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IBM Quantum Platform

PauliList

class qiskit.quantum_info.PauliList(data)

GitHub

Bases: BasePauli, LinearMixin, GroupMixin

N-쿼비트 폴리 연산자 목록.

이 클래스는 연산자 목록의 효율적인 표현입니다 Pauli 연산자 목록을 효율적으로 표현합니다. 정수 인덱스의 경우 a를 반환하는 1D numpy 배열 인덱싱을 지원합니다 Pauli 를 반환하거나, 정수 인덱스의 경우 a PauliList 를 반환합니다.

초기화

PauliList 객체는 여러 가지 방법으로 초기화할 수 있습니다.

PauliList(list[str])

여기서 문자열은 Pauli.

PauliList(Pauli) and PauliList(list[Pauli])

폴리가 있는 곳 Pauli.

PauliList.from_symplectic(z, x, phase)

여기서 z 및 x 은 2차원 부울 numpy.ndarrays 이고 phase 은 [0, 1, 2, 3] 의 정수입니다.

예를 들면 다음과 같습니다.

import numpy as np

from qiskit.quantum_info import Pauli, PauliList

# 1. init from list[str]
pauli_list = PauliList(["II", "+ZI", "-iYY"])
print("1. ", pauli_list)

pauli1 = Pauli("iXI")
pauli2 = Pauli("iZZ")

# 2. init from Pauli
print("2. ", PauliList(pauli1))

# 3. init from list[Pauli]
print("3. ", PauliList([pauli1, pauli2]))

# 4. init from np.ndarray
z = np.array([[True, True], [False, False]])
x = np.array([[False, True], [True, False]])
phase = np.array([0, 1])
pauli_list = PauliList.from_symplectic(z, x, phase)
print("4. ", pauli_list)
1.  ['II', 'ZI', '-iYY']
2.  ['iXI']
3.  ['iXI', 'iZZ']
4.  ['YZ', '-iIX']

데이터 액세스

개별 폴리는 PauliList 의 하위 집합을 선택하기 위해 정수, 목록 또는 슬라이스를 허용하는 [] 연산자를 사용하여 액세스하고 업데이트할 수 있습니다. 정수가 주어지면 PauliList 이 아닌 폴리를 반환합니다.

pauli_list = PauliList(["XX", "ZZ", "IZ"])
print("Integer: ", repr(pauli_list[1]))
print("List: ", repr(pauli_list[[0, 2]]))
print("Slice: ", repr(pauli_list[0:2]))
Integer:  Pauli('ZZ')
List:  PauliList(['XX', 'IZ'])
Slice:  PauliList(['XX', 'ZZ'])

반복

폴리 테이블의 행은 목록처럼 반복할 수 있습니다. 각 행의 레이블 또는 행렬 표현을 사용하여 반복을 수행할 수도 있습니다 label_iter() 및 matrix_iter() 메서드를 사용하여 반복할 수도 있습니다.

PauliList 을 초기화합니다.

매개변수

data (Pauli orlist) – 폴리스에 대한 입력 데이터입니다. 입력이 목록인 경우 목록의 각 항목은 폴리 객체 또는 폴리 문자열이어야 합니다.

레이즈

QiskitError – 입력 배열의 형상이 유효하지 않은 경우.

추가 정보:

입력 배열은 복사되지 않으므로 여러 폴리 테이블이 동일한 기본 배열을 공유할 수 있습니다.

속성

dim

튜플(입력_셰이프, 출력_셰이프)을 반환합니다.

num_qubits

N-큐비트 연산자인 경우 큐비트 수를 반환하고, 그렇지 않으면 None을 반환합니다.

phase

의 위상 지수를 반환합니다 PauliList.

qargs

연산자에 대한 qarg를 반환합니다.

settings

설정을 반환합니다.

shape

전체 모양은 array()

size

테이블의 폴리 행 수입니다.

x

심플렉틱 표현을 위한 X 배열입니다.

z

심플렉틱 표현을 위한 z 배열입니다.

