PTM

class qiskit.quantum_info.PTM(data, input_dims=None, output_dims=None)

Bases: QuantumChannel

Representação da matriz de transferência de Pauli (PTM) de um canal quântico.

A representação PTM de um canal quântico $n$ -qubit $n$ é um $\mathcal{E}$ -qubit SuperOp $R$ definida com relação à vetorização na base de Pauli em vez da vetorização de coluna. Os elementos do PTM $R$ são dados por

R

em que $[P_0, P_1, ..., P_{4^{n}-1}]$ é a base de Pauli do $n$ -qubit em ordem lexicográfica.

A evolução de a DensityMatrix $\rho$ com relação ao PTM é dada por

\rho

onde $|A\rangle\!\rangle_P$ denota a vetorização na base de Pauli $\langle i | A\rangle\!\rangle_P = \sqrt{\frac{1}{2^n}} \text{Tr}[P_i A]$ .

Consulte a referência [1] para obter mais detalhes.

Referências

C.J. Madeira, J.D. Biamonte, D.G. Cory, Tensor networks and graphical calculus for open quantum systems (Redes de tensores e cálculo gráfico para sistemas quânticos abertos ), Quant. Inf. Comp. 15, 0579-0811 (2015). arXiv:1111.6950 [quant-ph]

Inicializar um operador de canal quântico PTM.

Parâmetros

data (QuantumCircuit |circuit.instruction.Instruction | BaseOperator | np.ndarray) – dados para inicializar o superoperador.
input_dims (int |tuple | None) – as dimensões do subsistema de entrada.
output_dims (int |tuple | None) – as dimensões do subsistema de saída.

Aumentos

QiskitError - se os dados de entrada não forem um canal N-qubit ou não puderem ser inicializados como um PTM.

Informações adicionais:

Se as dimensões de entrada ou saída forem Nenhuma, elas serão determinadas automaticamente a partir dos dados de entrada. A representação PTM só é válida para canais de N qubit.

Atributos

atol

Valor Padrão: 1e-08

data

Dados de retorno.

dim

Retorna uma tupla (input_shape, output_shape).

num_qubits

Retorna o número de qubits se for um operador N-qubit ou None caso contrário.

qargs

Retorna os qargs do operador.

rtol

Valor Padrão: 1e-05

settings

Configurações de retorno.

Métodos

adjoint

adjoint()

Retorna o canal quântico adjunto.

Nota

Isso é equivalente ao conjugado hermitiano da matriz na representação SuperOp ou seja, para um canal $\mathcal{E}$ , o SuperOp do canal adjunto $\mathcal{E}$ é $S_{\mathcal{E}^\dagger} = S_{\mathcal{E}}^\dagger$ .

compose

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

Retorna a composição do operador com outro PTM.

Parâmetros

Retorna

O PTM composto.

Tipo de retorno

PTM

Aumentos

QiskitError - se outro não puder ser convertido em um operador ou tiver dimensões incompatíveis para os subsistemas especificados.

Nota

Por padrão, a composição (&) é definida como multiplicação de matriz à esquerda para operadores de matriz, enquanto @ (equivalente a dot()) é definida como multiplicação de matriz à direita. Ou seja, A & B == A.compose(B) é equivalente a B @ A == B.dot(A) quando A e B são do mesmo tipo.

A configuração do kwarg front=True muda isso para multiplicação de matriz à direita e é equivalente ao método dot() método A.dot(B) == A.compose(B, front=True).

conjugate

conjugate()

Retorna o canal quântico conjugado.

Nota

Isso é equivalente ao complexo conjugado da matriz na representação SuperOp ou seja, para um canal $\mathcal{E}$ , o SuperOp do canal conjugado $\mathcal{E}$ é $S_{\overline{\mathcal{E}^\dagger}} = \overline{S_{\mathcal{E}}}$ .

copy

copy()

Faça uma cópia profunda do operador atual.

dot

dot(other, qargs=None)

Retorna o operador multiplicado à direita self * other.

Parâmetros

Retorna

A matriz correta multiplicou o Operator.

