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IBM Quantum Platform

Stinespring

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

GitHub

Basi: QuantumChannel

Rappresentazione di Stinespring di un canale quantistico.

La rappresentazione di Stinespring di un canale quantistico E\mathcal{E} è una matrice rettangolare AA tale che l'evoluzione di a DensityMatrix ρ\rho è data da

E(ρ)=Tr2[AρA†]\mathcal{E}(ρ) = \text{Tr}_2\left[A ρ A^\dagger\right]

dove Tr2\text{Tr}_2 è il partial_trace() sottosistema 2.

Una mappa generale dell'operatore G\mathcal{G} può anche essere scritta utilizzando la rappresentazione generalizzata di Stinespring, che è data da due matrici AA, BB tali che

G(ρ)=Tr2[AρB†]\mathcal{G}(ρ) = \text{Tr}_2\left[A ρ B^\dagger\right]

Per ulteriori dettagli si veda il riferimento [1].

Riferimenti

  1. C.J. Legno, J.D. Biamonte, D.G. Cory, Reti tensoriali e calcolo grafico per sistemi quantistici aperti, Quant. Inf. Comp. 15, 0579-0811 (2015). arXiv:1111.6950 [quant-ph]

Inizializza un operatore Stinespring del canale quantistico.

Parametri

Aumenti

QiskitError – se i dati di input non possono essere inizializzati come elenco di matrici di Kraus.

Ulteriori informazioni:

Se le dimensioni di ingresso o di uscita sono Nessuna, vengono determinate automaticamente dai dati di ingresso. Questo può fallire per l'operatore Stinespring se la dimensione di uscita non può essere determinata automaticamente.

Attributi

atol

Valore predefinito: 1e-08

data

dim

Restituisce una tupla (forma_input, forma_output).

num_qubits

Restituisce il numero di qubit se si tratta di un operatore a N qubit o altrimenti None.

qargs

Restituisce i qarg per l'operatore.

rtol

Valore predefinito: 1e-05

settings

Impostazioni di ritorno.

Metodi

adjoint

adjoint()

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Restituisce il canale quantistico aggiunto.

Nota

Questo equivale alla matrice coniugata hermitiana nella rappresentazione SuperOp cioè per un canale E\mathcal{E}, la SuperOp del canale adiacente E†\mathcal{{E}}^\dagger è SE†=SE†S_{\mathcal{E}^\dagger} = S_{\mathcal{E}}^\dagger.

Tipo di restituzione

Sé

compose

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

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Restituire la composizione dell'operatore con un altro Stinespring.

Parametri

  • other (Stinespring) – un oggetto Stinespring.
  • qargs (list or None) – un elenco delle posizioni dei sottosistemi su cui applicare altre operazioni. Se "None" si applica a tutti i sottosistemi (impostazione predefinita: None).
  • front (bool) – Se True, componi utilizzando la moltiplicazione dell'operatore a destra, invece della moltiplicazione a sinistra, [impostazione predefinita: False].

Risultati

Il composto Stinespring.

Tipo di restituzione

Stinespring

Aumenti

QiskitError – se l'altro non può essere convertito in un operatore o presenta dimensioni incompatibili con i sottosistemi specificati.

Nota

La composizione (&) per default è definita come moltiplicazione matriciale sinistra per gli operatori matriciali, mentre @ (equivalente a dot()) è definita come moltiplicazione matriciale destra. Cioè A & B == A.compose(B) è equivalente a B @ A == B.dot(A) quando A e B sono dello stesso tipo.

Impostando il kwarg front=True si passa alla moltiplicazione matriciale destra ed è equivalente al metodo dot()A.dot(B) == A.compose(B, front=True) .

conjugate

conjugate()

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Restituisce il canale quantistico coniugato.

Nota

Questo è equivalente alla matrice complessa coniugata nella rappresentazione SuperOp cioè per un canale E\mathcal{E}, la SuperOp del canale coniugato E‾\overline{{\mathcal{{E}}}} è SE†‾=SE‾S_{\overline{\mathcal{E}^\dagger}} = \overline{S_{\mathcal{E}}}.

copy

copy()

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Eseguire una copia profonda dell'operatore corrente.

dot

dot(other, qargs=None)

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Restituisce l'operatore moltiplicato a destra self * altro.

Parametri

  • other (Operator) – un oggetto operatore.
  • qargs (list or None) – un elenco delle posizioni dei sottosistemi su cui applicare altre operazioni. Se "None" si applica a tutti i sottosistemi (impostazione predefinita: None).