메소드

adjoint

adjoint()

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목록에 있는 각 폴리의 부속물을 반환합니다.

anticommutes

anticommutes(other, qargs=None)

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다른 파울리 연산자가 이 파울리 연산자와 반교환 관계를 이룬다면 True 반환한다.

매개변수

  • other (PauliList) – 또 다른 PauliList 운영자.
  • qargs (list) – 도트 제품을 적용할 큐비트(기본값: None)를 선택합니다.

리턴

True 폴리스가 출퇴근을 하지 않는 경우 False .

리턴 유형

부울

anticommutes_with_all

anticommutes_with_all(other)

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다른 파울리 리스트와 항교환하는 행의 인덱스를 반환합니다.

other 이 다중 행 폴리인 경우 현재 PauliList 의 반환된 벡터 인덱스 행이 다른 모든 폴리와 역교차하는 행을 나열합니다. 조건을 만족하는 행이 없으면 반환된 배열은 비어 있습니다.

매개변수

other (PauliList) – 단일 폴리 또는 다중 행 PauliList.

리턴

반통근 행의 인덱스 배열입니다.

리턴 유형

배열

argsort

argsort(weight=False, phase=False)

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테이블의 행을 정렬하기 위한 인덱스를 반환합니다.

기본 정렬 방법은 큐비트 번호에 의한 사전식 정렬입니다. 가중치 kwarg를 사용하면 폴리에 있는 비동일성 용어의 수에 따라 출력을 추가로 정렬할 수 있으며, 여기서 주어진 가중치의 모든 폴리 집합은 여전히 사전순으로 정렬됩니다.

매개변수

  • weight (bool) – True (기본값: False)인 경우 선택적으로 무게별로 정렬합니다.
  • phase (bool) – 선택적으로 무게 또는 순서에 따라 단계별로 정렬합니다(기본값: False).

리턴

테이블 정렬을 위한 인덱스입니다.

리턴 유형

배열

commutes

commutes(other, qargs=None)

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서로 통근하는 각 폴리에 대해 True를 반환합니다.

매개변수

  • other (PauliList) – 또 다른 PauliList 운영자.
  • qargs (list) – 도트 제품을 적용할 큐비트(기본값: None)를 선택합니다.

리턴

True 폴리스가 출퇴근하는 경우 False .

리턴 유형

부울

commutes_with_all

commutes_with_all(other)

GitHub

출퇴근하는 행의 인덱스를 반환합니다 other.

other 이 다중 행 폴리인 경우 현재 PauliList 의 반환된 벡터 인덱스 행이 다른 모든 폴리와 통근하는 행을 나열합니다. 조건을 만족하는 행이 없으면 반환된 배열은 비어 있습니다.

매개변수

other (PauliList) – 단일 폴리 또는 다중 행 PauliList.

리턴

출퇴근 행의 인덱스 배열입니다.

리턴 유형

배열

compose

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

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목록의 각 폴리에 대해 자기∘다른 구성을 반환합니다.

매개변수

  • other (PauliList) – 또 다른 PauliList.
  • qargs (None or list) – 도트 제품을 적용할 큐비트를 선택합니다(기본값: None).
  • front (bool) – True인 경우 점 합성 방법 [기본값을 사용합니다. False].
  • inplace (bool) – True 제자리에서 업데이트하는 경우(기본값: False).

리턴

구성된 폴리스 목록입니다.

리턴 유형

PauliList

레이즈

qargsQiskitError – 다른 것을 PauliList, 로 변환할 수 없는 경우, 해당 리스트가 1개의 파울리 또는 현재 리스트와 동일한 수의 파울리를 갖지 않거나, 지정된 값에 대해 큐비트 수가 올바르지 않은 경우입니다.

conjugate

conjugate()

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목록에 있는 각 폴리의 활용형을 반환합니다.

copy

copy()

GitHub

현재 운영자의 딥 카피를 만듭니다.

delete

delete(ind, qubit=False)

GitHub

테이블에서 폴리 행이 삭제된 사본을 반환합니다.

