LinearFunction
class qiskit.circuit.library.LinearFunction(linear, validate_input=False)
ベース： Gate
n量子ビットの線形可逆回路。
内部的には、n量子ビットに作用する一次関数は、numpy配列形式の 0s、 1s のn×n行列として表現される。
で実装されているPatel-Markov-Hayesアルゴリズムを用いて、一次関数をCXゲートとSWAPゲートに合成することができる。 synth_cnot_count_full_pmh() に実装されています（参考文献 [1] ）。
効率化のため、内部 n x n 行列は cnot_synth が期待するフォーマットで格納される。これはビッグエンディアン（リトルエンディアンではない）のビット順序規則である。
例:
サーキット
q_0: ──■──
┌─┴─┐
q_1: ┤ X ├
└───┘
q_2: ─────は 3x3 の線形行列で表される
参照資料：
[1] Ketan N. Patel, Igor L. Markov, and John P. Hayes, Optimal synthesis of linear reversible circuits, Quantum Inf. コンピュート 8(3) (2008). オンラインは umich.edu。
パラメーター
- linear (list[list[bool]] | np.ndarray[bool] | QuantumCircuit |LinearFunction |PermutationGate |Clifford) – 線形関数を構築できるデータ。 これは、（線形変換を記述する）nxn行列、（線形関数の特殊なケースである）順列、別の線形関数、クリフォード（線形関数に対応する場合）、または線形ゲート（CXとSWAP）と、ネストされたサブ回路を含む上記の他のオブジェクトで構成される量子回路のいずれかになります。
- validate_input (bool) – もし True なら、与えられた n x n 行列が反転可能かどうかをチェックするなど、より高価な入力検証チェックを行う。
レイズ
CircuitError - 入力が無効な場合：入力行列が正方でないか、反転可能でないか、入力量子回路に非線形オブジェクトが含まれているか（例えば、ハダマードゲートや線形関数に対応しないクリフォードなど）。
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
linear
この一次関数を表す n x n 行列を返します。
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。
original_circuit
この一次関数を構成するために使用された元の回路を返します（一次関数が回路から構成されていない場合は None を含む）。
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
broadcast_arguments
broadcast_arguments(qargs, cargs)
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
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
control
control(num_ctrl_qubits=1, label=None, ctrl_state=None, annotated=None)
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。
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)
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
extend_with_identity
extend_with_identity(num_qubits, positions)
一次関数をnq量子ビット上の一次関数に拡張し、他のサブシステム上の同一性を持つ。
パラメーター
戻り値
拡張線形関数。
戻りの型
function_str
inverse
inverse(annotated=False)
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_permutation
mat_str
permutation_pattern
permutation_pattern()
このメソッドは、まず一次関数が順列であるかどうかをチェックし、そうでない場合は qiskit.circuit.exceptions.CircuitError。 この一次関数が順列の場合、順列パターンを返す。
power
power(exponent, annotated=False)
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
repeat
reverse_ops
reverse_ops()
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
soft_compare
soft_compare(other)
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
synthesize
synthesize()
一次関数を量子回路に合成する。
メソッド qiskit.circuit.library.generalized_gates.linear_function.LinearFunction.synthesize() は Qiskit 2.1 で非推奨となった。 Qiskit 3.0 で削除されます。 代わりに LinearFunction.definition を呼び出すか、回路をコンパイルする。
戻り値
進化を実装した回路。
戻りの型
to_matrix
to_matrix()
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()
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。