怪癖的工具¶
怪癖¶
怪癖是网络应用,可用于图形构造量子电路以拖放的方式,并自动模拟电路构建它。它支持多达16个量子位的神经回路。怪癖是我们最喜欢的工具之一,因为它是一个非常简单和快速的方式构建,可视化和探索新的量子电路和想法。如果你要做任何量子软件工作,你会想要的书签。
在这里您可以访问怪癖:https://algassert.com/quirk
一旦你通过闪屏,你会发现主电路编辑器是这样的:
用户界面有三个部分:
- 的顶级的工具箱包含最常见的盖茨,和一些不常见。它还包含了一些实用程序,显示布洛赫球体量子位,量子位的振幅,其测量的概率\ \(刃{0}\)或\ \(刃{1}\)状态。
- 中间部分是线路图。你可以从工具箱拖盖茨到这部分的应用程序来构建你的电路。
- 的底部的工具箱包含了一些更高级的工具和量子偶尔用于量子计算的函数。
怪癖是不言自明的:在盖茨的一个工具箱,拖动工具栏的线路图,然后把它变成你想要的位置。
这就是图部分看起来像在我们构建第一个例子电路的前一页,为国家所有\(\刃{\ psi} = \压裂{1}{2}\离开(\刃{000}+ \刃{010}+ \刃{100}+ \刃{111}\)\):
注意,每一门你滴到图表后,它re-simulates整个电路为你和为你提供了一些信息:
悬停在任何这些元素会给你一个提示,提供更多的信息。例如,将您的鼠标停留在布洛赫领域会给你量子位的位置在两个球面坐标,和笛卡尔坐标。
作为一个快速的注意,这是第一次你看到纠缠量子比特的布洛赫的球体。事实证明,布洛赫领域不能帮助可视化纠缠的很好。当一个量子位纠缠,实际上它的半径收缩小于1.0,它似乎代表点实际上是在球体。解释这种行为超出了这个类的范围;只是记住,当你处理纠缠量子比特,布洛赫球不会给你所有的细节很好。
怪癖的振幅读出¶
振幅部分显示,这个寄存器与4同样状态的叠加振幅相等。悬停在他们会发现他们\ \(刃{000}\),\ \(刃{001}\),\ \(刃{010}\),\ \(刃{111}\)。工具提示将显示振幅、相位和大小(测量)的机会对于每一个国家,我们发现非常有用当处理叠加:
但是等一下,应该是原来的状态\ \压裂{1}({2}\离开(\刃{000}+ \刃{010}+ \刃{100}+ \刃{111}\)\)。国家\ \(刃{100}\)应该是,但是显示是怪癖呢\ \(刃{001}\)相反!这里发生了什么?
事实证明,怪癖的振幅读出低位优先格式。这意味着其顺序是颠倒量子位与我们通常期望。有两种方式处理:
- 记住,这是一个东西,向后读取所有的振幅。
- 应用反向注册操作。
我们个人更喜欢第二个选项。相反的操作是在底部的工具箱:
拖到图表的电路,并调整它,让它跨越所有的量子位。现在结果将成为:
现在振幅显示正确的状态!太棒了!当然,机会和布洛赫球体读数现在反了,所以你要选哪一个你想看和反向或un-reverse相应电路。我们猜你可能会说这只是一个…怪癖…的应用程序。
另一种选择,需要更多的管理,但最终让你看到所有的细节,是使一个振幅显示从上往下拽振幅控制工具箱:
通过这种控制,你可以调整振幅读出它只显示你关心量子位的振幅。这是有用的忽视女仆量子位。如果你缩小它太远,只包括一些量子比特的纠缠态但不是全部,它会警告你,振幅是不连贯的,不能显示。无论如何,这是我们的典型的方式来看待电路:
我们把一个垫片(…图标在右上角找到最高的工具箱)后的电路,然后把一个振幅显示包裹在逆转。这将显示在高位优先振幅形式,第二个反向修正和布洛赫领域显示的机会。我们只是忽略第二振幅显示最后的图。
你有空做这个太如果你想要,或选择任何一种方法是最方便的。如果你喜欢阅读低位优先形式的振幅,你非常欢迎这样做。
实验室3¶
电路可视化的怪癖是非常有用的,和理解他们实际上做什么成分量子位。很容易把一个门,看到一切的振幅变化,例如。您可能会发现它有用的尝试当你开始工作在实验室3,将问你建造一些相当复杂的叠加。在这一点上,你准备好去做这些运动。一旦你完成了,恭喜你!你学过量子计算的基本原理,就可以开始构建量子算法。