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外贸的网站有哪些,wordpress 数据库 改ip,中山企业网站建设定制,wordpress 菜单调用Quake 方言总体介绍量子电路模型是应用最广泛的量子计算模型。它为表述量子算法提供了便利工具#xff0c;也为量子计算机的物理构建提供了架构。量子电路将计算表示为一个应用于量子数据的量子算子序列。在我们的场景中#xff0c;量子数据是一组量子比特。物理上#xff0…Quake 方言总体介绍量子电路模型是应用最广泛的量子计算模型。它为表述量子算法提供了便利工具也为量子计算机的物理构建提供了架构。量子电路将计算表示为一个应用于量子数据的量子算子序列。在我们的场景中量子数据是一组量子比特。物理上一个量子比特是仅有两个可区分状态的对象即它是一个二态量子力学系统如自旋-1/2粒子。概念上量子算子是可能修改量子比特子集状态的效应。最常见的情况是这种效应是幺正演化——此时我们称该算子是幺正的。算子作用的目标量子比特数量是其固有属性。量子指令是将量子算子应用于特定量子比特子集的具体体现。量子比特的数量必须等于或大于算子固有的目标量子比特数量。如果更大额外的量子比特被视为控制比特。动机Quake 值模型背后的主要动机是为了优化目的直接暴露量子与经典数据的依赖关系即表示量子计算中的数据流。与 Quake 的内存模型使用内存语义量子算子作为对量子比特引用的副作用不同值模型使用值语义即量子算子消费并产生值。然而这些值并非真正的 SSA 值因为操作仍然对值本身有副作用且值不能被复制。我们来看一个例子以澄清两种模型之间的区别。以下是某个玩具量子计算的 Quake 实现mlirfunc.func foo(%veq : !quake.veq2) { // 从向量中提取每个量子比特的样板代码 %c0 arith.constant 0 : index %c1 arith.constant 1 : index %q0 quake.extract_ref %veq[%c0] : (!quake.veq2, index) - !quake.ref %q1 quake.extract_ref %veq[%c1] : (!quake.veq2, index) - !quake.ref // 我们向这些提取的量子比特应用一些算子 // ... 一系列使用 %q0 和 %q1 的算子 ... quake.h %q0 : (!quake.ref) - () // 我们决定测量该向量 %result quake.mz %veq : (!quake.veq2) - cc.stdveci1 // 然后向 %q0 应用另一个 Hadamard quake.h %q0 : (!quake.ref) - () // ... }现在假设我们想通过移除相邻的伴随算子对来优化此代码例如如果在同一个量子比特上连续出现一对 Hadamard 操作——图示如下┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ ─┤ H ├─┤ H ├─ ───┤ I ├─── ───────────── └───┘ └───┘ └───┘其中 I 是恒等算子。注意对 Quake 的这种优化的简单实现会优化掉应用于 %q0 的两个quake.h算子。这样的实现忽略了测量正被应用于包含 %q0 的向量 %veq 这一事实。当然为 Quake 正确实现这种优化是可能的。但这样的实现会很容易出错且需要复杂的分析。因此Quake 具有重载的门。在值模型中算子消费值并返回新值mlir%q0_1 quake.op %q0_0 : (!quake.wire) - !quake.wire我们可以将内存表示与值表示之间的差异可视化为内存表示 值表示 ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ %q0_1 ┌──┐ ┌──┐ %q0 ─┤ ├─┤ ├─···─┤ ├─ %q0 对比 %q0_0 ─┤ ├───────┤ ├─···─┤ ├─ %q0_Z └──┘ └──┘ └──┘ └──┘ └──┘ └──┘如果我们再次查看实现会注意到简单优化的问题在于 Hadamard 算子通过相同的值 %q0 隐式连接。在值形式中所有门都通过不同的值显式连接这消除了通过隐式副作用进行进一步分析的需要。以下是值形式的实现。mlirfunc.func foo(%array : !quake.qvec2) { // 提取每个量子比特的样板代码 %c0 arith.constant 0 : index %c1 arith.constant 1 : index %r0 quake.extract_ref %array[%c0] : (!quake.qvec2, index) - !quake.qref %r1 quake.extract_ref %array[%c1] : (!quake.qvec2, index) - !quake.qref // 解包量子引用以暴露连线 %q0 quake.unwrap %r0 : (!quake.qref) - !quake.wire %q1 quake.unwrap %r1 : (!quake.qref) - !quake.wire // 应用各种算子 %q0_M quake.h %q0_L : (!quake.wire) - !quake.wire // 将连线重新包装到其原始源 quake.wrap %q0_M to %r0 : !quake.wire, !quake.qref quake.wrap %q1_X to %r1 : !quake.wire, !quake.qref // 测量整个量子引用向量 %result quake.mz %array : (!quake.qvec2) - !cc.stdveci1 // 再次解包量子比特 0 的连线 %q0_P quake.unwrap %r0 : (!quake.qref) - !quake.wire ... %q0_Z quake.h %q0_Y : (!quake.wire) - !quake.wire // 将连线重新包装回原始引用 quake.wrap %q0_Z to %r0 : !quake.wire, !quake.qref return }在这段代码中我们可以更直接地看出这两个 Hadamard 算子不能相互抵消。一种推理方式如下在值形式中我们需要遵循值链来了解量子比特算子被应用于何处在本例中内存表示 值表示 %q0 [%q0_0, %q0_1 ... %q0_L, %q0_M; %q0_P ... %q0_Y, %q0_Z]我们知道一个 Hadamard 应用于 %q0_L 并生成 %q0_M另一个应用于 %q0_Y 并生成 %q0_Z。因此它们之间没有连接——这意味着它们不能相互抵消。