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IBM Quantum Platform

BitFlipOracleGate

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

GitHub

ベース: Gate

ビット反転オラクルの実装

Bit-flip Oracle Gate オブジェクトは、任意の入力論理式に対して回路を構築します。 論理式は、論理演算子 & (論理 AND)、 | (論理 OR)、 ~ (論理 NOT)、 ^ (論理 XOR)で構成されます。 およびリテラル(変数)のシンボル。 例えば、'a & b'、( v0 | ~v1 ) & ( ~v2 & v3 ) は、いずれもブーリアン論理式の有効な文字列表現である。

ブール関数f(x)のビット反転オラクルは、次のような量子演算を行う:

xyxf(x)y|x\rangle|y\rangle \mapsto |x\rangle|f(x)\oplus y\rangle

便宜上、このオラクルは、任意の論理式の解析に加えて、 DIMACS CNF形式の入力文字列もサポートしている。これは、SATisfiability(SAT)問題インスタンスを Conjunctive Normal Form(CNF )で指定するための標準形式である。 qiskit.circuit.library.bit_flip_oracle.BitFlipOracleGate.from_dimacs_file() を参照。

16変数以降は、デフォルトのシンセサイザーを使用した場合、パフォーマンス上の問題が発生する可能性があります。

パラメーター

  • expression (str | BooleanExpression) – Python ライクなブーリアン式文字列または オブジェクト。 BooleanExpression
  • var_order (list[str] | None) – 変数が作成される順序を指定したリスト。 (デフォルト:外観順)
  • label (str | None) – 視覚化画面に表示するゲートのラベル。 デフォルトでは、ラベルにはブール式の文字列表現が表示されるよう設定されています(必要に応じて切り詰められます)

属性

base_class

この命令の基本クラスを取得します。 これは self の継承ツリーにあることが保証されている。

命令の "基本クラス "とは、そのオブジェクトが回路アプリケーションのために完全 に互換性があると考えるべき、継承ツリーで最も低いクラスのことである。 これは通常、サブクラスが純粋にベースクラスよりもプログラマーの利便性を向上させるために定義され、ベースクラスが動作の観点から「真の」クラスであることを意味する。 特に、上書きしないでください base_class 代替測定戦略や、特定のパラメータセットを持つパラメータ化されたゲートのバージョンなど、ハードウェアによって異なる方法で実装される命令のカスタムバージョンを定義する場合、 Target 完全にパラメータ化されたゲートから。

これは、標準ライブラリ命令のシングルトン・インスタンスの場合を除き、 type(obj) と正確に等価であることが多い。 これらのシングルトン・インスタンスはベース・クラスの特別なサブクラスであり、このプロパティはそのベースを返す。 例:

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

一般的に、命令の正確なクラスは当てにすべきではない。与えられた回路内では、ほとんどの状況で Instruction.name

decompositions

SessionEquivalenceLibrary から命令の分解を取得する。

definition

他の基本ゲートの観点から定義を返す。

label

返品指示ラベル

mutable

このインスタンスはミュータブルなユニークインスタンスかどうか。

この属性が False である場合、ゲートのインスタンスは共有シングルトンであり、ミュータブルではありません。

name

名前を返す。

num_clbits

clbits の数を返す。

num_qubits

量子ビットの数を返す。

params

この Instruction のパラメーターは以下の通りである。 理想はゲートアングルだ。


方法

add_decomposition

add_decomposition(decomposition)

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SessionEquivalenceLibrary に命令の分解を追加する。

broadcast_arguments

broadcast_arguments(qargs, cargs)

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引数とその関係の検証と処理。

例えば、 cx([q[0],q[1]], q[2])cx(q[0], q[2]); cx(q[1], q[2]) を意味する。 この方法は、引数を正しいグループ分けで返す。 与えられた例では

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

一般的な放送ルールは以下の通り:

  • len(qargs) == 1:

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

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

パラメーター

  • qargs (list) – 量子ビット引数のリスト。
  • cargs (list) – 古典的なビット引数のリスト。

戻り値

単一の引数を持つタプル。

レイズ

CircuitError - 入力が有効でない場合。 例えば、引数の数がゲートの予想と一致しない。

戻りの型

Iterable [ tuple [ list, list ]]

control

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

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それ自身のコントロールされたバージョンを返す。

制御ゲートは、 Falseannotated の場合に ControlledGate として実装され、が annotated の場合に AnnotatedOperation として実装される True

2.3 以降非推奨

qiskit.circuit.gate.Gate.control()’の引数は、Qiskit 2.3annotated 以降で非推奨となっています。 Qiskit では削除されます。 3.0 Gate.control メソッドは、annotated=Noneを受け付けなくなりました。 新しいデフォルトはannotated=Trueであり、これは制御ゲートを AnnotatedOperation として表現します(専用の制御ゲートクラスが既に存在しない場合)。 以前の動作を維持するには、明示的にannotated=Falseを設定できます。 ただし、annotated=Trueの使用が推奨されます。これにより制御回路の構築がトランスパイラに委ねられ、さらに追加の制御ゲート最適化が可能となるためです(通常、より高品質な回路につながります)。

パラメーター

  • num_ctrl_qubits (int) – 追加するコントロールの数。 デフォルトは1です。
  • label (str | None) – オプションのゲートラベル。 デフォルトはNoneです。 制御ゲートがアノテーション付き操作として実装されている場合は無視される。
  • ctrl_state (int |str | None) – ゲートの制御状態。整数またはビット列(例: "110")として指定される。 デフォルトでは None、全ビットが1の状態になります 2**num_ctrl_qubits - 1
  • annotated (bool | None) – 制御ゲートを制御ゲートとして実装するか、注釈付き操作として実装するかを示します。 もし None、として False扱われるなら。

