动态线路 -- qif, qwhile
pyqpanda3 中动态线路控制流的 API 参考。动态线路支持线路中间测量和经典前馈，在量子程序中实现条件执行和循环构造。
概述
pyqpanda3 提供流式构建器 API 用于构建动态量子程序。两个入口函数是 qif() 和 qwhile()，它们产生构建器对象，通过 << 运算符追加到 QProg。
构建器链总结：
| 入口 | 下一个方法 | 用途 |
|---|---|---|
qif(cbits) | .then(prog) | 开始 if 分支 |
QIfThen | .qendif() | 无 else 结束 |
QIfThen | .qelse(prog) | 添加 else 分支并结束 |
QIfThen | .qelseif(cbits) | 添加另一个条件分支 |
QElseif | .then(prog) | 绑定 elseif 体 |
QElseifThen | .qendif() | 无更多分支结束 |
QElseifThen | .qelse(prog) | 添加 else 分支并结束 |
QElseifThen | .qelseif(cbits) | 链接另一个 elseif |
qwhile(cbits) | .loop(prog) | 绑定循环体 |
qif
创建条件分支构建器，检查所有指定经典比特是否为 1。
签名
python
qif(cbits: list[int]) -> QIf参数
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| cbits | list[int] | 其值被评估为条件的经典比特地址。当所有指定 cbits 为 1 时条件为真。 |
返回
一个 QIf 构建器对象。对其调用 .then() 来指定 if 分支体。
QIf
由 qif() 返回的构建器。使用 .then() 绑定分支子程序。
签名
python
class QIf:
def then(branch_qprog: QProg) -> QIfThen参数
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| branch_qprog | QProg | 条件为真时执行的量子程序。 |
返回
用于链接更多分支或完成构建的 QIfThen 构建器。
QIfThen
由 QIf.then() 返回的构建器。支持添加 else 分支、elseif 分支或完成构建。
方法
QIfThen.qelse
python
QIfThen.qelse(branch_qprog: QProg) -> QProg添加 else 分支并返回完成的 QProg。
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| branch_qprog | QProg | 没有先前条件匹配时执行的量子程序。 |
QIfThen.qelseif
python
QIfThen.qelseif(cbits: list[int]) -> QElseif在 if 分支后添加额外的条件分支。
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| cbits | list[int] | 新条件的经典比特地址。 |
QIfThen.qendif
python
QIfThen.qendif() -> QProg无 else 分支结束 if 构造，返回完成的 QProg。
QElseif
qif 链中额外条件分支的构建器。
签名
python
class QElseif:
def then(branch_qprog: QProg) -> QElseifThen参数
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| branch_qprog | QProg | 此 elseif 条件为真时执行的量子程序。 |
返回
用于链接更多分支或完成构建的 QElseifThen 构建器。
QElseifThen
由 QElseif.then() 返回的构建器。支持添加更多 else、elseif 或结束构造。
方法
QElseifThen.qelse
python
QElseifThen.qelse(branch_qprog: QProg) -> QProg添加 else 分支并返回完成的 QProg。
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| branch_qprog | QProg | 没有先前条件匹配时执行的量子程序。 |
QElseifThen.qelseif
python
QElseifThen.qelseif(cbits: list[int]) -> QElseif链接另一个 elseif 条件。
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| cbits | list[int] | 新条件的经典比特地址。 |
QElseifThen.qendif
python
QElseifThen.qendif() -> QProg无 else 分支结束构造，返回完成的 QProg。
qwhile
创建循环构建器，在所有指定经典比特为 1 时重复执行循环体。
签名
python
qwhile(cbits: list[int]) -> QWhile参数
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| cbits | list[int] | 每次迭代前评估的经典比特地址。当所有指定 cbits 为 1 时循环继续。 |
返回
一个 QWhile 构建器对象。对其调用 .loop() 来绑定循环体。
QWhile
由 qwhile() 返回的构建器。使用 .loop() 绑定循环体。
签名
python
class QWhile:
def loop(loop_body: QProg) -> QProg参数
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| loop_body | QProg | 每次迭代执行的量子程序。 |
返回
包含 while 循环构造的完成的 QProg。
示例
带线路中间测量的简单 if 分支
测量量子比特 0 到经典比特 0，然后条件性地对量子比特 1 应用 X 门。
python
from pyqpanda3.core import QProg, X, measure, qif
prog = QProg()
prog << X(0) << measure(0, 0)
if_branch = QProg()
if_branch << X(1)
prog << qif([0]).then(if_branch).qendif()if-else 分支
python
from pyqpanda3.core import QProg, X, measure, qif
prog = QProg()
prog << X(0) << measure(0, 0)
if_branch = QProg()
if_branch << X(1)
else_branch = QProg()
else_branch << X(2)
prog << qif([0]).then(if_branch).qelse(else_branch)带 elseif 的多分支
python
from pyqpanda3.core import QProg, X, I, CNOT, measure, qif
prog = QProg()
prog << X(0) << I(1) << I(2) << I(3) << measure(0, 0) << measure(3, 3)
branch1 = QProg()
branch1 << X(1)
branch2 = QProg()
branch2 << X(0)
branch3 = QProg()
branch3 << X(2)
else_branch = QProg()
else_branch << CNOT(0, 1)
(prog << qif([0]).then(branch1)
.qelseif([3]).then(branch2)
.qelseif([0, 3]).then(branch3)
.qelse(else_branch)
)带线路中间测量的 while 循环
python
from pyqpanda3.core import QProg, X, measure, qwhile
prog = QProg()
prog << X(0) << measure(0, 0)
loop_body = QProg()
loop_body << X(1) << X(0) << measure(0, 0)
prog << qwhile([0]).loop(loop_body)