量子计算机编程：从入门到实践

34

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第

3

章

3.2

　绘制多量子比特寄存器

我们已经知道如何以圆形表示法用

2

N

个圆来表示

N

个量子比特的情况，但是如何画出多

量子比特电路呢？根据多量子比特的圆形表示法，在长度为

N

的比特串中，每个量子比特

占据一个位置。因此，根据其二进制值来标记每个量子比特就很方便了。

以第

2

章中的随机字节为例。仿照将

8

个传统比特称为

1

字节（

byte

）的叫法，我们将

8

个量子比特称为

1

量子字节（

qubyte

）。此前，我们只是简单地将

8

个量子比特标记为量子

比特

1

、量子比特

2

等。图

3-4

展示了正确标记每个量子比特的电路图。

1 量子字节

图 3-4：标记量子字节中的量子比特

量子比特的命名

图

3-4

使用诸如

0x1

和

0x2

这样的十六进制数来标记量子比特值。这是用于

十六进制数的标准表示法，我们将在整本书中使用它来表示特定的量子比

特，甚至在量子比特数量很多的情况下也会这样做。

3.3

　多量子比特寄存器中的单量子比特运算

既然能够画出多个量子比特的电路图，并用圆形表示法来表示它们，那就开始使用它们

吧！若对多量子比特寄存器应用

NOT

、

HAD

、

PHASE

等单量子比特指令，会如何呢？与单量

子比特运算的唯一区别是，多量子比特运算所用的

算子对

（

operator pair

）专用于该运算所

对应的量子比特。

多个量子比特

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要识别出一个量子比特的算子对 ...