Propagação

circuit_to_rotation_gates(circuit)

Converte o circuito fornecido em uma representação intermediária.

Suporta portas de rotação de Pauli (“rx/rxx”, “ry/ryy”, “rz/rzz”, ‘PauliEvolutionGate’ ) e canais de erro de Pauli-Lindblad, especificados como instruções “ PauliLindbladError ”.

Parâmetros

circuit (QuantumCircuit) –

O circuito a ser convertido. Pode conter rotações de Pauli (rx/rxx, ry/ryy, rz/rzz, PauliEvolutionGate ) e, opcionalmente, instruções d PauliLindbladError.

Retorna

Uma instância RotationGates , caso o circuito não contenha PauliLindbladError instruções; caso contrário, é retornada uma instância NoisyRotationGates .

Aumentos

ValueError – quando é encontrado um portão não compatível em circuit.

Tipo de retorno

RotationGates | NoisyRotationGates

propagate_through_rotation_gates(operator, rot_gates, max_terms, atol, frame)

Propagar um operador de Pauli esparso, $O$, por um circuito (representado em rot_gates), $U$.

Para a propagação de Schrödinger: $U O U^{\dagger}$. Para a propagação de Heisenberg: $U^{\dagger} O U$.

Se for rot_gates uma NoisyRotationGates instância, o operador será propagado por cada gerador de ruído. O coeficiente associado a cada termo em $c_i$operator será amortecido de acordo com a taxa de cada gerador de erro anticomutativo, $r_i$ : $c_i *= exp(-2.0 * r_i)$.

Em geral, a memória e o tempo necessários para a propagação por um circuito aumentam exponencialmente com o número de operações no circuito, devido ao crescimento exponencial do número de termos do operador na base de Pauli. Para regular essa dificuldade exponencial, pode-se truncar os termos de Pauli de pequena magnitude (ou seja, definir seus valores como zero), o que resulta em um viés proporcional às magnitudes dos termos truncados. Após a propagação por cada operação do circuito, os termos são truncados em relação a dois parâmetros:

• Apenas os maiores max_terms componentes de Pauli são mantidos; quaisquer termos menores serão truncados. Essa opção permite estimar com antecedência quanto tempo e memória serão suficientes para o cálculo.
• Os termos com magnitudes menores que atol são truncados (definidos como zero).

Parâmetros

• operator (SparsePauliOp) – O operador a ser propagado
• rot_gates (RotationGates | NoisyRotationGates) – Um circuito representado na forma de RotationGates.
• max_terms (int) – O número máximo de termos que o operador pode conter à medida que é propagado
• atol (float) – Os termos cujos coeficientes tenham magnitudes menores do que essa não serão adicionados ao operador à medida que ele for propagado. Este parâmetro não garante a precisão do operador retornado.
• frame (str) –s para a evolução de Schrödinger h para a evolução de Heisenberg

Retorna

O operador evoluído e a norma 1 de todos os coeficientes truncados.

Aumentos

• ValueError – não frame é nem nem h s.
• ValueError – é atol negativo.
• ValueError – não max_terms é positivo.

Tipo de retorno

tupla [ SparsePauliOp, float ]

propagate_through_circuit(operator, circuit, max_terms, atol, frame)

Propagar um operador de Pauli esparso, $O$, por um circuito, $U$.

Suporta portas de rotação de Pauli (“rx/rxx”, “ry/ryy”, “rz/rzz”, ‘PauliEvolutionGate’ ) e canais de erro de Pauli-Lindblad, especificados como instruções “ PauliLindbladError ”.

Para a propagação de Schrödinger: $U O U^{\dagger}$. Para a propagação de Heisenberg: $U^{\dagger} O U$.

Se houver circuit instruções de ruído de Pauli-Lindblad, o operador será propagado por cada gerador de ruído. O coeficiente associado a cada termo em $c_i$operator será amortecido de acordo com a taxa de cada gerador de erro anticomutativo, $r_i$ : $c_i *= exp(-2.0 * r_i)$.

Em geral, a memória e o tempo necessários para a propagação por um circuito aumentam exponencialmente com o número de operações no circuito, devido ao crescimento exponencial do número de termos do operador na base de Pauli. Para regular essa dificuldade exponencial, pode-se truncar os termos de Pauli de pequena magnitude (ou seja, definir seus valores como zero), o que resulta em um viés proporcional às magnitudes dos termos truncados. Após a propagação por cada operação do circuito, os termos são truncados em relação a dois parâmetros:

• Apenas os maiores max_terms componentes de Pauli são mantidos; quaisquer termos menores serão truncados. Essa opção permite estimar com antecedência quanto tempo e memória serão suficientes para o cálculo.
• Os termos com magnitudes menores que atol são truncados (definidos como zero).

Parâmetros

• operator (SparsePauliOp) – O operador a ser propagado
• circuit (QuantumCircuit) – O circuito pelo qual o operador será propagado
• max_terms (int) – O número máximo de termos que o operador pode conter à medida que é propagado
• atol (float) – Os termos cujos coeficientes tenham magnitudes menores do que essa não serão adicionados ao operador à medida que ele for propagado. Este parâmetro não garante a precisão do operador retornado.
• frame (str) –s para a evolução de Schrödinger h para a evolução de Heisenberg

Retorna

O operador aprimorado

Aumentos

• ValueError – não frame é nem nem h s.
• ValueError – é atol negativo.
• ValueError – não max_terms é positivo.

