量子线路

量子线路（Quantum Circuit），又称量子逻辑线路（Quantum Logic Circuit），是最常见的通用量子计算模型。它们以抽象概念表示作用于量子比特（qubits）的线路，并由多个逻辑门组成。通常，计算结束后需要进行量子测量来读取结果。
与传统线路通过金属导线传输电压或电流信号不同，量子线路中的“导线”实际上是时间的延续。这意味着量子比特的状态会随着时间自然演化，并按照哈密顿算子（Hamiltonian Operator）的指示进行演化，直到遇到逻辑门并被操作。
由于组成量子线路的每个量子逻辑门都是 酉矩阵（Unitary Matrix） ，因此整个量子线路本身也是一个大型酉矩阵。

类的初始化

可以通过三种方式初始化 QCircuit：

默认构造函数

指定量子比特数

拷贝构造函数

基本方法

获取线路大小

使用 size 方法获取线路大小。
示例：

添加操作

可以使用 append 方法或 << 操作符向线路中添加逻辑门或其他线路。

线路管理

清空线路

使用 clear 方法清空线路。
示例：

获取量子比特

使用 qubits 方法获取线路中涉及的量子比特。
示例：

目标与控制量子比特

使用 target_qubits 获取目标量子比特，
使用 control_qubits 获取控制量子比特。
示例：

线路属性

设置共轭转置属性

使用 dagger 方法设置线路的共轭转置（Dagger）。如果当前线路已是共轭转置状态，则会取消该属性。
示例：

控制操作

设置与清除控制量子比特

使用 control 和 clear_control 方法设置和清除控制量子比特。
示例：

线路名称

设置和获取线路名称

使用 set_name 和 name 方法设置和获取线路名称。
示例：

操作与层

列出线路操作

使用 gate_operations 方法获取线路中的操作列表。

计算操作数量

使用 count_ops 方法统计线路中逻辑门的数量。

获取线路深度

使用 depth 方法获取线路的深度。

展开线路

使用 expand 方法获取展开后的线路副本。

示例用法

以下是一个简单示例，演示如何创建 QCircuit，添加操作，并获取相关属性：

运行结果：

Circuit Size: 2
Qubits: [0, 1]
Operations: {'CNOT': 1, 'H': 1}
Circuit Depth: 2

目录