戻り値

このゲートの制御版。

レイズ

QiskitError – 無効 num_ctrl_qubits または ctrl_state

copy

copy(name=None)

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インストラクションのコピー

パラメーター

name (str) – コピーされた回路に与えられる名前。 None の場合、名前はそのまま。

戻り値

現在の命令のコピーで、名前が与えられていればそれを更新する

戻りの型

qiskit.circuit.Instruction

from_dimacs_file

classmethod from_dimacs_file(filename)

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DIMACS形式の文字列から BitFlipOracleGate。

DIMACS CNF形式のファイルから BitFlipOracleGate。これは、SATisfiability (SAT)問題インスタンスを Conjunctive Normal Form (CNF )で指定するための標準的な形式であり、1つ以上の節の接続詞である。

以下は、DIMACS形式で表現されたCNFの例である:

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

c文字に続く最初の行はコメントである。 2行目は、CNFが3つのブール変数(ここでは x1,x2,x3x_1, x_2, x_3 と呼ぶ)に対するもので、5つの節を含んでいることを指定している。 その後に列挙された5つの節は、論理AND演算子( \land )によって暗黙のうちに結合される。一方、各節の変数はその添字で表され、論理OR演算子( \lor )によって暗黙のうちに分離される。ブール変数インデックスの前にある - 記号は、論理 NOT 演算子 ¬\lnot に対応する。文字 0(ゼロ)は各節の終わりを示す。 基本的に、上記のコードは以下のCNFに対応する:

(¬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).

パラメーター

filename (str) – DIMACS形式のファイル。

戻り値

ビット反転オラクルを持つ量子ゲート。

戻りの型

BitFlipOracleGate

inverse

inverse(annotated=False)

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この指示を反転させる。

注釈付きが偽の場合、逆命令は、再帰的に反転された定義を持つ新しい命令として実装される。

アノテーションが True の場合、逆命令は次のように実装されます。 AnnotatedOperationとして実装され、"inverse modifier "でアノテーションされた命令に対応します。

インストラクションを継承する特殊な命令は、それ自身の逆数を実装できる(例:TとTdg、バリアなど) 特に、引数 annotated をどのように扱うかを選択することができる。これには、無視することや、逆ゲートが標準ゲートとして定義されている場合は常に具象ゲートクラスを返すことなどが含まれる。

パラメーター

annotated (bool) – として返される。 AnnotatedOperation.

戻り値

逆の操作。

レイズ

CircuitError - 命令が複合命令でなく、その逆数が実装されていない場合。

is_parameterized

is_parameterized()

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Instructionコンパイル時のパラメータが含まれているかどうかを返す。

power

power(exponent, annotated=False)

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このゲートを exponent のパワーに引き上げる。

ユニタリーゲート(ref. UnitaryGate) または注釈付き操作(ref. AnnotatedOperation). のような複数の標準ゲートの場合、ゲートのべき乗は、直接返される別の標準ゲートで表すことができる。 RXGateゲートのパワーが、直接返される別の標準ゲートで表現できる場合。

パラメーター

  • exponent (float) – に引き上げる力がある
  • annotated (bool) – は、パワーゲートが注釈付き操作として実装できるかどうかを示す。 のような複数の標準ゲートの場合、この引数は無視される。 RXGateゲートのべき乗が別の標準ゲートで表現できる場合、この引数は無視される。

戻り値

を実施するオペレーション。 gate^exponent

レイズ

CircuitError - ゲートがユニタリーでない場合

repeat

repeat(n)

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nnself を回繰り返す命令を作成します。

パラメーター

n (int) – 命令を繰り返す回数

戻り値

定義を含む。

戻りの型

qiskit.circuit.Instruction

レイズ

CircuitError - もしn<1なら。

reverse_ops

reverse_ops()

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複合命令の場合は、サブ命令の順序を逆にする。

これは、すべてのサブ命令を再帰的に反転させることによって行われる。 ゲートを反転させることはない。

戻り値

を持つ新しい命令である。

サブ・インストラクションが逆。

戻りの型

qiskit.circuit.Instruction

soft_compare

soft_compare(other)

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ゲート間のソフトな比較。 それらの名前、量子ビット数、古典的なビット番号は一致していなければならない。 パラメータの数は一致しなければならない。 各パラメーターが比較される。 ParameterExpression、それは考慮されない。

パラメーター

other (instruction) – その他の指導

戻り値

はパラメータ式まで自己と他者が等しい。

戻りの型

bool

to_matrix

to_matrix()

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ゲートユニタリー行列の Numpy.array を返します。

戻り値

Gate サブクラスに行列定義がある場合。

戻りの型

np.ndarray

レイズ

CircuitError - Gateのサブクラスがこのメソッドを実装していない場合、このベースクラスのメソッドが呼び出されたときに例外が発生します。

to_mutable

to_mutable()

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このゲートの変更可能なコピーを返す。

このメソッドは、このゲート・インスタンスの新しい変更可能なコピーを返す。 シングルトンインスタンスが使用されている場合、これは新しいユニークなインスタンスとなり、変異させることができる。 インスタンスがすでにミュータブルであれば、そのインスタンスのディープコピーとなる。

validate_parameter

validate_parameter(parameter)

GitHub

ゲートパラメータは、int、float、または ParameterExpression

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