Kraus

class qiskit.quantum_info.Kraus(data, input_dims=None, output_dims=None)

Bases : QuantumChannel

Représentation de Kraus d'un canal quantique.

Pour un canal quantique $\mathcal{E}$ , la représentation de Kraus est donnée par un ensemble de matrices $\mathcal{E}$ telles que l'évolution de a DensityMatrix $\rho$ est donnée par

\rho

Une carte générale des opérateurs $\mathcal{G}$ peut également être écrite à l'aide de la représentation généralisée de Kraus, qui est donnée par deux ensembles de matrices $\mathcal{G}$ , $[B_0,...,B_{K-1}]$ tels que

\mathcal{G}(\rho) = \sum_{i=0}^{K-1} A_i \rho B_i^\dagger

Voir la référence [1] pour plus de détails.

Références

C.J. Bois, J.D. Biamonte, D.G. Cory, Tensor networks and graphical calculus for open quantum systems, Quant. Inf. Comp. 15, 0579-0811 (2015). arXiv:1111.6950 [quant-ph]

Initialiser un opérateur de Kraus pour le canal quantique.

Paramètres

data (QuantumCircuit |circuit.instruction.Instruction | BaseOperator | np.ndarray) – données permettant d'initialiser le superopérateur.
input_dims (tuple | None) – les dimensions du sous-système d'entrée.
output_dims (tuple | None) – les dimensions du sous-système de sortie.

Augmentations

QiskitError – si les données d'entrée ne peuvent pas être initialisées sous la forme d'une liste de matrices de Kraus.

Renseignements supplémentaires :

Si les dimensions d'entrée ou de sortie sont nulles, elles seront automatiquement déterminées à partir des données d'entrée. Si les données d'entrée sont une liste de tableaux Numpy de forme $(2^N,\,2^N)$ , les systèmes de qubits seront utilisés. Si l'entrée ne correspond pas à un canal à N qubits, un seul sous-système est attribué, dont la dimension est spécifiée par la forme de l'entrée.

Attributs

atol

Valeur par défaut : 1e-08

data

Retourne la liste des matrices de Kraus pour le canal.

dim

Retourne un tuple (forme_d'entrée, forme_de_sortie).

num_qubits

Renvoie le nombre de qubits s'il s'agit d'un opérateur à N qubits ou None dans le cas contraire.

qargs

Retourne les qargs de l'opérateur.

rtol

Valeur par défaut : 1e-05

settings

Paramètres de retour.

Méthodes

adjoint

adjoint()

Retourne le canal quantique adjoint.

Remarque

Cela équivaut au conjugué hermitien de la matrice dans la représentation SuperOp c'est-à-dire que pour un canal $\mathcal{E}$ , le SuperOp du canal adjoint $\mathcal{E}$ est $S_{\mathcal{E}^\dagger} = S_{\mathcal{E}}^\dagger$ .

compose

compose(other, qargs=None, front=False)

Renvoyer la composition de l'opérateur avec un autre Kraus.

Paramètres

Retours

Le Kraus composé.

Type de retour

Augmentations

QiskitError – si l'autre ne peut pas être converti en opérateur ou si ses dimensions sont incompatibles avec celles des sous-systèmes spécifiés.

Remarque

La composition (&) est définie par défaut comme une multiplication matricielle à gauche pour les opérateurs matriciels, tandis que @ (équivalent à dot()) est définie comme une multiplication matricielle à droite. C'est-à-dire que A & B == A.compose(B) est équivalent à B @ A == B.dot(A) lorsque A et B sont du même type.

L'utilisation du kwarg front=True permet de passer à une multiplication matricielle à droite, ce qui équivaut à la méthode dot() méthode A.dot(B) == A.compose(B, front=True).

conjugate

conjugate()

Retourne le canal quantique conjugué.

Remarque

Cela équivaut au conjugué complexe de la matrice dans la représentation SuperOp c'est-à-dire que pour un canal $\mathcal{E}$ , le SuperOp du canal conjugué $\mathcal{E}$ est $S_{\overline{\mathcal{E}^\dagger}} = \overline{S_{\mathcal{E}}}$ .

copy

copy()

Effectuer une copie intégrale de l'opérateur actuel.

dot

dot(other, qargs=None)

Retourne l'opérateur multiplié par la droite self * other.

Paramètres

Retours

La matrice droite multipliée Opérateur.