Tipo de retorno

Nota

O produto escalar pode ser obtido usando o operador binário @ . Portanto, a.dot(b) é equivalente a a @ b.

expand

expand(other)

Retorna o produto tensor de ordem inversa com outro PTM.

Parâmetros

other (PTM) – um objeto PTM.

Retorna

o produto tensorial $b \otimes a$ , onde $a$

é o PTM atual, e $b$ é o outro PTM.

Tipo de retorno

input_dims

input_dims(qargs=None)

Retorna uma tupla de dimensão de entrada para os subsistemas especificados.

is_cp

is_cp(atol=None, rtol=None)

Teste se a matriz de Choi é completamente positiva (CP)

Parâmetros

atol (float | None)
rtol (float | None)

Tipo de retorno

is_cptp

is_cptp(atol=None, rtol=None)

Retorna True se houver preservação de traço completamente positiva (CPTP).

Parâmetros

atol (float | None)
rtol (float | None)

Tipo de retorno

is_tp

is_tp(atol=None, rtol=None)

Teste se um canal está preservando o traço (TP)

Parâmetros

atol (float | None)
rtol (float | None)

Tipo de retorno

is_unitary

is_unitary(atol=None, rtol=None)

Retornará True se QuantumChannel for um canal unitário.

Parâmetros

atol (float | None)
rtol (float | None)

Tipo de retorno

output_dims

output_dims(qargs=None)

Retorna uma tupla de dimensão de saída para os subsistemas especificados.

power

power(n)

Retorna a potência do canal quântico.

Parâmetros

n (float) – o expoente de potência.

Retorna

o canal $\mathcal{{E}} ^n$ .

Tipo de retorno

Aumentos

QiskitError - se as dimensões de entrada e saída do site SuperOp não forem iguais.

Nota

Para expoentes não positivos ou não inteiros, a potência é definida como a potência da matriz da SuperOp representação, ou seja, para um canal $\mathcal{{E}}$ , o SuperOp do canal alimentado $\mathcal{{E}}^n$ é $S_{{\mathcal{{E}}^n}} = S_{{\mathcal{{E}}}}^n$ .

reshape

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

Retorna uma cópia superficial com dimensões reformuladas do subsistema de entrada e saída.

Parâmetros

input_dims (None or tuple) – novas dimensões de entrada do subsistema. Se for None (Nenhum), os dims de entrada originais serão preservados [Padrão: Nenhum].
output_dims (None or tuple) – novas dimensões de saída do subsistema. Se for None (Nenhum), os dims de saída originais serão preservados [Padrão: Nenhum].
num_qubits (None or int) – remodelar para um operador N-qubit [Padrão: Nenhum].

Retorna

retorna self com dimensões de entrada e saída remodeladas.

Tipo de retorno

BaseOperator

Aumentos

QiskitError - se o tamanho combinado de todas as dimensões de entrada do subsistema ou de saída do subsistema não for constante.

tensor

tensor(other)

Retorna o produto tensorial com outro PTM.

Parâmetros

other (PTM) – um objeto PTM.

Retorna

o produto tensorial $a \otimes b$ , onde $a$

é o PTM atual, e $b$ é o outro PTM.

Tipo de retorno

Nota

O produto tensor pode ser obtido usando o operador binário ^ . Portanto, a.tensor(b) é equivalente a a ^ b.

to_instruction

to_instruction()

Converta para uma instrução de circuito Kraus ou UnitaryGate.

Se o canal for unitário, ele será adicionado como uma porta unitária; caso contrário, será adicionado como uma instrução do simulador kraus.

Retorna

Uma instrução kraus para o canal.

Tipo de retorno

qiskit.circuit.Instruction

Aumentos

QiskitError - se os dados de entrada não forem um canal quântico CPTP de N qubits.

to_operator

to_operator()

Tente converter o canal em um operador de representação unitária.

Tipo de retorno

transpose

transpose()

Retorna o canal quântico de transposição.

Nota

Isso equivale à transposição da matriz na SuperOp representação, ou seja, para um canal $\mathcal{E}$ , a transposição SuperOp do canal $\mathcal{E}$ é $S_{\mathcal{E}^T} = S_{\mathcal{E}}^T$ .

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