StabilizerState

class qiskit.quantum_info.StabilizerState(data, validate=True)

ベース： QuantumState

StabilizerState クラスである。スタビライザーシミュレーター（参考文献 [1の]規約を使用）。内部クラスに基づく Clifford.

from qiskit import QuantumCircuit
from qiskit.quantum_info import StabilizerState, Pauli

# Bell state generation circuit
qc = QuantumCircuit(2)
qc.h(0)
qc.cx(0, 1)
stab = StabilizerState(qc)

# Print the StabilizerState
print(stab)

# Calculate the StabilizerState measurement probabilities dictionary
print (stab.probabilities_dict())

# Calculate expectation value of the StabilizerState
print (stab.expectation_value(Pauli('ZZ')))

StabilizerState(StabilizerTable: ['+XX', '+ZZ'])
{'00': 0.5, '11': 0.5}
1

スタビライザーのリストが与えられる、 qiskit.quantum_info.StabilizerState.from_stabilizer_list() によって安定化された状態を返す

from qiskit.quantum_info import StabilizerState

stabilizer_list = ["ZXX", "-XYX", "+ZYY"]
stab = StabilizerState.from_stabilizer_list(stabilizer_list)

参考文献

S. Aaronson, D. Gottesman, Improved Simulation of Stabilizer Circuits, Phys. Rev. A 70, 052328 (2004). arXiv:quant-ph/0406196

StabilizerState オブジェクトを初期化する。

パラメーター

data (StabilizerState |Clifford |Pauli |QuantumCircuit |circuit.instruction.Instruction) – スタビライザーの状態を構築するためのデータ。
validate (bool) – スタビライザーの状態データが有効なクリフォードであることを検証する。

属性

clifford

StabilizerState クリフォードのデータを返す

dim

状態次元の合計を返す。

num_qubits

N量子ビット状態であれば量子ビット数を、そうでなければNoneを返す。

方法

conjugate

conjugate()

GitHub

演算子の共役を返す。

copy

copy()

GitHub

現在のオペレータのコピーを作成する。

dims

dims(qargs=None)

GitHub

指定されたサブシステムの入力次元のタプルを返す。

equiv

equiv(other)

GitHub

2つの生成集合が同じ安定化群を生成する場合に真を返す。

パラメーター

other (StabilizerState) – another StabilizerState.

戻り値

他方が同じ StabilizerState を生成する生成集合を持っていれば真。

戻りの型

bool

evolve

evolve(other, qargs=None)

GitHub

クリフォード演算子によってスタビライザー状態を進化させる。

パラメーター

other (Clifford orQuantumCircuit orqiskit.circuit.Instruction) – 進化するクリフォード演算子。
qargs (list) – オペレータを適用するスタビライザーサブシステムの位置のリスト。

戻り値

出力スタビライザー状態。

戻りの型

StabilizerState

レイズ

QiskitError - もう一方が StabilizerState でない場合。
QiskitError - 演算子のディメンジョンが、指定された StabilizerState サブシステムのディメンジョンと一致しない場合。

expand

expand(other)

GitHub

テンソル積スタビライザーの状態 other ⊗ self を返す。

パラメーター

other (StabilizerState) – スタビライザー状態オブジェクト。

戻り値

テンソル積演算子 other ⊗ self。

戻りの型

StabilizerState

レイズ

QiskitError - もう一方が StabilizerState でない場合。

expectation_value

expectation_value(oper, qargs=None)

GitHub

Pauli または SparsePauliOp 演算子の期待値を計算する。

パラメーター

oper (Pauli |SparsePauliOp) – 期待値を評価するパウリ演算子または SparsePauliOp 演算子。
qargs (None | list) – 演算子を適用するサブシステム。

戻り値

期待値。

レイズ

QiskitError - operがPauli演算子でも SparsePauliOp 演算子でもない場合。

戻りの型

複合

from_stabilizer_list

classmethod from_stabilizer_list(stabilizers, allow_redundant=False, allow_underconstrained=False)

GitHub

スタビライザーのコレクションからスタビライザーの状態を作成する。

パラメーター

stabilizers (Collection[str]) – スタビライザー弦リスト
allow_redundant (bool) – 冗長な安定化子（つまり、一部の安定化子が他の安定化子の積となる場合）を許容する
allow_underconstrained (bool) – 制約が不十分な安定化子群を許容する（すなわち、安定化子が一意の状態を指定しない）