큐비트를 삭제할 때 큐비트 인덱스는 기본 X 및 Z 배열의 열 인덱스와 동일합니다.

매개변수

  • ind (int orlist) – 인덱스를 삭제합니다.
  • qubit (bool) – True 이면 쿼비트 열을 삭제하고, 그렇지 않으면 폴리 행을 삭제합니다(기본값: False).

리턴

를 입력하면 항목이 제거된 결과 테이블이 표시됩니다.

리턴 유형

PauliList

레이즈

QiskitError – 배열 크기나 큐비트 수에 대해 가 범위를 벗어난 경우 ind .

dot

dot(other, qargs=None, inplace=False)

GitHub

목록의 각 폴리에 대해 다른∘자신의 구성을 반환합니다.

매개변수

  • other (PauliList) – 또 다른 PauliList.
  • qargs (None or list) – 도트 제품을 적용할 큐비트를 선택합니다(기본값: None).
  • inplace (bool) – True인 경우 제자리에서 업데이트(기본값: False).

리턴

구성된 폴리스 목록입니다.

리턴 유형

PauliList

레이즈

qargsQiskitError – 다른 것을 PauliList, 로 변환할 수 없는 경우, 해당 리스트가 1개의 파울리 또는 현재 리스트와 동일한 수의 파울리를 갖지 않거나, 지정된 값에 대해 큐비트 수가 올바르지 않은 경우입니다.

equiv

equiv(other)

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폴리 동등성을 글로벌 단계까지 항목별로 비교합니다.

매개변수

other (PauliList orPauli) – 비교 객체입니다.

리턴

항목별 동등성을 위한 True 또는 False 배열

현재 테이블의

리턴 유형

np.ndarray

evolve

evolve(other, qargs=None, frame='h')

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클리포드에 의한 파울리의 하이젠베르크(기본값) 또는 슈뢰딩거 그림 진화를 수행하여 진화한 파울리를 반환합니다.

슈뢰딩거 그림 진화는 매개변수 frame='s' 를 전달하여 선택할 수 있습니다. 이 옵션을 사용하면 더 빠르게 계산할 수 있습니다.

하이젠베르크 그림은 폴리를 P′=C†.P.CP^\prime = C^\dagger.P.C 로 진화시킵니다.

슈뢰딩거 그림은 폴리를 P′=C.P.C†P^\prime = C.P.C^\dagger 로 진화시킵니다.

매개변수

  • other (Pauli orClifford orQuantumCircuit) – 진화를 위한 클리포드 연산자.
  • qargs (list) – 클리포드를 적용할 큐비트 목록입니다.
  • frame (string) – 'h' 하이젠베르크(기본값) 또는 슈뢰딩거 프레임워크의 경우 's' .

리턴

폴리 C†.P.CC^\dagger.P.C (하이젠베르크 그림) 또는 폴리 C.P.C†C.P.C^\dagger (슈뢰딩거 그림).

리턴 유형

PauliList

레이즈

QiskitError – 큐비트와 qarg의 클리포드 수가 일치하지 않는 경우.

expand

expand(other)

GitHub

목록에 있는 각 폴리의 확장 제품을 반환합니다.

매개변수

other (PauliList) – 또 다른 PauliList.

리턴

텐서 제품 폴리스의 목록입니다.

리턴 유형

PauliList

레이즈

QiskitError – 다른 목록을 PauliList, 로 변환할 수 없는 경우, 해당 목록에는 1개의 파울리 또는 현재 목록과 동일한 수의 파울리가 포함되어 있지 않습니다.

from_symplectic

classmethod from_symplectic(z, x, phase=0)

GitHub

심플렉틱 데이터에서 PauliList 을 구축합니다.

매개변수

  • z (np.ndarray) – 2D 부울 넘피 배열입니다.
  • x (np.ndarray) – 2D 부울 넘피 배열입니다.
  • phase (np.ndarray or None) – 1D Z_4 에서 가져온 정수 배열.

리턴

구축된 PauliList.

리턴 유형

PauliList

group_commuting

group_commuting(qubit_wise=False)

GitHub

PauliList 을 통근용 폴리 문자열 집합으로 분할합니다.

