测量 — measure, MeasureNode, QResult, StabilizerResult

pyqpanda3 中量子测量操作的 API 参考。

measure

创建将量子比特映射到经典比特的测量操作。

签名

measure(qubit: int, cbit: int) -> MeasureNode
measure(qubits: list[int], cbits: list[int]) -> list[MeasureNode]

参数	类型	说明
qubit	int	要测量的量子比特索引
cbit	int	存储结果的经典比特索引
qubits	list[int]	要测量的多个量子比特索引
cbits	list[int]	存储结果的多个经典比特索引

返回

MeasureNode 或 list[MeasureNode] — 要追加到 QProg 的测量节点。

示例

from pyqpanda3.core import H, CNOT, CPUQVM, QProg, measure

qvm = CPUQVM()
prog = QProg()

# Single-qubit measurement
prog << H(0) << measure(0, 0)

# Multi-qubit measurement
prog << CNOT(0, 1) << measure([0, 1], [0, 1])

qvm.run(prog, 1000)
result = qvm.result()
print(result.get_counts())

运行结果:

{'00': 514, '11': 486}

MeasureNode

表示将量子比特绑定到经典比特的测量操作。

签名

class MeasureNode

MeasureNode 对象由 measure() 函数创建，并通过 << 运算符追加到 QProg 实例。

from pyqpanda3.core import QProg, measure

m = measure(0, 0)
prog = QProg()
prog << m

QResult

存储量子模拟的结果，包括测量计数、态矢量和概率分布。

签名

class QResult:
    def __init__() -> None

方法

QResult.get_state_vector

get_state_vector() -> list[complex]

返回模拟后的量子系统态矢量。

QResult.get_counts

get_counts() -> dict[str, int]

返回将测量结果比特串映射到其计数的字典。

# Example output: {'00': 487, '11': 513}
result.get_counts()

QResult.get_prob_list

get_prob_list(qubits: list[int] = []) -> list[float]

参数	类型	说明
qubits	list[int]	量子比特索引（默认所有量子比特）

返回指定量子比特的概率列表。

QResult.get_prob_dict

get_prob_dict(qubits: list[int] = []) -> dict[str, float]

参数	类型	说明
qubits	list[int]	量子比特索引（默认所有量子比特）

返回将比特串映射到概率的概率字典。

QResult.shots

shots() -> int

返回测量 shot 数。

QResult.print_results

print_results() -> None

将测量结果打印到标准输出。

StabilizerResult

Stabilizer 模拟器的结果类。继承自 QResult。

签名

class StabilizerResult(QResult):
    def __init__() -> None

方法

StabilizerResult.get_state_vector

get_state_vector() -> list[complex]

返回稳定器态的态矢量。

注意： Stabilizer 模拟器不支持态矢量检索。自 0.5.0 起，该方法抛出描述性的 RuntimeError（state vector unavailable for stabilizer），不再静默返回空列表。

示例

from pyqpanda3.core import H, CNOT, Stabilizer, QProg, measure, NoiseModel

qvm = Stabilizer()
prog = QProg()
prog << H(0) << CNOT(0, 1)
prog << measure(0, 0) << measure(1, 1)

qvm.run(prog, 1000, NoiseModel())
result = qvm.result()  # StabilizerResult
print(result.get_counts())

运行结果:

{'11': 496, '00': 504}

QProg.get_measure_qubits_cbits

QProg.get_measure_qubits_cbits() -> list[tuple[Qubit, CBit]]

按程序顺序返回每个测量操作的 (量子比特, 经典比特) 对，会递归处理嵌套的子程序。重复的量子比特或经典比特会被保留。

常用于在提交云端前核对该程序对哪些物理比特做了测量，或在指令导出（to_instruction）前确认测量映射。

返回	类型	说明
测量对列表	list[tuple[Qubit, CBit]]	每个元素是一对测量操作涉及的量子比特与经典比特。

示例

from pyqpanda3.core import QProg, measure

prog = QProg()
prog << measure(0, 2) << measure(2, 4) << measure(1, 3) << measure(0, 5)

pairs = [(int(q), int(c)) for q, c in prog.get_measure_qubits_cbits()]
print(pairs)

运行结果：

[(0, 2), (2, 4), (1, 3), (0, 5)]

另见

• 模拟器 — CPUQVM、Stabilizer 和其他模拟器
• 线路 — QProg 用于构建量子程序
• 噪声 — NoiseModel 用于含噪声模拟