circuits

# 量子电路构建 ## 创建量子电路 使用 `QuantumCircuit` 类创建电路： python from qiskit import QuantumCircuit # 创建一个包含 3 个量子比特的电路 qc = QuantumCircuit(3) # 创建一个包含 3 个量子比特和 3 个经典比特的电路 qc = QuantumCircuit(3, 3) ## 单量子比特门 ### 泡利门 (Pauli Gates) python qc.x(0) # 量子比特 0 上的 NOT/Pauli-X 门 qc.y(1) # 量子比特 1 上的 Pauli-Y 门 qc.z(2) # 量子比特 2 上的 Pauli-Z 门 ### 阿达马门 (Hadamard Gate) 创建叠加态： python qc.h(0) # 量子比特 0 上的阿达马门 ### 相位门 (Phase Gates) python qc.s(0) # S 门 (√Z) qc.t(0) # T 门 (√S) qc.p(π/4, 0) # 具有自定义角度的相位门 ### 旋转门 (Rotation Gates) python from math import pi qc.rx(pi/2, 0) # 绕 X 轴旋转 qc.ry(pi/4, 1) # 绕 Y 轴旋转 qc.rz(pi/3, 2) # 绕 Z 轴旋转 ## 多量子比特门 ### CNOT (受控非门) python qc.cx(0, 1) # 控制位=0，目标位=1 的 CNOT 门 ### 受控门 python qc.cy(0, 1) # 受控 Y 门 qc.cz(0, 1) # 受控 Z 门 qc.ch(0, 1) # 受控阿达马门 ### SWAP 门 python qc.swap(0, 1) # 交换量子比特 0 和 1 ### Toffoli (CCX) 门 python qc.ccx(0, 1, 2) # 控制位=0,1，目标位=2 的 Toffoli 门 ## 测量 添加测量以读取量子比特状态： python # 测量所有量子比特 qc.measure_all() # 将特定量子比特测量到特定经典比特 qc.measure(0, 0) # 将量子比特 0 测量到经典比特 0 qc.measure([0, 1], [0, 1]) # 将量子比特 0,1 测量到比特 0,1 ## 电路组合 ### 合并电路 python qc1 = QuantumCircuit(2) qc1.h(0) qc2 = QuantumCircuit(2) qc2.cx(0, 1) # 组合电路 qc_combined = qc1.compose(qc2) ### 张量积 python qc1 = QuantumCircuit(1) qc1.h(0) qc2 = QuantumCircuit(1) qc2.x(0) # 从较小的电路创建更大的电路 qc_tensor = qc1.tensor(qc2) # 结果为 2 量子比特电路 ## 屏障与标签 python qc.barrier() # 在电路中添加视觉屏障 qc.barrier([0, 1]) # 在特定量子比特上添加屏障 # 添加标签以提高清晰度 qc.barrier(label="Initialization") ## 电路属性 python print(qc.num_qubits) # 量子比特数量 print(qc.num_clbits) # 经典比特数量 print(qc.depth()) # 电路深度 print(qc.size()) # 总门数 print(qc.count_ops()) # 门计数字典 ## 示例：贝尔态 在两个量子比特之间创建纠缠： python qc = QuantumCircuit(2