可变量子逻辑门

要在VQNet中使用量子操作 qop 或 qop_pmeasure ，就必须要包含可变量子线路(VQC)，而可变量子逻辑门则是构成 VQC 的基本单位。 可变量子逻辑门(VariationalQuantumGate，别名: VQG)，内部维护着一组变量参数以及一组常量参数。 在构造 VQG 的时候只能对其中一组参数进行赋值。若含有一组常量参数，则可以通过 VQG 生成含确定参数的普通量子逻辑门, 若含有变量参数，则可以动态修改参数值，并生成对应的参数的普通量子逻辑门。

目前在QPanda::Variational中定义了如下可变量子逻辑门，它们都继承自 VQG 。

VQG 别名
VariationalQuantumGate_I VQG_I
VariationalQuantumGate_H VQG_H
VariationalQuantumGate_X VQG_X
VariationalQuantumGate_X1 VQG_X1
VariationalQuantumGate_RX VQG_RX
VariationalQuantumGate_Y VQG_Y
VariationalQuantumGate_Y1 VQG_Y1
VariationalQuantumGate_RY VQG_RY
VariationalQuantumGate_Z VQG_Z
VariationalQuantumGate_Z1 VQG_Z1
VariationalQuantumGate_RZ VQG_RZ
VariationalQuantumGate_S VQG_S
VariationalQuantumGate_T VQG_T
VariationalQuantumGate_U1 VQG_U1
VariationalQuantumGate_U2 VQG_U2
VariationalQuantumGate_RPhi VQG_RPhi
VariationalQuantumGate_U3 VQG_U3
VariationalQuantumGate_U4 VQG_U4
VariationalQuantumGate_CZ VQG_CZ
VariationalQuantumGate_CNOT VQG_CNOT
VariationalQuantumGate_SWAP VQG_SWAP
VariationalQuantumGate_iSWAP VQG_iSWAP
VariationalQuantumGate_SqiSWAP VQG_SqiSWAP
VariationalQuantumGate_CR VQG_CR
VariationalQuantumGate_CU VQG_CU
VariationalQuantumGate_CRX VQG_CRX
VariationalQuantumGate_CRY VQG_CRY
VariationalQuantumGate_CRZ VQG_CRZ
VariationalQuantumGate_SpecialA VQG_A

接口介绍

我们可以通过可变量子逻辑门的别名，来使用可变量子逻辑门。我们可以向需要传入参数的可变量子逻辑门中传入变量参数， 例如我们对可变量子逻辑门RX和RY传入变量参数x和y。也可以对可变量子逻辑门传入常量参数，例如RZ我们传入了一个常量参数0.12。 我们可以通过修改变量的参数，从而来改变可变量子逻辑门中的参数。

MatrixXd m1(1, 1);
MatrixXd m2(1, 1);
m1(0, 0) = 1;
m2(0, 0) = 2;

var x(m1);
var y(m2);

VQC vqc;
vqc.insert(VQG_H(q[0]));
vqc.insert(VQG_RX(q[0], x));
vqc.insert(VQG_RY(q[1], y));
vqc.insert(VQG_RZ(q[0], 0.12));
vqc.insert(VQG_CZ(q[0], q[1]));
vqc.insert(VQG_CNOT(q[0], q[1]));

QCircuit circuit1 = vqc.feed();

m1(0, 0) = 3;
m2(0, 0) = 4;

x.setValue(m1);
y.setValue(m2);

QCircuit circuit2 = vqc.feed();

实例

#include "QPanda.h"
#include "Variational/var.h"

int main()
{
    using namespace QPanda;
    using namespace QPanda::Variational;

    constexpr int qnum = 2;

    QuantumMachine *machine = initQuantumMachine(CPU);
    auto q = machine->qAllocMany(qnum);

    MatrixXd m1(1, 1);
    MatrixXd m2(1, 1);
    m1(0, 0) = 1;
    m2(0, 0) = 2;

    var x(m1);
    var y(m2);

    VQC vqc;
    vqc.insert(VQG_H(q[0]));
    vqc.insert(VQG_RX(q[0], x));
    vqc.insert(VQG_RY(q[1], y));
    vqc.insert(VQG_RZ(q[0], 0.123));
    vqc.insert(VQG_CZ(q[0], q[1]));
    vqc.insert(VQG_CNOT(q[0], q[1]));

    QCircuit circuit = vqc.feed();
    QProg prog;
    prog << circuit;

    std::cout << convert_qprog_to_originir(prog, machine) << std::endl << std::endl;

    m1(0, 0) = 3;
    m2(0, 0) = 4;

    x.setValue(m1);
    y.setValue(m2);

    QCircuit circuit2 = vqc.feed();
    QProg prog2;
    prog2 << circuit2;

    std::cout << convert_qprog_to_originir(prog2,machine) << std::endl;

    return 0;
}
_images/VQG_Example.png