paddle_quantum.gate.multi_qubit_gate

多量子比特门的类的功能实现。

class CNOT(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1)

基类：paddle_quantum.gate.base.Gate

CNOT 门。

对于两量子比特的量子电路，当 qubits_idx 为 [0, 1] 时，其矩阵形式为：

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

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

class CX(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1)

基类：paddle_quantum.gate.base.Gate

同 CNOT。

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

class CY(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1)

基类：paddle_quantum.gate.base.Gate

受控 Y 门。

对于两量子比特的量子电路，当 qubits_idx 为 [0, 1] 时，其矩阵形式为：

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

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

class CZ(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1)

基类：paddle_quantum.gate.base.Gate

受控 Z 门。

对于两量子比特的量子电路，当 qubits_idx 为 [0, 1] 时，其矩阵形式为：

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

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

class SWAP(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1)

基类：paddle_quantum.gate.base.Gate

SWAP 门。

其矩阵形式为：

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

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

class CP(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1, param=None, param_sharing=False)

基类：paddle_quantum.gate.base.ParamGate

受控 P 门。

对于两量子比特的量子电路，当 qubits_idx 为 [0, 1] 时，其矩阵形式为：

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

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

• param (Union[paddle.Tensor, float], optional) – 量子门参数，默认为 None。

• param_sharing (bool, optional) – 同一层中的量子门是否共享参数，默认为 False。

抛出:

ValueError – param 须为 paddle.Tensor 或 float。

class CRX(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1, param=None, param_sharing=False)

基类：paddle_quantum.gate.base.ParamGate

关于 x 轴的受控单量子比特旋转门。

对于两量子比特的量子电路，当 qubits_idx 为 [0, 1] 时，其矩阵形式为：

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

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

• param (Union[paddle.Tensor, float], optional) – 量子门参数，默认为 None。

• param_sharing (bool, optional) – 同一层中的量子门是否共享参数，默认为 False。

抛出:

ValueError – param 须为 paddle.Tensor 或 float。

class CRY(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1, param=None, param_sharing=False)

基类：paddle_quantum.gate.base.ParamGate

关于 y 轴的受控单量子比特旋转门。

对于两量子比特的量子电路，当 qubits_idx 为 [0, 1] 时，其矩阵形式为：

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

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

• param (Union[paddle.Tensor, float], optional) – 量子门参数，默认为 None。

• param_sharing (bool, optional) – 同一层中的量子门是否共享参数，默认为 False。

抛出:

ValueError – param 须为 paddle.Tensor 或 float。

class CRZ(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1, param=None, param_sharing=False)

基类：paddle_quantum.gate.base.ParamGate

关于 z 轴的受控单量子比特旋转门。

对于两量子比特的量子电路，当 qubits_idx 为 [0, 1] 时，其矩阵形式为：

$$\begin{array}{r}\begin{array}{rl}C{R}_Z& =|0⟩⟨0|\otimes I+|1⟩⟨1|\otimes R_Z\\ & =\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& e^{i\theta }\end{array}\right]\end{array}\end{array}$$

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

• param (Union[paddle.Tensor, float], optional) – 量子门参数，默认为 None。

• param_sharing (bool, optional) – 同一层中的量子门是否共享参数，默认为 False。

抛出:

ValueError – param 须为 paddle.Tensor 或 float。

class CU(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1, param=None, param_sharing=False)

基类：paddle_quantum.gate.base.ParamGate

受控单量子比特旋转门。

对于两量子比特的量子电路，当 qubits_idx 为 [0, 1] 时，其矩阵形式为：

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

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

• param (Union[paddle.Tensor, float], optional) – 量子门参数，默认为 None。

• param_sharing (bool, optional) – 同一层中的量子门是否共享参数，默认为 False。

抛出:

ValueError – param 须为 paddle.Tensor 或 float。

class RXX(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1, param=None, param_sharing=False)

基类：paddle_quantum.gate.base.ParamGate

RXX 门。

其矩阵形式为：

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

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

• param (Union[paddle.Tensor, float], optional) – 量子门参数，默认为 None。

• param_sharing (bool, optional) – 同一层中的量子门是否共享参数，默认为 False。

抛出:

ValueError – param 须为 paddle.Tensor 或 float。

class RYY(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1, param=None, param_sharing=False)

基类：paddle_quantum.gate.base.ParamGate

RYY 门。

其矩阵形式为：

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

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

• param (Union[paddle.Tensor, float], optional) – 量子门参数，默认为 None。

• param_sharing (bool, optional) – 同一层中的量子门是否共享参数，默认为 False。

抛出:

ValueError – param 须为 paddle.Tensor 或 float。

class RZZ(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1, param=None, param_sharing=False)

基类：paddle_quantum.gate.base.ParamGate

RZZ 门。

其矩阵形式为：

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

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

• param (Union[paddle.Tensor, float], optional) – 量子门参数，默认为 None。

• param_sharing (bool, optional) – 同一层中的量子门是否共享参数，默认为 False。

抛出:

ValueError – param 须为 paddle.Tensor 或 float。

class MS(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1)

基类：paddle_quantum.gate.base.Gate

用于离子阱设备的 Mølmer-Sørensen (MS) 门。

其矩阵形式为：

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

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

class CSWAP(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1)

基类：paddle_quantum.gate.base.Gate

CSWAP (Fredkin) 门。

其矩阵形式为：

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

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

class Toffoli(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1)

基类：paddle_quantum.gate.base.Gate

Toffoli 门。

其矩阵形式为：

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

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

class UniversalTwoQubits(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1, param=None, param_sharing=False)

基类：paddle_quantum.gate.base.ParamGate

两量子比特通用门，该通用门需要 15 个参数。

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

• param (Union[paddle.Tensor, float], optional) – 量子门参数，默认为 None。

• param_sharing (bool, optional) – 同一层中的量子门是否共享参数，默认为 False。

抛出:

ValueError – param 须为 paddle.Tensor 或 float。

class UniversalThreeQubits(qubits_idx='cycle', num_qubits=None, depth=1, param=None, param_sharing=False)

基类：paddle_quantum.gate.base.ParamGate

三量子比特通用门，该通用门需要 81 个参数。

参数:

• qubits_idx (Union[Iterable, str], optional) – 作用在的量子比特的编号，默认为 'cycle'。

• num_qubits (int, optional) – 总的量子比特个数，默认为 None。

• depth (int, optional) – 层数，默认为 1。

• param (Union[paddle.Tensor, float], optional) – 量子门参数，默认为 None。

• param_sharing (bool, optional) – 同一层中的量子门是否共享参数，默认为 False。

抛出:

ValueError – param 须为 paddle.Tensor 或 float。