매개변수

qubit_wise (bool) –

연산자 전체에 정류 규칙을 적용할지, 아니면 큐비트 단위로 적용할지 여부를 설정합니다. 예를 들어,

>>> from qiskit.quantum_info import PauliList
>>> op = PauliList(["XX", "YY", "IZ", "ZZ"])
>>> op.group_commuting()
[PauliList(['XX', 'YY']), PauliList(['IZ', 'ZZ'])]
>>> op.group_commuting(qubit_wise=True)
[PauliList(['XX']), PauliList(['YY']), PauliList(['IZ', 'ZZ'])]

리턴

PauliLists 목록에서 각 PauliList 에는 출퇴근 폴리 운영자가 포함되어 있습니다.

리턴 유형

목록 [ PauliList ]

group_qubit_wise_commuting

group_qubit_wise_commuting()

GitHub

PauliList 을 상호 큐비트 단위로 통근하는 폴리 문자열 집합으로 분할합니다.

리턴

PauliLists 목록으로, 각 PauliList 에는 환승 가능한 폴리 연산자가 포함되어 있습니다.

리턴 유형

목록 [ PauliList ]

input_dims

input_dims(qargs=None)

GitHub

지정된 하위 시스템에 대한 입력 차원의 튜플을 반환합니다.

insert

insert(ind, value, qubit=False)

GitHub

폴리스를 테이블에 삽입합니다.

큐비트를 삽입할 때 큐비트 인덱스는 기본 X 및 Z 배열의 열 인덱스와 동일합니다.

매개변수

  • ind (int) – 인덱스에 삽입합니다.
  • value (PauliList) – 값을 삽입합니다.
  • qubit (bool) – True 이면 큐비트 열을 삽입하고, 그렇지 않으면 폴리 행을 삽입합니다(기본값: False).

리턴

항목이 삽입된 결과 테이블을 표시합니다.

리턴 유형

PauliList

레이즈

QiskitError – 삽입 인덱스가 유효하지 않은 경우.

inverse

inverse()

GitHub

목록에 있는 각 폴리의 역을 반환합니다.

label_iter

label_iter()

GitHub

라벨 표현 이터레이터를 반환합니다.

이것은 각 행이 사용될 때만 문자열 레이블로 변환하는 지연 반복기입니다. 전체 테이블을 레이블로 변환하려면 to_labels() 메서드를 사용합니다.

리턴

레이블 반복기 객체를 PauliList.

리턴 유형

LabelIterator

matrix_iter

matrix_iter(sparse=False)

GitHub

행렬 표현 이터레이터를 반환합니다.

이것은 각 행이 사용될 때만 폴리 행렬 표현으로 변환하는 지연 반복기입니다. 전체 테이블을 행렬로 변환하려면 to_matrix() 메서드를 사용합니다.

매개변수

sparse (bool) – 선택적으로 스파스 CSR 행렬을 반환하고, 그렇지 True않으면 NumPy 배열 행렬을 반환합니다(기본값: False)

리턴

행렬 이터레이터 객체를 PauliList.

리턴 유형

MatrixIterator

noncommutation_graph

noncommutation_graph(qubit_wise)

GitHub

이것의 비교차 그래프를 만듭니다 PauliList.

이렇게 하면 측정 연산자 그룹화 문제가 그래프 색칠 문제로 변환됩니다. 구성된 그래프에는 각 폴리에 대해 하나의 노드가 포함됩니다. 노드는 _not_ 통근하는 두 개의 폴리 항에 대해 연결됩니다.

매개변수

qubit_wise (bool) – 연산자 전체에 정류 규칙을 적용할지, 아니면 큐비트 단위로 적용할지 여부를 설정합니다.

리턴

각 폴리와 에지에 대한 노드가 있는 비교차 그래프입니다

는 정류 관계가 아닌 관계를 나타냅니다. 각 노드는 해당 데이터에 해당하는 폴리 용어의 인덱스를 보유하게 됩니다. 그래프의 가장자리에는 데이터가 없습니다.

