CUGate

class qiskit.circuit.library.CUGate(theta, phi, lam, gamma, label=None, ctrl_state=None, *, _base_label=None)

ベース： ControlledGate

Controlled-Uゲート（4パラメータ2量子ビットゲート）。

これはUゲート（一般的な単一量子ビットの回転）の制御バージョンで、Uゲートの可能なグローバル位相 $e^{i\gamma}$ 。

に適用できる。 QuantumCircuit メソッドで cu() メソッドで

回路記号：

q_0: ──────■──────
     ┌─────┴──────┐
q_1: ┤ U(ϴ,φ,λ,γ) ├
     └────────────┘

マトリックス表現：

\providecommand{\rotationangle}{\frac{\theta}{2}} CU(\theta, \phi, \lambda, \gamma)\ q_0, q_1 = I \otimes |0\rangle\langle 0| + e^{i\gamma} U(\theta,\phi,\lambda) \otimes |1\rangle\langle 1| = \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & e^{i\gamma}\cos(\rotationangle) & 0 & -e^{i(\gamma + \lambda)}\sin(\rotationangle) \\ 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & e^{i(\gamma+\phi)}\sin(\rotationangle) & 0 & e^{i(\gamma+\phi+\lambda)}\cos(\rotationangle) \end{pmatrix}

注

Qiskitの規約では、量子ビットのインデックスが高いほど重要である（リトルエンディアン規約）。 q_1 多くの教科書では、制御されたゲートは、制御としてより有意な量子ビットを仮定して示されている。したがって、このゲートの教科書的な行列はこうなる：

     ┌────────────┐
q_0: ┤ U(ϴ,φ,λ,γ) ├
     └─────┬──────┘
q_1: ──────■───────

\providecommand{\rotationangle}{\frac{\theta}{2}} CU(\theta, \phi, \lambda, \gamma)\ q_1, q_0 = |0\rangle\langle 0| \otimes I + e^{i\gamma}|1\rangle\langle 1| \otimes U(\theta,\phi,\lambda) = \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & e^{i\gamma} \cos(\rotationangle) & -e^{i(\gamma + \lambda)}\sin(\rotationangle) \\ 0 & 0 & e^{i(\gamma + \phi)}\sin(\rotationangle) & e^{i(\gamma + \phi+\lambda)}\cos(\rotationangle) \end{pmatrix}

新しいCUゲートを作る。

属性

パラメーター

theta (ParameterValueType)
phi (ParameterValueType)
lam (ParameterValueType)
gamma (ParameterValueType)
label (str | None)
ctrl_state (int |str | None)

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 。

ctrl_state

ゲートの制御状態を10進整数で返す。

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。から判断されるように、ゲートにオープン・コントロールがある場合、返された定義は内部を変更することなくXと共役になる。 ctrl_stateによって決定され、返された定義は、内部 _definition を変更することなくXと共役になる。

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

ゲートの名前を取得する。ゲートにオープン・コントロールがある場合、ゲート名はこうなる：

<original_name_o<ctrl_state>

ここで、 <original_name> は制御量子ビットが閉じているデフォルトの場合のゲート名で、 <ctrl_state> はゲートの制御状態の整数値である。

num_clbits

clbits の数を返す。

num_ctrl_qubits

制御量子ビットの数を取得する。

戻り値

ゲートの制御量子ビットの数。

戻りの型

int

num_qubits

量子ビットの数を返す。

params

方法

add_decomposition

add_decomposition(decomposition)

GitHub

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

broadcast_arguments

broadcast_arguments(qargs, cargs)

GitHub

引数とその関係の検証と処理。

例えば、 cx([q[0],q[1]], q[2]) は 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)

GitHub

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、 Falseが annotated 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)

GitHub

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

inverse

inverse(annotated=False)

GitHub

反転したCUゲートを返す。

$CU(\theta,\phi,\lambda,\gamma)^{\dagger} = CU(-\theta,-\phi,-\lambda,-\gamma))$

パラメーター

annotated (bool) – True にセットされた場合、これは通常、具体的な修飾子の代わりに逆修飾子がセットされた AnnotatedOperation を返すために使われます。 Gate. しかし、このクラスではこの引数は無視される。 CUGate を逆パラメータ値で返します。

戻り値

逆ゲート。

戻りの型

CUGate

is_parameterized

is_parameterized()

GitHub

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

power

power(exponent, annotated=False)

GitHub

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ゲートのべき乗が、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