paddle_quantum.gate.matrix

门的矩阵实现。

以下是单比特量子门的矩阵。

h_gate(dtype=None)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}H=\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ 1& -1\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

dtype (str, optional) – 此矩阵的类型，默认值为 'None'。

返回:

H 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

s_gate(dtype=None)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}S=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& i\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

dtype (str, optional) – 此矩阵的类型，默认值为 'None'。

返回:

S 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

sdg_gate(dtype=None)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}{S}^{†}=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& -i\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

dtype (str, optional) – 此矩阵的类型，默认值为 'None'。

返回:

$S^{†}$ 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

t_gate(dtype=None)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}T=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& e^{\frac{i\pi }{4}}\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

dtype (str, optional) – 此矩阵的类型，默认值为 'None'。

返回:

T 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

tdg_gate(dtype=None)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}{T}^{†}=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& e^{-\frac{i\pi }{4}}\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

dtype (str, optional) – 此矩阵的类型，默认值为 'None'。

返回:

$T^{†}$ 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

x_gate(dtype=None)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}X=\left[\begin{array}{cc}0& 1\\ 1& 0\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

dtype (str, optional) – 此矩阵的类型，默认值为 'None'。

返回:

X 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

y_gate(dtype=None)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}Y=\left[\begin{array}{cc}0& -i\\ i& 0\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

dtype (str, optional) – 此矩阵的类型，默认值为 'None'。

返回:

Y 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

z_gate(dtype=None)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}Z=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& -1\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

dtype (str, optional) – 此矩阵的类型，默认值为 'None'。

返回:

Z 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

p_gate(theta)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}P=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& e^{i\theta }\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

theta (paddle.Tensor) – P 门的参数。

返回:

P 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

rx_gate(theta)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}{R}_X=\left[\begin{array}{cc}\cos \frac{\theta }{2}& -i\sin \frac{\theta }{2}\\ -i\sin \frac{\theta }{2}& \cos \frac{\theta }{2}\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

theta (paddle.Tensor) – $R_X$ 门的参数。

返回:

$R_X$ 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

ry_gate(theta)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}{R}_Y=\left[\begin{array}{cc}\cos \frac{\theta }{2}& -\sin \frac{\theta }{2}\\ \sin \frac{\theta }{2}& \cos \frac{\theta }{2}\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

theta (paddle.Tensor) – $R_Y$ 门的参数。

返回:

$R_Y$ 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

rz_gate(theta)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}{R}_Z=\left[\begin{array}{cc}{e}^{-i\frac{\theta }{2}}& 0\\ 0& e^{i\frac{\theta }{2}}\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

theta (paddle.Tensor) – $R_Z$ 门的参数。

返回:

$R_Z$ 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

u3_gate(theta)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}{U}_3(\theta ,\varphi ,\lambda )=\left[\begin{array}{cc}\cos \frac{\theta }{2}& -e^{i\lambda }\sin \frac{\theta }{2}\\ e^{i\varphi }\sin \frac{\theta }{2}& e^{i(\varphi +\lambda )}\cos \frac{\theta }{2}\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

theta (paddle.Tensor) – $U_3$ 门的参数。

返回:

$U_3$ 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

以下是多量子比特门的矩阵

cnot_gate(dtype)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{rl}CNOT& =|0⟩⟨0|\otimes I+|1⟩⟨1|\otimes X\\ & =\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 0& 1\\ 0& 0& 1& 0\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

dtype (str, optional) – 此矩阵的类型，默认值为 'None'。

返回:

CNOT 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

cy_gate(dtype)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{rl}CY& =|0⟩⟨0|\otimes I+|1⟩⟨1|\otimes Y\\ & =\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 0& -i\\ 0& 0& i& 0\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

dtype (str, optional) – 此矩阵的类型，默认值为 'None'。

返回:

CY 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

cz_gate(dtype)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{rl}CZ& =|0⟩⟨0|\otimes I+|1⟩⟨1|\otimes Z\\ & =\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& -1\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

dtype (str, optional) – 此矩阵的类型，默认值为 'None'。

返回:

CZ 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

swap_gate(dtype)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}SWAP=\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

dtype (str, optional) – 此矩阵的类型，默认值为 'None'。

返回:

SWAP 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

cp_gate(theta)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}CP=\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& e^{i\theta }\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

theta (paddle.Tensor) – CP 门的参数。

返回:

CP 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

crx_gate(theta)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{rl}C{R}_X& =|0⟩⟨0|\otimes I+|1⟩⟨1|\otimes R_X\\ & =\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& \cos \frac{\theta }{2}& -i\sin \frac{\theta }{2}\\ 0& 0& -i\sin \frac{\theta }{2}& \cos \frac{\theta }{2}\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

theta (paddle.Tensor) – $C{R}_X$ 门的参数。

返回:

$C{R}_X$ 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

cry_gate(theta)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{rl}C{R}_Y& =|0⟩⟨0|\otimes I+|1⟩⟨1|\otimes R_Y\\ & =\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& \cos \frac{\theta }{2}& -\sin \frac{\theta }{2}\\ 0& 0& \sin \frac{\theta }{2}& \cos \frac{\theta }{2}\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

theta (paddle.Tensor) – $C{R}_Y$ 门的参数。

返回:

$C{R}_Y$ 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

crz_gate(theta)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{rl}C{R}_Z& =|0⟩⟨0|\otimes I+|1⟩⟨1|\otimes R_Z\\ & =\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& \cos \frac{\theta }{2}& -\sin \frac{\theta }{2}\\ 0& 0& \sin \frac{\theta }{2}& \cos \frac{\theta }{2}\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

theta (paddle.Tensor) – $C{R}_Z$ 门的参数。

返回:

$C{R}_Z$ 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

cu_gate(theta)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{rl}CU& =\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& \cos \frac{\theta }{2}& -e^{i\lambda }\sin \frac{\theta }{2}\\ 0& 0& e^{i\varphi }\sin \frac{\theta }{2}& e^{i(\varphi +\lambda )}\cos \frac{\theta }{2}\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

theta (paddle.Tensor) – CU 门的参数。

返回:

CU 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

rxx_gate(theta)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}RXX(\theta )=\left[\begin{array}{cccc}\cos \frac{\theta }{2}& 0& 0& -i\sin \frac{\theta }{2}\\ 0& \cos \frac{\theta }{2}& -i\sin \frac{\theta }{2}& 0\\ 0& -i\sin \frac{\theta }{2}& \cos \frac{\theta }{2}& 0\\ -i\sin \frac{\theta }{2}& 0& 0& \cos \frac{\theta }{2}\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

theta (paddle.Tensor) – RXX 门的参数。

返回:

RXX 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

ryy_gate(theta)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}RYY(\theta )=\left[\begin{array}{cccc}\cos \frac{\theta }{2}& 0& 0& i\sin \frac{\theta }{2}\\ 0& \cos \frac{\theta }{2}& -i\sin \frac{\theta }{2}& 0\\ 0& -i\sin \frac{\theta }{2}& \cos \frac{\theta }{2}& 0\\ i\sin \frac{\theta }{2}& 0& 0& cos\frac{\theta }{2}\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

theta (paddle.Tensor) – RYY 门的参数。

返回:

RYY 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

rzz_gate(theta)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}RZZ(\theta )=\left[\begin{array}{cccc}{e}^{-i\frac{\theta }{2}}& 0& 0& 0\\ 0& e^{i\frac{\theta }{2}}& 0& 0\\ 0& 0& e^{i\frac{\theta }{2}}& 0\\ 0& 0& 0& e^{-i\frac{\theta }{2}}\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

theta (paddle.Tensor) – RZZ 门的参数。

返回:

RZZ 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

ms_gate(dtype)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}\mathit{MS}={\mathit{R}}_{\mathit{XX}}(-\frac{\pi }{2})=\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& i\\ 0& 1& i& 0\\ 0& i& 1& 0\\ i& 0& 0& 1\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

dtype (str, optional) – 此矩阵的类型，默认值为 'None'。

返回:

MS 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

cswap_gate(dtype)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}CSWAP=\left[\begin{array}{cccccccc}1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

dtype (str, optional) – 此矩阵的类型，默认值为 'None'。

返回:

CSWAP 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

toffoli_gate(dtype)

生成矩阵

$$\begin{array}{r}\begin{array}{c}Toffoli=\left[\begin{array}{cccccccc}1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

dtype (str, optional) – 此矩阵的类型，默认值为 'None'。

返回:

Toffoli 门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

universal2_gate(theta)

参数:

theta (paddle.Tensor) – 两量子比特通用门参数。

返回:

两量子比特通用门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor

universal3_gate(theta)

参数:

theta (paddle.Tensor) – 三量子比特通用门参数。

返回:

三量子比特通用门的矩阵。

返回类型:

paddle.Tensor