变分门 — VQGate

用于变分量子线路（VQA, Variational Quantum Algorithms）的参数化（变分）门变体的 API 参考。这些门与标准门的不同之处在于，其旋转参数是对 Parameter 矢量的符号引用，而非固定的数值。

VQGate

变分量子门的基类。VQGate 对象由变分门工厂函数创建，可以追加到 VQCircuit。

签名

python

class VQGate

VQGate 实例持有门类型和对 Parameter 矢量中可变参数位置的引用。在线路执行时，通过 VQCircuit.__call__() 绑定具体值。

变分门工厂函数

每个函数返回一个 VQGate（即 VariationalQuantumGate）。param 参数指定 Parameter 矢量中提供旋转角度的索引。

单量子比特变分门

P（变分）

python

P(qbit_idx: int, param: MutableParamType) -> VQGate

参数	类型	说明
qbit_idx	`int`	目标量子比特索引
param	`MutableParamType`	Parameter 矢量中的索引

返回变分 P 门。

RX（变分）

python

RX(qbit_idx: int, param: MutableParamType) -> VQGate

返回变分 $R_{X}$ 门。

RY（变分）

python

RY(qbit_idx: int, param: MutableParamType) -> VQGate

返回变分 $R_{Y}$ 门。

RZ（变分）

python

RZ(qbit_idx: int, param: MutableParamType) -> VQGate

返回变分 $R_{Z}$ 门。

U1（变分）

python

U1(qbit_idx: int, param: MutableParamType) -> VQGate

返回变分 U1 门。

IDLE（变分）

python

IDLE(qbit_idx: int, param: MutableParamType) -> VQGate

返回变分 IDLE 门。

双参数变分门

U2（变分，重载 1）

python

U2(qbit_idx: int, param1: MutableParamType, param2: Union[float, MutableParamType]) -> VQGate

参数	类型	说明
qbit_idx	`int`	目标量子比特索引
param1	`MutableParamType`	第一个角度的可变参数索引
param2	`Union[float, MutableParamType]`	第二个角度的固定值或可变参数索引

U2（变分，重载 2）

python

U2(qbit_idx: int, param1: float, param2: MutableParamType) -> VQGate

参数	类型	说明
qbit_idx	`int`	目标量子比特索引
param1	`float`	第一个角度的固定值
param2	`MutableParamType`	第二个角度的可变参数索引

RPhi（变分，重载 1）

python

RPhi(qbit_idx: int, param1: MutableParamType, param2: Union[float, MutableParamType]) -> VQGate

参数	类型	说明
qbit_idx	`int`	目标量子比特索引
param1	`MutableParamType`	theta 的可变参数索引
param2	`Union[float, MutableParamType]`	phi 的固定值或可变参数索引

RPhi（变分，重载 2）

python

RPhi(qbit_idx: int, param1: float, param2: MutableParamType) -> VQGate

参数	类型	说明
qbit_idx	`int`	目标量子比特索引
param1	`float`	theta 的固定值
param2	`MutableParamType`	phi 的可变参数索引

三参数变分门

U3（变分，重载 1）

python

U3(qbit_idx: int, param1: MutableParamType, param2: Union[float, MutableParamType], param3: Union[float, MutableParamType]) -> VQGate

参数	类型	说明
qbit_idx	`int`	目标量子比特索引
param1	`MutableParamType`	第一个角度的可变参数索引
param2	`Union[float, MutableParamType]`	第二个角度的固定值或可变参数索引
param3	`Union[float, MutableParamType]`	第三个角度的固定值或可变参数索引

U3（变分，重载 2）

python

U3(qbit_idx: int, param1: float, param2: MutableParamType, param3: Union[float, MutableParamType]) -> VQGate

参数	类型	说明
qbit_idx	`int`	目标量子比特索引
param1	`float`	第一个角度的固定值
param2	`MutableParamType`	第二个角度的可变参数索引
param3	`Union[float, MutableParamType]`	第三个角度的固定值或可变参数索引

U3（变分，重载 3）

python

U3(qbit_idx: int, param1: float, param2: float, param3: MutableParamType) -> VQGate

