量子计算机编程：从入门到实践

入门

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符　　号 名　　称 用　　法 描　　述

READ val = qc.read(t)

读取量子比特，返回数值

WRITE qc.write(t, val)

将传统数据写为量子比特

RNOT qc.rootnot(t)

ROOT-of-NOT

运算

SWAP

或

EXCHANGE

qc.exchange(t1|t2)

交换

2

个量子比特

CSWAP qc.exchange(t1|t2, c)

条件交换：

if (c) then SWAP(t1, t2)

具体的指令和时序取决于

QPU

的品牌和架构。不过，表

1-1

中的是一组基本指令，应该在

所有

QPU

中都可用。这些指令构成了

QPU

编程的基础，就像

MOV

和

ADD

这样的指令之于

CPU

程序员一样。

1.4.1

　模拟器的上限

尽管模拟器在运行小型

QPU

程序时非常方便，但与真正的

QPU

相比，它们的性能仍然不

够强大。衡量

QPU

性能的一个指标是在其上可操作的

量子比特

（

qubit

）的数量

2

。量子比特

就是量子位，稍后会详细说明。

截至本书原版出版之时，测试得出的

QPU

模拟器的世界记录是

51

个量子比特。在实践

中，公众可以使用的模拟器和硬件通常能够在停止运行之前处理约

26

个量子比特。

本书中的示例考虑到了上述限制。对量子计算初学者来说，这些示例是很好的着手点。每

向示例中添加一个量子比特，都会使运行模拟器所需的内存加倍，速度减半。

1.4.2

　硬件的上限

在本书写作之时，实际可用的最大

QPU

硬件大约有

70

个

物理量子比特

（

physical qubit

），

而通过

Qiskit

开源软件开发工具包向公众提供的最大 ...