戻り値

スタビライザーによって安定化された状態。

戻りの型

StabilizerState

is_valid

is_valid(atol=None, rtol=None)

GitHub

有効な StabilizerState があれば真を返す。

measure

measure(qargs=None)

GitHub

サブシステムを測定し、結果と測定後の状態を返す。

この関数は、測定結果のサンプリングに QuantumStates 内部乱数発生器を使用することに注意してください。 RNGシードは seed() メソッドで設定できます。

パラメーター

qargs (list or None) – None の場合は、すべてのサブシステムの測定をサンプリングする。

戻り値

ペア (outcome, state) outcome は

測定結果の文字列ラベルであり、 state は、対応する結果に対する、測定後の折りたたまれたスタビライザーの状態である。

戻りの型

タプル

probabilities

probabilities(qargs=None, decimals=None)

GitHub

サブシステムの測定確率ベクトルを返す。

測定確率は、計算（対角）基準での測定に関するものである。

パラメーター

qargs (None or list) – None の場合はすべてのサブシステムに対して返す (デフォルト: None)。
decimals (None or int) – 値を丸める小数点以下の桁数。 None の場合、丸めは行われない（デフォルト：None）。

戻り値

確率のNumpyベクトル配列。

戻りの型

np.array

probabilities_dict

probabilities_dict(qargs=None, decimals=None)

GitHub

サブシステムの測定確率辞書を返す。

測定確率は、計算（対角）基準での測定に関するものである。

この辞書表現は、辞書のキーがサブシステムの基底ベクトルを表すqudit文字列であるKetのような表記法を用いている。サブシステムの次元が10を超える場合は、サブシステムを区別できるように、整数の間にカンマ区切りが挿入される。

パラメーター

qargs (None or list) – None の場合はすべてのサブシステムに対して返す (デフォルト: None)。
decimals (None or int) – 値を丸める小数点以下の桁数。 None の場合、丸めは行われない（デフォルト：None）。

戻り値

ディクト（キー）形式の測定確率。

戻りの型

dict

probabilities_dict_from_bitstring

probabilities_dict_from_bitstring(outcome_bitstring, qargs=None, decimals=None)

GitHub

サブシステムの測定確率ディクショナリを返す。これにより、対象となる1つの結果_bitstring値のみの確率が計算され、すべての可能な結果を計算するよりもパフォーマンスが向上する。

測定確率は、計算（対角）基準での測定に関するものである。

パラメーター

outcome_bitstring (None or str) – 測定計算の対象となる目標結果のビット列。これにより、実行される計算の回数が大幅に削減されます（デフォルト：なし）
qargs (None or list) – None の場合はすべてのサブシステムに対して返す (デフォルト: None)。
decimals (None or int) – 値を四捨五入する小数点以下の桁数。 None の場合、丸め処理は行われない（デフォルト：None）

戻り値

ディクト（ケット）形式の測定確率。

戻りの型

ディクティッド[ str, float］

purity

purity()

GitHub

量子状態は常に純粋な状態であるため、量子状態の純度を返します。

戻り値

純度（1になるはず）。

戻りの型

浮動小数点

レイズ

QiskitError - 入力が StabilizerState でない場合。

reset

reset(qargs=None)

GitHub

状態またはサブシステムを0状態にリセットする。

パラメーター

qargs (list or None) – None の場合、すべてのサブシステムが 0 状態にリセットされます（デフォルト：None）。

戻り値

リセット状態。

戻りの型

StabilizerState

追加情報:

すべてのサブシステムがリセットされると、すべてのサブシステムでグラウンド状態が返される。一部のサブシステムだけがリセットされた場合、この関数はそれらのサブシステムに対して測定を実行し、サブシステムを進化させて、崩壊した測定後の状態を0状態に回転させる。このサンプリングのRNGシードは seed() メソッドで設定できます。

sample_counts

sample_counts(shots, qargs=None)

GitHub

量子ビットの測定結果のディクションを計算基礎にサンプリングする。

パラメーター

shots (int) – 生成するサンプル数。
qargs (None or list) – None の場合は、すべてのサブシステムの測定をサンプリングする。

戻り値

サンプル数辞書。

戻りの型

カウント

追加情報

この関数は*、* 現在の状態のメジャー probabilities() を使用して測定結果をサンプリングします。実際に測定を実施するわけではないので、現在の状態が変更されることはない。

サンプリングに使用される乱数生成器のシードは、state seed() のメソッドを使用して固定値に設定できます。