参数	类型	说明
qbit_idx	`int`	目标量子比特索引
param1	`float`	第一个角度的固定值
param2	`float`	第二个角度的固定值
param3	`MutableParamType`	第三个角度的可变参数索引

四参数变分门

U4（变分，重载 1）

python

U4(qbit_idx: int, param1: MutableParamType, param2: Union[float, MutableParamType], param3: Union[float, MutableParamType], param4: Union[float, MutableParamType]) -> VQGate

参数	类型	说明
qbit_idx	`int`	目标量子比特索引
param1	`MutableParamType`	第一个角度的可变参数索引
param2	`Union[float, MutableParamType]`	第二个角度的固定值或可变参数索引
param3	`Union[float, MutableParamType]`	第三个角度的固定值或可变参数索引
param4	`Union[float, MutableParamType]`	第四个角度的固定值或可变参数索引

U4（变分，重载 2）

python

U4(qbit_idx: int, param1: float, param2: MutableParamType, param3: Union[float, MutableParamType], param4: Union[float, MutableParamType]) -> VQGate

参数	类型	说明
qbit_idx	`int`	目标量子比特索引
param1	`float`	第一个角度的固定值
param2	`MutableParamType`	第二个角度的可变参数索引
param3	`Union[float, MutableParamType]`	第三个角度的固定值或可变参数索引
param4	`Union[float, MutableParamType]`	第四个角度的固定值或可变参数索引

U4（变分，重载 3）

python

U4(qbit_idx: int, param1: float, param2: float, param3: MutableParamType, param4: Union[float, MutableParamType]) -> VQGate

参数	类型	说明
qbit_idx	`int`	目标量子比特索引
param1	`float`	第一个角度的固定值
param2	`float`	第二个角度的固定值
param3	`MutableParamType`	第三个角度的可变参数索引
param4	`Union[float, MutableParamType]`	第四个角度的固定值或可变参数索引

U4（变分，重载 4）

python

U4(qbit_idx: int, param1: float, param2: float, param3: float, param4: MutableParamType) -> VQGate

参数	类型	说明
qbit_idx	`int`	目标量子比特索引
param1	`float`	第一个角度的固定值
param2	`float`	第二个角度的固定值
param3	`float`	第三个角度的固定值
param4	`MutableParamType`	第四个角度的可变参数索引

双量子比特变分门

CU（变分，重载 1）

python

CU(control_qbit_idx: int, target_qbit_idx: int, param1: MutableParamType, param2: Union[float, MutableParamType], param3: Union[float, MutableParamType], param4: Union[float, MutableParamType]) -> VQGate

参数	类型	说明
control_qbit_idx	`int`	控制量子比特索引
target_qbit_idx	`int`	目标量子比特索引
param1	`MutableParamType`	第一个角度的可变参数索引
param2	`Union[float, MutableParamType]`	第二个角度的固定值或可变参数索引
param3	`Union[float, MutableParamType]`	第三个角度的固定值或可变参数索引
param4	`Union[float, MutableParamType]`	第四个角度的固定值或可变参数索引

CU（变分，重载 2-4）

其他重载遵循与 U4 相同的模式，每个重载多一个固定值。每个重载的前两个参数为 control_qbit_idx 和 target_qbit_idx。

CP（变分）

python

CP(control_qbit_idx: int, target_qbit_idx: int, param: MutableParamType) -> VQGate

参数	类型	说明
control_qbit_idx	`int`	控制量子比特索引
target_qbit_idx	`int`	目标量子比特索引
param	`MutableParamType`	可变参数索引

CRX（变分）

python

CRX(control_qbit_idx: int, target_qbit_idx: int, param: MutableParamType) -> VQGate

参数	类型	说明
control_qbit_idx	`int`	控制量子比特索引
target_qbit_idx	`int`	目标量子比特索引
param	`MutableParamType`	可变参数索引

CRY（变分）

python

CRY(control_qbit_idx: int, target_qbit_idx: int, param: MutableParamType) -> VQGate

