多控门分解
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在量子算法实现过程中，经常会用到多控门，如下图所示：
    
.. figure:: ./images/multiControlGate.png

量子程序员在设计量子算法时经常会用到多控门，如上图所示，从图中我们可以看到有一个6个qubit受控的CZ门，在更加复杂的量子算法场景下，将会出现更多的、受控维度更高的多控门。目前实现的物理量子计算机基本都不支持多控门，并且我们无法保证所有的受控物理qubit都处于连通状态（目前的物理量子芯片都有固定的拓扑结构），所以想要在真实物理量子计算机上运行量子算法，首先要对多控门进行拆解，使其转换成N个量子芯片支持的逻辑门的组合，以适配目标量子芯片。

目前QPanda中实现了两种多控门分解算法，并封装成对应的算法接口，下面分别对两种分解方法做详细介绍。
    
算法概述及接口介绍
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1. **传统多控门分解算法**：该算法的实现过程如下流程图所示：

.. figure:: ./images/multiControlGateDecompose_1.png
   :alt:


对应的接口如下：

.. code-block:: c

    /**
     * @brief Decompose multiple control QGate
     * @ingroup Utilities
     * @param[in] QProg& Quantum Program
     * @param[in] QuantumMachine* quantum machine pointer
     * @param[in] const std::string& It can be configuration file or configuration data, which can be distinguished by file suffix, so the configuration file must be end with ".json", default is CONFIG_PATH
     * @return
     */
    void decompose_multiple_control_qgate(QProg& prog,  QuantumMachine *quantum_machine, const std::string& config_data = CONFIG_PATH);
    void decompose_multiple_control_qgate( QCircuit& cir, QuantumMachine *quantum_machine, const std::string& config_data = CONFIG_PATH);
    
**使用介绍**

通过调用decompose_multiple_control_qgate接口，可将目标量子线路中的多控门转换为指定的基础逻辑门组合，其中基础逻辑门包括基础单门和基础单门，通过配置文件给出。该接口需要3个参数，第一个是目标量子线路或者量子程序，第二个是目标量子线路或者量子程序对应的量子虚拟机，第三个参数用于指定配置信息，配置信息可以json文件或者json字符串，配置文件中指定了基础逻辑门信息。

**实例**

.. _多控门分解示例程序:

以下示例展示了多控门分解接口的使用方式：

.. code-block:: c
  
    #include <iostream>
    #include "QPanda.h"
    USING_QPANDA

    int main()
    {
        CPUQVM machine;
        machine.init();

        auto q = machine.qAllocMany(6);
        auto c = machine.cAllocMany(6);

        /* 构造测试量子线路 */
        QProg prog;
        prog << H(q[1]) << H(q[2]) << Z(q[0]).control({ q[1],q[2] });
        cout << "Src prog:" << prog << endl;

        /* 获取原始量子线路矩阵 */
        const auto mat_1 = getCircuitMatrix(prog);

        /* 执行多控门分解操作 */
        decompose_multiple_control_qgate(prog, &machine);
        cout << "after decompose_multiple_control_qgate prog:" << prog << endl;

        /* 获取多控门分解后的量子线路矩阵 */
        const auto mat_2 = getCircuitMatrix(prog);

        /* 结果验证：
        * 如果分解前后矩阵一致，则表示多控门被正确分解，否则，表示分解错误。
        */
        if (mat_1 == mat_2)
        {
           cout << "The multi-control gate was successfully decomposed." << endl;
           return -1;
        }
    
        cout << "Decompose error !" << endl;
        return 0;
    }

上述实例运行的结果如下：

.. figure:: ./images/multi_control_gate_decompose_result_1.png
   :alt:

根据测试程序数据结果可知，量子线路中的多控门被成功分解，且分解前后，量子线路矩阵形式不变，达到预期效果。