Tổng hợp nhiều mạch lượng tử trong chương trình lượng tử đơn trong QISKit

Tôi đã tự hỏi nếu có một cách để soạn một chương trình với nhiều mạch lượng tử mà không có thanh ghi được khởi tạo lại ở cho mỗi mạch.$0$

Cụ thể, tôi muốn chạy một mạch lượng tử thứ hai sau khi chạy mạch thứ nhất, như trong ví dụ này:

qp = QuantumProgram()
qr = qp.create_quantum_register('qr',2)
cr = qp.create_classical_register('cr',2)

qc1 = qp.create_circuit('B1',[qr],[cr])
qc1.x(qr)

qc1.measure(qr[0], cr[0])
qc1.measure(qr[1], cr[1])

qc2 = qp.create_circuit('B2', [qr], [cr])
qc2.x(qr)
qc2.measure(qr[0], cr[0])
qc2.measure(qr[1], cr[1])

#qp.add_circuit('B1', qc1)
#qp.add_circuit('B2', qc2)

pprint(qp.get_qasms())

result = qp.execute()

print(result.get_counts('B1'))
print(result.get_counts('B2'))

Thật không may, những gì tôi nhận được là kết quả tương tự cho hai lần chạy (tức là số đếm 11cho B1và B2thay vì 11và 00cho lần thứ hai, như thể B2được chạy trên trạng thái hoàn toàn mới được khởi tạo 00sau đó B1.

Trong Qiskit, bạn có thể kết hợp hai mạch để tạo ra một mạch lớn hơn. Bạn có thể làm điều này đơn giản bằng cách sử dụng +toán tử trên các mạch.

Đây là chương trình của bạn được viết lại để minh họa điều này (lưu ý: bạn cần phiên bản mới nhất của Qiskit cho việc này, nâng cấp với pip install -U qiskit).

from qiskit import *
qr = QuantumRegister(2)
cr = ClassicalRegister(2)
qc1 = QuantumCircuit(qr, cr)
qc1.x(qr)

qc2 = QuantumCircuit(qr, cr)
qc2.x(qr)

qc3 = qc1 + qc2

Bạn có thể thấy rằng qc3 là sự kết hợp của q1 và q2.

print(qc3.qasm())

Sản lượng:

OPENQASM 2.0;
include "qelib1.inc";
qreg q0[2];
creg c0[2];
x q0[0];
x q0[1];
x q0[0];
x q0[1];

Bây giờ, bạn dường như muốn thăm dò trạng thái hai lần: một lần khi qc1 kết thúc và một lần khi qc2 kết thúc. Bạn có thể làm điều này trong một trình giả lập bằng cách chèn snapshotcác lệnh. Điều này sẽ lưu statevector tại một điểm nhất định trong mạch. Nó không sụp đổ nhà nước.

from qiskit.extensions.simulator import *
qc1.snapshot('0')    # save the snapshot in slot "0"
qc2.snapshot('1')    # save the snapshot in slot "1"
qc2.measure(qr, cr)  # measure to get final counts

qc3 = qc1 + qc2

Bây giờ bạn có thể thực hiện qc3trên một trình giả lập.

job = execute(qc3, 'local_qasm_simulator')
result = job.result()
print(result.get_snapshot('0'))
print(result.get_snapshot('1'))
print(result.get_counts())

Năng suất: [0. + 0.j 0. + 0.j 0. + 0.j 1. + 0.j] [1. + 0.j 0. + 0.j 0. + 0.j 0. + 0.j] {'00': 1024}

Vì vậy, nhà nước trở lại | 00> như mong đợi.

Khi bạn thực hiện phép đo, hàm sóng của trạng thái lượng tử / thanh ghi sẽ sụp đổ và nó mất bản chất lượng tử. Nó không có ý nghĩa để áp dụng một mạch khác trên nó.