python - numpy python 上的 CNOT 量子门

Question

首先，我为我的任何错误道歉，英语不是我的母语。

好的，所以我必须在不使用任何量子库的情况下在 python 中实现量子隐形传态，仅使用线性代数，我已经实现了一种获得 Hadamard 和 PauliX 的方法，我正在努力获得 q1 和 q2 之间的 CNOT 门以及 q0 和 q1 之间的 CNOT 门，我还需要一种方法来测量图像中的最终结果，我已经知道 CNOT 门是一个 8*8 矩阵，在另一篇文章中我可以看到该矩阵是什么，但我不知道获得它的步骤矩阵，同样作为一个加号，我也需要实现 cz 门。

Answer 1

我不知道你是否在使用 Qiskit。我从未使用 Numpy 绘制 Qauntum 电路。 Qiskit 是一个在 Python 中进行量子编程的框架。我使用 Qiskit 创建这种类型的电路。下面是一个例子:

from qiskit import *
from qiskit.circuit import Gate

n = 3
qr = QuantumRegister(n, 'q')
an = QuantumRegister(1, 'ancilla')
cr = ClassicalRegister(1, 'c')

circuit = QuantumCircuit(an, qr, cr)

circuit.h(qr[2])
circuit.cx(qr[2], qr[1])
circuit.cx(qr[1], qr[0])
circuit.cz(qr[1], qr[2])
circuit.cy(qr[1], qr[2])
circuit.x(qr[1])
circuit.swap(qr[0], qr[1])
circuit.barrier(qr)
circuit.cu1("Pi", an[0], qr[1])
circuit.cu1("Pi/3", an[0], qr[0]) 
circuit.swap(qr[0], qr[1])
circuit.x(qr[1])
circuit.cx(qr[1], qr[0])
circuit.cx(qr[2], qr[1])
circuit.measure(qr[0], cr[0])

circuit.draw(output='mpl')

此代码将生成以下电路:



在这里，我试图涵盖 Qiskit 中所有最重要的门和功能。我希望你会发现这很有用。如果它有用，请不要忘记点击upvote按钮。快乐量子计算。 :)