrière, etc.) En particulier, ils peuvent choisir comment gérer l'argument annotated , ce qui peut inclure de l'ignorer et de toujours renvoyer une classe de porte concrète si l'inverse est défini comme une porte standard.

Paramètres

annotated (bool) – si la valeur est True, la sortie de la porte inverse sera renvoyée sous forme de AnnotatedOperation.

Retours

L'opération inverse.

Augmentations

CircuitError – si l'instruction n'est pas composite et qu'aucune inverse n'a été implémentée pour celle-ci.

is_parameterized

is_parameterized()

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Indique si la fonction Instruction contient des paramètres définis à la compilation.

power

power(exponent, annotated=False)

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Élevez cette porte au pouvoir de exponent.

Mise en œuvre sous forme de porte unitaire (réf. UnitaryGate) ou en tant qu'opération annotée (réf. AnnotatedOperation). Dans le cas de plusieurs portes standard, telles que RXGatelorsque la puissance d'une porte peut être exprimée en termes d'une autre porte standard qui est renvoyée directement.

Paramètres

  • exponent (float) – le pouvoir d'élever la porte à
  • annotated (bool) – indique si la porte de puissance peut être mise en œuvre en tant qu'opération annotée. Dans le cas de plusieurs portes standard, telles que RXGatecet argument est ignoré lorsque la puissance d'une porte peut être exprimée en termes d'une autre porte standard.

Retours

Une opération mettant en œuvre gate^exponent

Augmentations

CircuitError – Si la porte n'est pas unitaire

repeat

repeat(n)

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Crée une instruction self répétée nn fois.

Paramètres

n (int) – Nombre de répétitions de l'instruction

Retours

Contenant la définition.

Type de retour

qiskit.circuit.Instruction

Augmentations

CircuitError – Si n < 1.

reverse_ops

reverse_ops()

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Pour une instruction composite, inverser l'ordre des sous-instructions.

Pour ce faire, toutes les sous-instructions sont inversées de manière récursive. Il n'inverse aucune porte.

Retours

une nouvelle instruction avec

les sous-instructions sont inversées.

Type de retour

qiskit.circuit.Instruction

soft_compare

soft_compare(other)

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Comparaison en douceur entre les portes. Leurs noms, le nombre de qubits et les numéros de bits classiques doivent correspondre. Le nombre de paramètres doit correspondre. Chaque paramètre est comparé. Si l'on est sur ParameterExpression, cela n'est pas pris en compte.

Paramètres

other (instruction) – d'autres instructions.

Retours

sont égaux à soi et à l'autre jusqu'à l'expression des paramètres.

Type de retour

booléen

to_matrix

to_matrix()

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Retourne un Numpy.array pour la matrice unitaire de la porte.

Retours

si la sous-classe Gate possède une définition de matrice.

Type de retour

np.ndarray

Augmentations

CircuitError – Si une sous-classe de Gate n'implémente pas cette méthode, une exception sera levée lors de l'appel de cette méthode de la classe de base.

to_mutable

to_mutable()

GitHub

Renvoie une copie mutable de cette porte.

Cette méthode renvoie une nouvelle copie mutable de cette instance de porte. Si une instance singleton est utilisée, il s'agit d'une nouvelle instance unique qui peut être modifiée. Si l'instance est déjà mutable, il s'agira d'une copie profonde de cette instance.

validate_parameter

validate_parameter(parameter)

GitHub

Les paramètres de la porte doivent être de type int, float ou ParameterExpression

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