리턴 유형

rustworkx.PyGraph

output_dims

output_dims(qargs=None)

GitHub

지정된 하위 시스템에 대한 출력 차원의 튜플을 반환합니다.

power

power(n)

GitHub

연산자를 n번 자기 자신과 합성한 결과를 반환합니다.

매개변수

n (int) – 셀프 작성 횟수 ( n>0 ).

리턴

n-회 구성 연산자입니다.

리턴 유형

클리퍼드

레이즈

QiskitError – 연산자의 입력 및 출력 차원이 같지 않거나, 지수가 양의 정수가 아닌 경우.

reshape

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

GitHub

입력 및 출력 하위 시스템 치수가 재구성된 얕은 복사본을 반환합니다.

매개변수

  • input_dims (None or tuple) – 새로운 하위 시스템 입력 차원. None인 경우 원래 입력이 희미하게 유지됩니다. [기본값: None].
  • output_dims (None or tuple) – 새로운 하위 시스템 출력 차원. None인 경우 원래 출력이 흐려집니다. [기본값: None].
  • num_qubits (None or int) – n-큐비트 연산자로 재형성 [기본값입니다: 없음].

리턴

는 입력 및 출력 치수가 재형성된 자기를 반환합니다.

리턴 유형

BaseOperator

레이즈

QiskitError – 모든 하위 시스템의 입력 차원 또는 출력 차원의 합이 일정하지 않은 경우.

sort

sort(weight=False, phase=False)

GitHub

표의 행을 정렬합니다.

기본 정렬 방법은 큐비트 번호에 의한 사전식 정렬입니다. 가중치 kwarg를 사용하면 폴리에 있는 비동일성 용어의 수에 따라 출력을 추가로 정렬할 수 있으며, 여기서 주어진 가중치의 모든 폴리 집합은 여전히 사전순으로 정렬됩니다.

예제

모든 2쿼비트 폴리를 임의의 순서로 정렬하는 것을 고려해 보겠습니다

from numpy.random import shuffle
from qiskit.quantum_info.operators import PauliList

# 2-qubit labels
labels = ['II', 'IX', 'IY', 'IZ', 'XI', 'XX', 'XY', 'XZ',
          'YI', 'YX', 'YY', 'YZ', 'ZI', 'ZX', 'ZY', 'ZZ']
# Shuffle Labels
shuffle(labels)
pt = PauliList(labels)
print('Initial Ordering')
print(pt)

# Lexicographic Ordering
srt = pt.sort()
print('Lexicographically sorted')
print(srt)

# Weight Ordering
srt = pt.sort(weight=True)
print('Weight sorted')
print(srt)
Initial Ordering
['YX', 'ZZ', 'XZ', 'YI', 'YZ', 'II', 'XX', 'XI', 'XY', 'YY', 'IX', 'IZ',
 'ZY', 'ZI', 'ZX', 'IY']
Lexicographically sorted
['II', 'IX', 'IY', 'IZ', 'XI', 'XX', 'XY', 'XZ', 'YI', 'YX', 'YY', 'YZ',
 'ZI', 'ZX', 'ZY', 'ZZ']
Weight sorted
['II', 'IX', 'IY', 'IZ', 'XI', 'YI', 'ZI', 'XX', 'XY', 'XZ', 'YX', 'YY',
 'YZ', 'ZX', 'ZY', 'ZZ']

매개변수

  • weight (bool) – True (기본값: False)의 경우 선택적으로 무게별로 정렬합니다.
  • phase (bool) – 선택적으로 무게 또는 순서에 따라 단계별로 정렬합니다(기본값: False).

리턴

원본 테이블의 정렬된 사본입니다.

리턴 유형

PauliList

tensor

tensor(other)

GitHub

목록에 있는 각 폴리에 대해 텐서 곱을 반환합니다.

매개변수

other (PauliList) – 또 다른 PauliList.

리턴

텐서 제품 폴리스의 목록입니다.