CRZ（变分）

python

CRZ(control_qbit_idx: int, target_qbit_idx: int, param: MutableParamType) -> VQGate

CR（变分，CP 的别名）

python

CR(control_qbit_idx: int, target_qbit_idx: int, param: MutableParamType) -> VQGate

RXX（变分）

python

RXX(control_qbit_idx: int, target_qbit_idx: int, param: MutableParamType) -> VQGate

RYY（变分）

python

RYY(control_qbit_idx: int, target_qbit_idx: int, param: MutableParamType) -> VQGate

RZZ（变分）

python

RZZ(control_qbit_idx: int, target_qbit_idx: int, param: MutableParamType) -> VQGate

RZX（变分）

python

RZX(control_qbit_idx: int, target_qbit_idx: int, param: MutableParamType) -> VQGate

与 VQCircuit 配合使用

变分门是 VQCircuit 的构建块。param 参数引用 Parameter 矢量中的位置：

python

from pyqpanda3.vqcircuit import VQCircuit
from pyqpanda3.core import RX, CP

# 创建变分线路
vqc = VQCircuit()

# 创建参数占位符（返回索引位置）
p0 = vqc.Param("rx0")   # 第一个 RX 的参数
p1 = vqc.Param("rx1")   # 第二个 RX 的参数
p2 = vqc.Param("cp")    # 受控相位的参数

# 添加变分门
vqc << RX(0, p0)         # 量子比特 0 上的 RX，角度来自 p0
vqc << RX(1, p1)         # 量子比特 1 上的 RX，角度来自 p1
vqc << CP(0, 1, p2)      # 使用 p2 的受控相位
vqc << RX(0, p2)         # 量子比特 0 上的 RX，角度来自 p2

# 绑定参数并执行
import numpy as np
theta = np.array([0.5, 0.3, 0.1])
result = vqc(theta)  # 传入具体值

另见

VQCircuit — 变分量子线路类
Parameter — 参数矢量类
量子门 — 标准（非变分）门函数
梯度 — 变分门的梯度计算

变分门 — VQGate ​

VQGate ​

签名 ​

变分门工厂函数 ​

单量子比特变分门 ​

P（变分） ​

RX（变分） ​

RY（变分） ​

RZ（变分） ​

U1（变分） ​

IDLE（变分） ​

双参数变分门 ​

U2（变分，重载 1） ​

U2（变分，重载 2） ​

RPhi（变分，重载 1） ​

RPhi（变分，重载 2） ​

三参数变分门 ​

U3（变分，重载 1） ​

U3（变分，重载 2） ​

U3（变分，重载 3） ​

四参数变分门 ​

U4（变分，重载 1） ​

U4（变分，重载 2） ​

U4（变分，重载 3） ​

U4（变分，重载 4） ​

双量子比特变分门 ​

CU（变分，重载 1） ​

CU（变分，重载 2-4） ​

CP（变分） ​

CRX（变分） ​

CRY（变分） ​

CRZ（变分） ​

CR（变分，CP 的别名） ​

RXX（变分） ​

RYY（变分） ​

RZZ（变分） ​

RZX（变分） ​

与 VQCircuit 配合使用 ​

另见 ​

变分门 — VQGate

VQGate

签名

变分门工厂函数

单量子比特变分门

P（变分）

RX（变分）

RY（变分）

RZ（变分）

U1（变分）

IDLE（变分）

双参数变分门

U2（变分，重载 1）

U2（变分，重载 2）

RPhi（变分，重载 1）

RPhi（变分，重载 2）

三参数变分门

U3（变分，重载 1）

U3（变分，重载 2）

U3（变分，重载 3）

四参数变分门

U4（变分，重载 1）

U4（变分，重载 2）

U4（变分，重载 3）

U4（变分，重载 4）

双量子比特变分门

CU（变分，重载 1）

CU（变分，重载 2-4）

CP（变分）

CRX（变分）

CRY（变分）

CRZ（变分）

CR（变分，CP 的别名）

RXX（变分）

RYY（变分）

RZZ（变分）

RZX（变分）

与 VQCircuit 配合使用

另见