Type de retour

Remarque

Le produit de points peut être obtenu en utilisant l'opérateur binaire @ . Par conséquent, a.dot(b) est équivalent à a @ b.

expand

expand(other)

Renvoie le produit tensoriel d'ordre inverse avec un autre Kraus.

Paramètres

other (Kraus) – un objet Kraus.

Retours

le produit tensoriel $b \otimes a$ , où $a$

est le Kraus actuel, et $b$ est l'autre Kraus.

Type de retour

input_dims

input_dims(qargs=None)

Retourne un ensemble de dimensions d'entrée pour les sous-systèmes spécifiés.

is_cp

is_cp(atol=None, rtol=None)

Tester si la matrice de Choi est complètement positive (CP)

Paramètres

atol (float | None)
rtol (float | None)

Type de retour

is_cptp

is_cptp(atol=None, rtol=None)

Retourne True si la préservation de la trace est complètement positive.

is_tp

is_tp(atol=None, rtol=None)

Tester si un canal préserve la trace (TP)

Paramètres

atol (float | None)
rtol (float | None)

Type de retour

is_unitary

is_unitary(atol=None, rtol=None)

Retourne True si QuantumChannel est un canal unitaire.

Paramètres

atol (float | None)
rtol (float | None)

Type de retour

output_dims

output_dims(qargs=None)

Retourne un tuple de dimensions de sortie pour les sous-systèmes spécifiés.

power

power(n)

Renvoyer la puissance du canal quantique.

Paramètres

n (float) – l'exposant de puissance.

Retours

le canal $\mathcal{{E}} ^n$ .

Type de retour

Augmentations

QiskitError – si les dimensions d'entrée et de sortie de l' SuperOp e ne sont pas identiques.

Remarque

Pour les exposants non positifs ou non entiers, la puissance est définie comme la puissance matricielle de la représentation SuperOp c'est-à-dire que pour un canal $\mathcal{{E}}$ , le SuperOp du canal alimenté $\mathcal{{E}}^n$ est $S_{{\mathcal{{E}}^n}} = S_{{\mathcal{{E}}}}^n$ .

reshape

reshape(input_dims=None, output_dims=None, num_qubits=None)

Renvoyer une copie peu profonde avec les dimensions des sous-systèmes d'entrée et de sortie remodelées.

Paramètres

input_dims (None or tuple) – les nouvelles dimensions d'entrée du sous-système. Si aucun, les gradations d'entrée d'origine seront conservées. [Par défaut : Aucun].
output_dims (None or tuple) – les nouvelles dimensions de sortie du sous-système. Si aucun, les gradations de sortie d'origine seront conservées. [Par défaut : Aucun].
num_qubits (None or int) – transformer en un opérateur N-qubit [Défaut : Aucun].

Retours

renvoie l'utilisateur avec les dimensions d'entrée et de sortie remodelées.

Type de retour

BaseOperator

Augmentations

QiskitError – si la somme des dimensions d'entrée ou de sortie de tous les sous-systèmes n'est pas constante.

tensor

tensor(other)

Renvoyer le produit tensoriel avec un autre Kraus.

Paramètres

other (Kraus) – un objet Kraus.

Retours

le produit tensoriel $a \otimes b$ , où $a$

est le Kraus actuel, et $b$ est l'autre Kraus.

Type de retour

Remarque

Le produit tensoriel peut être obtenu en utilisant l'opérateur binaire ^ . Par conséquent, a.tensor(b) est équivalent à a ^ b.

to_instruction

to_instruction()

Convertir en instruction de circuit Kraus ou UnitaryGate.

Si le canal est unitaire, il sera ajouté en tant que porte unitaire, sinon il sera ajouté en tant qu'instruction du simulateur de Kraus.

Retours

Une instruction kraus pour le canal.

Type de retour

qiskit.circuit.Instruction

Augmentations

QiskitError – si les données d'entrée ne constituent pas un canal quantique CPTP à N qubits.

to_operator

to_operator()

Essayer de convertir le canal en une représentation unitaire Opérateur.

Type de retour

transpose

transpose()

Retourne le canal quantique transposé.

Remarque

Cela équivaut à la transposée de la matrice dans la SuperOp représentation, c'est-à-dire que pour un canal $\mathcal{E}$ , la matrice SuperOp du canal transposé $\mathcal{E}$ est $S_{\mathcal{E}^T} = S_{\mathcal{E}}^T$ .

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