리턴 유형

PauliList

레이즈

QiskitError – 다른 목록을 PauliList, 로 변환할 수 없는 경우, 해당 목록에는 1개의 파울리 또는 현재 목록과 동일한 수의 파울리가 포함되어 있지 않습니다.

to_labels

to_labels(array=False)

GitHub

PauliList 을 목록 폴리 문자열 레이블로 변환합니다.

대규모 PauliLists 변환의 경우 array=True kwarg를 사용하는 것이 전체 Numpy 레이블 배열에 메모리를 미리 할당하므로 더 효율적입니다.

레이블
심플렉틱
매트릭스
"I"[0,0][0, 0][1001]\begin{bmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{bmatrix}
"X"[1,0][1, 0][0110]\begin{bmatrix} 0 & 1 \\ 1 & 0 \end{bmatrix}
"Y"[1,1][1, 1][0−ii0]\begin{bmatrix} 0 & -i \\ i & 0 \end{bmatrix}
"Z"[0,1][0, 1][100−1]\begin{bmatrix} 1 & 0 \\ 0 & -1 \end{bmatrix}

매개변수

array (bool) – True 인 경우 Numpy 배열을 반환하고, 그렇지 않으면 목록을 반환합니다(기본값: False).

리턴

레이블 형식의 PauliList 행입니다.

리턴 유형

목록 또는 배열

to_matrix

to_matrix(sparse=False, array=False)

GitHub

폴리 행렬의 목록 또는 배열로 변환합니다.

대규모 PauliLists 변환의 경우 array=True kwarg를 사용하는 것이 전체 rank-3 Numpy 행렬 배열을 미리 메모리에 할당하므로 더 효율적입니다.

레이블
심플렉틱
매트릭스
"I"[0,0][0, 0][1001]\begin{bmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{bmatrix}
"X"[1,0][1, 0][0110]\begin{bmatrix} 0 & 1 \\ 1 & 0 \end{bmatrix}
"Y"[1,1][1, 1][0−ii0]\begin{bmatrix} 0 & -i \\ i & 0 \end{bmatrix}
"Z"[0,1][0, 1][100−1]\begin{bmatrix} 1 & 0 \\ 0 & -1 \end{bmatrix}

매개변수

  • sparse (bool) – True 이면 희소 CSR 행렬을 반환하고, 그렇지 않으면 고밀도 Numpy 배열을 반환합니다(기본값: False).
  • array (bool) – True 이면 rank-3 넘피 배열로 반환하고, 그렇지 않으면 넘피 배열의 목록을 반환합니다(기본값: False).

리턴

와 sparse=False``array=False 일 때의 밀집 파울리 행렬 목록. 목록: 및 array=False 일 때의 스파스 sparse=True파울리 행렬 목록. 배열: 가 rank-3 인 경우 array=True, 밀집된 파울리 행렬 배열.

리턴 유형

목록

transpose

transpose()

GitHub

목록에 있는 각 폴리의 조옮김을 반환합니다.

unique

unique(return_index=False, return_counts=False)

GitHub

테이블에서 고유한 폴리를 반환합니다.

예제

from qiskit.quantum_info.operators import PauliList

pt = PauliList(['X', 'Y', '-X', 'I', 'I', 'Z', 'X', 'iZ'])
unique = pt.unique()
print(unique)
['X', 'Y', '-X', 'I', 'Z', 'iZ']

매개변수

  • return_index (bool) – 또한 True, 고유한 배열을 생성하는 인덱스도 함께 반환합니다. (기본값: False)
  • return_counts (bool) – True 이면 각 고유 항목이 표에 표시되는 횟수도 반환합니다.

리턴

고유

고유 행의 테이블입니다.

고유_인덱스: np.ndarray, 선택 사항

원본 배열에서 고유 값이 처음 발생한 인덱스입니다. return_index 이 True 인 경우에만 제공됩니다.

고유_counts: np.array, 선택 사항

각 고유 값이 원래 배열에 나타나는 횟수입니다. return_counts 이 True 인 경우에만 제공됩니다.

리턴 유형

PauliList

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