Tipo de retorno

tupla [ SparsePauliOp, float ]

propagate_through_operator(op1, op2, max_terms=None, coerce_op1_traceless=False, num_leading_terms=0, frame='s', atol=0.0, search_step=4)

Realizar a propagação de uma operadora, op1 ou $O$, por meio de outra operadora, op2 ou $U$.

Para a evolução de Schrödinger: $U O U^{\dagger}$.

Para a evolução de Heisenberg: $U^{\dagger} O U$.

A evolução é realizada na base de Pauli somando-se termos da forma $U_i O_j U_k$ (ignorando o símbolo de cruz, ver nota abaixo). O número desses termos é cúbico em relação ao tamanho do operador (len( op1 ) * len( op2 )**2) e, em geral, incluirá muitos Paulis duplicados.

A definição de max_terms produz um resultado aproximado, no qual apenas os max_terms maiores termos (em magnitude do coeficiente) são calculados. Isso pode ser muito mais rápido, mas resulta em alguns erros devido ao truncamento de termos menores.

O cálculo aproximado envolve duas etapas: a busca pelos termos a serem mantidos e, em seguida, o cálculo desses termos. Aumentar consideravelmente search_step (cubicamente) acelera a busca, com um custo de precisão que costuma ser pequeno.

É possível que alguns Paulis presentes nos termos mantidos também tivessem aparecido nos termos truncados. Como esses termos truncados nunca são calculados, não há como incorporá-los aos termos mantidos que compartilham o mesmo Pauli. Assim, a função n``th-largest term in the approximate result is not guaranteed to equal the nth-largest term in the exact result. Likewise, convergence to the exact result with increasing ``max_terms pode ser não monotônica.

Parâmetros

• op1 (SparsePauliOp) – O operador a ser propagado

• op2 (SparsePauliOp) – O operador pelo qual se deve propagar

• max_terms (int | None) –

  Quando não é o caso None, produz-se um resultado aproximado que inclui apenas os maiores max_terms termos do produto direto dos três operadores no espaço de Pauli.

  Quando max_terms é e None o número de qubits é < 12, the propagation will be performed in the computational basis using matrix multiplication. For systems > e a 12 qubits, todos os termos de Pauli são calculados e somados; no entanto, essa geralmente não é uma boa maneira de calcular a evolução exata, devido à presença de muitos termos duplicados.

• coerce_op1_traceless (bool) – Um sinalizador que indica se os termos de identidade devem ser removidos do operador de saída.

• num_leading_terms (int) – O número de termos em op1 a serem conjugados por cada termo em op2. O conjunto de termos incluídos é ampliado para incluir sua união com o conjunto de termos $U_i O_j U_i^{\dagger}$, para $j < num_leading_terms$. Isso pode melhorar a precisão dos principais componentes de O na saída, com algum custo em tempo de execução.

• frame (str) – s para a evolução de Schrödinger; h para a evolução de Heisenberg

• atol (float) – Os termos no operador evoluído com magnitudes inferiores a atol serão truncados

• search_step (int) – Um parâmetro que pode acelerar a pesquisa no amplíssimo espaço de 3D para identificar os maiores max_terms termos do produto. Definir esse tamanho de passo como >1 acelera essa busca por um fator de search_step**3, com um possível custo em termos de precisão. Espera-se que essa imprecisão seja pequena para search_step**3 << max_terms.

Retorna

O operador transformado

Aumentos

• ValueError – não frame é nem nem s h.
• ValueError – não search_step é positivo.
• ValueError – contém max_terms um valor inválido.

Tipo de retorno

SparsePauliOp

evolve_through_cliffords(circuit)

Aplique a evolução (no referencial de Schrödinger) a todas as instruções não-Clifford por meio de todas as portas de Clifford do circuito.

Isso desloca todas as portas de Clifford reconhecidas para o início do circuito e atualiza as bases das portas de rotação de Pauli (por exemplo RxGate,, RzzGate, PauliEvolutionGate) e dos canais de PauliLindbladError. Outras operações não são suportadas. Consulte a documentação em Pauli.evolve para obter mais informações sobre a evolução de Paulis por Cliffords.

O efeito é semelhante ao de acessar a imagem de interação de Clifford em arXiv:2306.04797, mas sem mapear todas as magnitudes dos ângulos de rotação para $\leq \pi/4$.

A função retorna dois objetos que representam as partes Clifford e não-Clifford do circuito.

Parâmetros

circuit (QuantumCircuit) – O a QuantumCircuit ser transformado. Pode conter apenas portas de rotação de Pauli PauliLindbladError (anexadas ao circuito como canais quânticos) e portas de Clifford reconhecidas.

Retorna

• Clifford — Um único Clifford de um qubit que representa a primeira parte do circuito
• QuantumCircuit - Um circuito que contém a parte restante e transformada do circuito

Aumentos

ValueError – O circuito de entrada contém uma porta não compatível

Tipo de retorno

tupla [ Clifford, QuantumCircuit ]