Я использовал язык программирования Cirq для программирования однокубитных вентилей после изучения главы 6 Квантовые вентили Квантовые вычисления как модуль средней школы.»
Делая это, я смог создать квантовую схему, которая реализовала X Gate и Adamard Gate, используя язык Cirq. В этом сообщении блога я объясню функции ворот Адамара и X Gate и как их запрограммировать с помощью Cirq.
Кубиты имеют два определенных состояния, 0 или 1, а также состояние суперпозиции. В суперпозиции кубиты не равны ни 0, ни 1, а оба. Суперпозиция имеет определенную вероятность быть равной 0 или 1. При измерении кубита в суперпозиции суперпозиция кубита рухнет, и кубит попадет в одно из определенных состояний, основанных на вероятностях суперпозиции.
Давайте сначала посмотрим на ворота Адамара.
Ворота Адамара используются для перевода кубитов в состояние суперпозиции. Когда ворота Адамара применяются к кубиту, кубит помещается в суперпозицию с вероятностью 50/50 снова вернуться в 0 или 1 при измерении. Еще одна вещь, которую следует отметить в отношении ворот Адамара, заключается в том, что, применяя их дважды к кубиту, вы можете восстановить исходное состояние кубита. Таким образом, если кубит стартовал в состоянии 1 и последовательно были применены 2 вентиля Адамара, то кубит будет измеряться как 1 100 % времени.
Используя язык Google Cirq, я смог создать набор 50/50 шансов быть 0 или 1, просто применив один вентиль Адамара, который помещает кубит в суперпозицию, а затем измеряя кубит. Код и пример вывода показаны ниже:
Далее я расскажу о X Gate.
Первая и, вероятно, основная функция этого вентиля заключается в том, что он используется для переворачивания определенного состояния кубита. Таким образом, если кубит изначально равен 0, то он станет равным 1 после того, как к кубиту будет применен X Gate. Вторая функция X Gate заключается в том, что он может инвертировать вероятности попадания кубита в определенное состояние, когда кубит находится в суперпозиции. Например, если кубит находился в суперпозиции с 30-процентной вероятностью попадания в 0 и 70-процентной вероятностью попадания в 1, применение X Gate к кубиту в суперпозиции изменит вероятность падения кубита в 0 до 70 %. , а вероятность попадания кубита в 1 составит 30%.
С X Gate вы можете производить выход только 0 или 1 в 100% случаев. Я сделал это, применив X Gate к кубиту, который меняет состояние с 0 на 1 и наоборот. В качестве альтернативы я мог бы также применить два вентиля Адамара к кубиту, который всегда будет восстанавливать исходное состояние кубита, чему я научился в ходе курса. Код и пример вывода показаны ниже:
