简介

动态线路（Dynamic Circuits）是量子计算中的一种新型线路设计，其核心在于在线路执行过程中引入中间测量，并将测量结果（经典信息）实时反馈至后续操作。这一设计突破了传统静态量子线路的固定结构，使量子计算能够根据中间结果动态调整逻辑门操作，从而优化资源利用并提升算法效率。

QPanda3目前支持的动态线路特性包括

使用简洁的经典比特索引列表作为动态流程控制的判断条件（当列表中所有索引对应的经典比特的值都为1时，条件判真）
允许根据中间测量的结果选择后续分支线路继续执行
允许根据中间测量的结果循环执行某段子线路

分支型动态线路

条件执行

from pyqpanda3.core import QProg,X,Y,Z,S,T,H,measure,qif,CPUQVM
 
prog = QProg()
prog << X(0) << measure(0,0)#索引为0的cbit值最终为1
branch_prog = QProg()
branch_prog << X(2)
branch_prog2 = QProg()
branch_prog2 << X(3)
prog << (
    qif([0]).then(branch_prog)
        .qendif()#此段线路会得到执行
)
prog << measure(1,1) #索引为1的cbit的值最终为0
prog <<(
    qif([1]).then(branch_prog2)
        .qendif()#此段线路不会得到执行
)
#理论的的演化结果，
#q0被翻转为1，q1保持0，q2为翻转为1，q3保持0，末态为0101,即态矢量中索引为5的元素值为1
qvm = CPUQVM()
qvm.run(prog,1)
stv = qvm.result().get_state_vector()
print('stv:',stv)

输出结果

stv: [0j, 0j, 0j, 0j, 0j, (1+0j), 0j, 0j, 0j, 0j, 0j, 0j, 0j, 0j, 0j, 0j]

二分支

from pyqpanda3.core import QProg,X,Y,Z,S,T,H,measure,qif,CPUQVM
 
prog = QProg()
prog << X(0) << measure(0,0)#索引为0的cbit值最终为1
branch_prog = QProg()
branch_prog << X(2)
branch_prog2 = QProg()
branch_prog2 << X(3)
prog << (
    qif([0]).then(branch_prog) #此分支的子线路会被执行
        .qelse(branch_prog2)    #此分支的子线路不会被执行
)
 
#理论的的演化结果，
#q0被翻转为1，q1保持0，q2为翻转为1，q3保持0，末态为0101,即态矢量中索引为5的元素值为1
qvm = CPUQVM()
qvm.run(prog,1)
stv = qvm.result().get_state_vector()
print('stv:',stv)

输出结果

stv: [0j, 0j, 0j, 0j, 0j, (1+0j), 0j, 0j, 0j, 0j, 0j, 0j, 0j, 0j, 0j, 0j]

多分支

from pyqpanda3.core import QProg,X,Y,I,Z,S,T,H,measure,qif,CPUQVM
 
prog = QProg()
prog << X(1)
branch_prog01 = QProg()
branch_prog01 << X(2)<<X(3)
branch_prog0 = QProg()
branch_prog0 << X(2)
branch_prog1 = QProg()
branch_prog1 << X(3)
branch_prog = QProg()
branch_prog <<I(0)
prog << measure(0,0)<<measure(1,1)<<measure(2,2)<<measure(3,3)
prog << (
    qif([0,1]).then(branch_prog01)
        .qelseif([0]).then(branch_prog0)
        .qelseif([1]).then(branch_prog1)#此分支的子线路会被执行
        .qelse(branch_prog)
)
 
#理论的的演化结果，
#q0保持0，q1被翻转为1，q2保持0，q3被翻转为1，末态为1010,即态矢量中索引为10的元素值为1
qvm = CPUQVM()
qvm.run(prog,1)
stv = qvm.result().get_state_vector()
print('stv:',stv)

输出结果

stv: [0j, 0j, 0j, 0j, 0j, 0j, 0j, 0j, 0j, 0j, (1+0j), 0j, 0j, 0j, 0j, 0j]

循环型动态线路

from pyqpanda3.core import QProg,X,Y,I,Z,S,T,H,measure,qwhile,CPUQVM
 
prog = QProg()
prog << X(0)
loop_prog = QProg()
loop_prog <<H(0)<<measure(0,0)
prog << measure(0,0)
prog << qwhile([0]).loop(loop_prog)#第一次一定会执行次循环，当qbit 0概率性的出现值为0的时候，循环终止
 
for i in range(10):
    qvm = CPUQVM()
    qvm.run(prog,1)
    res = qvm.result().get_state_vector()
    print(f'#{i} res:',res)

输出结果(测量结果具有概率性，下边的结果不一定每次一样)

#0 res: [(1+0j), 0j]
#1 res: [(1+0j), 0j]
#2 res: [(1+0j), 0j]
#3 res: [(-1+0j), 0j]
#4 res: [(1+0j), 0j]
#5 res: [(1+0j), 0j]
#6 res: [(-1+0j), 0j]
#7 res: [(-1+0j), 0j]
#8 res: [(1+0j), 0j]
#9 res: [(1+0j), 0j]

目录

简介

分支型动态线路

条件执行

二分支

多分支

循环型动态线路