pyqcs 2.4.0

目录

• Links
• What Is PyQCS?
• Using PyQCS
• Built-in Gates
• TODOs

Links

• the github repository
• the pypi repository
• some examples on github

What Is PyQCS?

PyQCS是一个为物理而构建的量子计算模拟器。它目前的特点是 两个用于不同目的的模拟器后端，以及一种构造电路的方法 以相对可读的方式。在

默认情况下，PyQCS使用相对较慢的模拟器后端，使用密集状态 存储在NumPy数组中的向量。NumPy实现了NumPy。 因为状态被实现为NumPy数组，所以 与其他模拟器相比的开销。请注意，任何使用dense的实现 状态向量的数量呈指数增长。所以这个 模拟器后端被限制在30以下的qbit数字为合理 性能。对于需要更多Qbit的模拟，我们建议使用高 性能框架，例如GPT’s QIS module。在

第二个后端使用图形化的状态表示（例如，请参见 arXiv:quant-ph/0504117）哪个 允许模拟稳定器状态和电路。图形 模拟器相当快，特别是它不显示指数 Qbit数量的增长。图形状态可用作 pyqcs.graph.state.GraphState。在

与其他模拟器不同，PyQCS关注的是状态：用户从一个状态开始，修改 状态（使用电路），然后查看状态或从状态采样。 当调试电路或考虑 身体问题。然而，它减慢了计算速度。在

Using PyQCS

为了进行一些计算，我们必须建立一个量子电路并将其应用于一个状态。 使用pyqcs.State.new_zero_state(<number of qbits>)创建状态。在

电路是由基本门（参见Built-in Gates）连接而成的 一起使用|运算符：

from pyqcs import H, CX, X

circuit = H(0) | CX(1, 0) | X(1)

|的用法类似于UNIX管道：门从左到右应用 正确的。这与费曼量子电路图是一致的。在

Note：上面的电路将具有以下矩阵表示：

使用乘法将电路应用于某个状态：

from pyqcs import State

state = State.new_zero_state(2)
resulting_state = circuit * state

v2.2.0中的新功能是circuitpng函数，它允许将电路显示为png （使用pdflatex实现和imagemagick）：

from pyqcs import H, CX, circuitpng
circuit = (H(1) | H(2)) | CX(2, 1) | (H(1) | H(2))
circuitpng(circuit)

Built-in Gates

PyQCS目前有以下内置门：

X

Pauli-X或不是gate。翻转相应的qbit。

H

哈达玛门。

C = CX

CNOT（受控非）门。如果设置了控制qbit，则翻转实际qbit。

R

R，Rz或R_phi，旋转门。围绕给定的角度旋转相应的qbit。

M

测量门：该门测量相应的门，折叠波函数 并将结果存储在状态的经典部分。

Z

保利Z大门。

B = CZ

受控Z门。

TODOs

• 添加pyqcs.state.state.BasicState的子类，该子类具有改进的__str__方法。在
• 写很多文件。在
• 添加更多测试。在
• 添加一个NoisyGateListExecutor允许实现噪声模型。在
• 允许图形状态彼此相乘以计算重叠。在
• 添加一种使用图形状态作为压缩基础状态的方法。在
• 添加一个快速密集状态向量模拟器。在
• 添加了一种将电路导出到GPT的QIS模块的方法。在