Risultati

La matrice destra moltiplicata Operatore.

Tipo di restituzione

Operatore

Nota

Il prodotto di punti può essere ottenuto utilizzando l'operatore binario @ . Quindi a.dot(b) è equivalente a a @ b.

expand

expand(other)

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Restituisce il prodotto tensoriale di ordine inverso con un altro Stinespring.

Parametri

other (Stinespring) – un oggetto Stinespring.

Risultati

il prodotto tensoriale b⊗ab \otimes a, dove aa

è l'attuale Stinespring e bb è l'altro Stinespring.

Tipo di restituzione

Stinespring

input_dims

input_dims(qargs=None)

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Restituisce una tupla di dimensioni di ingresso per i sottosistemi specificati.

is_cp

is_cp(atol=None, rtol=None)

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Verifica se la matrice di Choi è completamente positiva (CP)

Parametri

Tipo di restituzione

bool

is_cptp

is_cptp(atol=None, rtol=None)

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Restituisce True se la traccia è completamente positiva.

is_tp

is_tp(atol=None, rtol=None)

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Test per verificare se un canale è a conservazione di traccia (TP)

Parametri

Tipo di restituzione

bool

is_unitary

is_unitary(atol=None, rtol=None)

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Restituisce True se QuantumChannel è un canale unitario.

Parametri

Tipo di restituzione

bool

output_dims

output_dims(qargs=None)

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Restituisce una tupla di dimensioni di uscita per i sottosistemi specificati.

power

power(n)

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Restituisce la potenza del canale quantistico.

Parametri

n (float) – l'esponente della potenza.

Risultati

il canale En\mathcal{{E}} ^n.

Tipo di restituzione

SuperOp

Aumenti

QiskitError – se le dimensioni di ingresso e di uscita dell' SuperOp e non sono uguali.

Nota

Per esponenti non positivi o non interi, la potenza è definita come la potenza della matrice della rappresentazione SuperOp cioè per un canale E\mathcal{{E}}, la SuperOp del canale alimentato En\mathcal{{E}}^n è SEn=SEnS_{{\mathcal{{E}}^n}} = S_{{\mathcal{{E}}}}^n.

reshape

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

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Restituisce una copia superficiale con le dimensioni dei sottosistemi di ingresso e di uscita rimodellate.

Parametri

  • input_dims (None or tuple) – nuove dimensioni di input del sottosistema. Se Nessuno, le attenuazioni dell'input originale verranno mantenute. [Predefinito: Nessuno].
  • output_dims (None or tuple) – nuove dimensioni di uscita del sottosistema. Se Nessuno, le gradazioni di output originali verranno mantenute. [Predefinito: Nessuno].
  • num_qubits (None or int) – rimodella in un operatore N-qubit [Predefinito: Nessuno].

Risultati

restituisce self con le dimensioni di ingresso e di uscita rimodellate.

Tipo di restituzione

BaseOperator

Aumenti

QiskitError – se la somma delle dimensioni di ingresso o di uscita di tutti i sottosistemi non è costante.

tensor

tensor(other)

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Restituisce il prodotto tensoriale con un altro Stinespring.

Parametri

other (Stinespring) – un oggetto Stinespring.

Risultati

il prodotto tensoriale a⊗ba \otimes b, dove aa

è l'attuale Stinespring e bb è l'altro Stinespring.

Tipo di restituzione

Stinespring

Nota

Il prodotto tensoriale può essere ottenuto utilizzando l'operatore binario ^ . Quindi a.tensor(b) è equivalente a a ^ b.

to_instruction

to_instruction()

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Convertire in un'istruzione di circuito Kraus o UnitaryGate.

Se il canale è unitario, sarà aggiunto come porta unitaria, altrimenti sarà aggiunto come istruzione del simulatore di kraus.

Risultati

Un'istruzione kraus per il canale.

Tipo di restituzione

qiskit.circuit.Instruction

Aumenti

QiskitError – se i dati di ingresso non costituiscono un canale quantistico CPTP a N qubit.

to_operator

to_operator()

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Cercare di convertire il canale in una rappresentazione unitaria Operatore.

Tipo di restituzione

Operatore

transpose

transpose()

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Restituisce il canale quantistico trasposto.

Nota

Ciò equivale alla trasposizione della matrice nella SuperOp rappresentazione, ovvero, per un canale E\mathcal{E}, il canale SuperOp del canale trasposto ET\mathcal{{E}}^T è SET=SETS_{\mathcal{E}^T} = S_{\mathcal{E}}^T.

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